Fabricación de tapa de medidor de agua.

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3. MARCO TEÓRICO

3.1 Manufactura

La manufactura (del latín manus, mano, y factura, hechura) describe la transformación de materias primas en productos terminados para su venta. También involucra procesos de elaboración de productos semi-manufacturados. Es conocida también por el término de industria secundaria. Algunas industrias, como las manufacturas de semiconductores o de acero, por ejemplo, usan el término de fabricación.

El término puede referirse a una variedad enorme de la actividad humana, de la artesanía a la alta tecnología, pero es más comúnmente aplicado a la producción industrial, en la cual las materias primas son transformadas en bienes terminados a gran escala.

La fabricación se produce bajo todos los tipos de sistemas económicos. En una economía capitalista, la fabricación se dirige por lo general hacia la fabricación en serie de productos para la venta a consumidores con una ganancia. En una economía colectivista, la fabricación está frecuentemente dirigida por una agencia estatal. En las economías modernas, la fabricación discurre bajo algún grado de regulación gubernamental.

La fabricación moderna incluye todos los procesos intermedios requeridos para la producción y la integración de los componentes de un producto. El sector industrial está estrechamente relacionado con la ingeniería y el diseño industrial.

El proceso puede ser manual (origen del término) o con la utilización de máquinas. Para obtener mayor volumen de producción es aplicada la técnica de la división del trabajo, donde cada trabajador ejecuta sólo una pequeña porción de la tarea. Así, se especializa y economiza movimientos, lo que va a repercutir en una mayor velocidad de producción.

Aunque la producción artesanal ha formado parte de la humanidad desde hace mucho tiempo (desde la Edad Media), se piensa que la manufactura moderna surge alrededor de 1780 con la Revolución Industrial británica, expandiéndose a partir de entonces a toda la Europa Continental, luego a América del Norte y finalmente al resto del mundo.

La manufactura se ha convertido en una porción inmensa de la economía del mundo moderno. Según algunos economistas, la fabricación es un sector que produce riqueza en una economía, mientras que el sector servicios tiende a ser el consumo de la riqueza.

3.2 Fundición

A continuación se presentan las características principales del proceso de fundición, que es un proceso de solidificación, como muestra la Fig. 1, y se divide en fundición en moldes desechables y fundición en modelos permanentes.

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Fig. 1. Clasificación de la fundición de metales.

Se denomina fundición al proceso de fabricación de piezas, comúnmente metálicas pero también de plástico, consistente en fundir un material e introducirlo en una cavidad, llamada molde, donde se solidifica.

El proceso tradicional es la fundición en arena, por ser ésta un material refractario muy abundante en la naturaleza y que, mezclada con arcilla, adquiere cohesión y moldeabilidad sin perder la permeabilidad que posibilita evacuar los gases del molde al tiempo que se vierte el metal fundido.

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Figura 2. Proceso de vertido del metal fundido

Al realizar un proceso de fundición, se deben tener en cuenta diversos factores y variables. Uno de los elementos de mayor importancia son los moldes. Estos, contienen las características geométricas de la pieza fundida. Como se observa en la Fig. 2.[pic 8]

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- Molde abierto (b) Molde cerrado

Fig. 3. Tipos de moldes para el proceso de fundición. a) Molde abierto b) Molde Cerrado

Uno de los moldes más utilizados en la industria, son los moldes para fundación en arena, cuyos elementos principales se describen a continuación:

- Marco superior: Mitad superior del molde

- Marco inferior: Mitad inferior del molde

- Caja de moldeo: Se divide en la caja de moldeo para el marco superior y en la caja de moldeo para el marco inferior

- Núcleo: Define la forma interior de las piezas (cavidades). Se coloca dentro de la cavidad del molde.

- Sistema de paso: Canales por donde fluye el metal derretido hacia la cavidad del molde.

- Bebedero de vertido: Vaciadero por el que ingresa el metal para conducirse a la cavidad principal.

- Mazarota: Fuente de metal líquido para compensar la contracción del metal durante la solidificación.

En el marco de este proyecto, se tratarán sólo las fundiciones con molde desechable, por ser el utilizado para realizar la pieza propuesta.

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Fig. 4. Clasificación de la fundición de metales en moldes desechables.

Las principales características de un molde de arena son:

- Resistencia: capacidad de mantener sus características geométricas

- Permeabilidad: capacidad de permitir el paso de aire por los vacíos de arena.

- Estabilidad Térmica: capacidad de resistir el agrietamiento y deformación cuando sea puesto en contacto con el metal fundido.

- Colapsabilidad: Capacidad de limpiar con facilidad y quitar la arena del fundido.

Para los procesos de fundición en arena, como en otros procesos de fundición, se utiliza un “patrón” que consiste en un modelo en tamaño real de la pieza, con un margen de sobredimensionamiento, para tener en cuenta las tolerancias por contracciones y maquinado en el fundido final. En la Fig. 4 se muestran los cuatro estilos de modelos que existen en la fundición en arena.

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Fig. 5. Estilos de modelos para la fundición en arena.

En el modelo sólido, el tamaño está ajustado para la contracción y el maquinado. Este modelo posee la misma forma que el fundido. Están limitados para