Materiales en el diseño de máquinas

Materiales empleados en el diseño de máquinas

MATERIALES EN DISEÑO DE MÁQUINAS.

La elección de los materiales con los cuales vamos a fabricar los elementos de las máquinas, constituye una de las decisiones más importantes que debe tomar el ingeniero de diseño; dado que afectará de manera directa al tamaño de las piezas, a su forma, a su proceso de fabricación y en definitiva a su precio. Dadas las características concretas de cada elemento de máquina, se utilizan materiales metálicos (aceros, fundiciones ....), polímeros ( poliamidas , teflones, poliuretano, pvc ...), cerámicos (vidrios, porcelanas....)

y compuestos.

ALEACIONES METÁLICAS EN DISEÑO DE MÁQUINAS.

Los materiales más utilizados en fabricación de maquinaria son las aleaciones metálicas, principalmente las ferrosas y concretamente los aceros. Esto se debe principalmente a:

• Bajo coste relativo. 
• Buenas características mecánicas. 
• Facilidad en su manufactura. 

Para concretar estos materiales, se agruparán teniendo en cuenta las partes de las máquinas que se diseñan con ellos:

• Chasis de maquinaria. 
• Elementos de la cadena cinemática, de baja responsabilidad. 
• Árboles y ejes. 
• Poleas y volantes. 
• Engranajes. 
• Levas y seguidores. 
• Cojinetes. 

CHASIS DE MAQUINARIA. 

El chasis de una máquina es el armazón sobre el cual se sustentan el resto de las piezas y mediante el cual se transmiten las cargas al terreno. En el diseño y fabricación de chasis de maquinaria, se emplean principalmente dos métodos:

Chasis de fundición de hierro: Se utiliza en la fabricación de maquinaria de gran tamaño, fabricada en lotes de pocas unidades, generalmente: (chasis de máquina herramienta: prensas, tornos,fresadoras...,chasis de maquinaria naval...) El proceso de fabricación utilizado en estos casos es el moldeo por arena y posterior mecanizado de las superficies que lo necesiten. El resto de elementos de la máquina se fijan al bastidor, mediante uniones desmontables (tornillos, pernos, pasadores...). 

Los chasis de una máquina así obtenidos, poseen las siguientes características:

• Bajo coste relativo. 
• Superficies de apariencia irregular, con aristas redondeadas. 
• Chasis pesados, debido a que los espesores no pueden excesivamente delgados, dado los generosos coeficientes de seguridad que hay que emplear y a la tecnología del propio proceso de fabricación. 
• Chasis robustos que absorben bien las vibraciones. 
• Las zonas del chasis que quedan vistas, no es necesario que se recubran con otras piezas como embellecedores. 

Chasis de acero laminado: Hoy día es el método que más se utiliza en la fabricación de chasis de maquinaria en general, especialmente en maquinaria ligera, o maquinaria pesada que precise cierta flexibilidad, generalmente: (chasis de vehículos, electrodomésticos, maquinaria de elevación: grúas, plataformas elevadoras, puentes grúa...;chasis de maquinaria ligera: calzado, textil, envasado...; ordenadores...).Los procesos de fabricación utilizado en estos casos son:

Armazón construido por chapas de acero laminado, cortadas mediante oxicorte, plasma, láser, chorro de agua, guillotina...; y posteriormente ensambladas mediante soldadura o tornillos. Finalmente se mecanizan las superficies que fueran necesario. 

Armazón construido por perfiles estructurales: (IPN,HEB,IPE,UPN,L...) , ensamblados mediante soldadura, complementados si fuera necesario con piezas de chapa de acero conformado y tubos de acero.