El trabajo con metales existe desde hace miles de años y ha evolucionado con los avances en tecnología y maquinaria. Hoy en día, utiliza máquinas de Diseño Asistido por Computadora (CAD) y Control Numérico por Computadora (CNC) para crear estructuras metálicas precisas y complejas.
La historia del trabajo de los metales.
La evidencia más antigua de trabajo de metales es un colgante de cobre descubierto en Irak, que data del 8.700 a. C. En la antigüedad, la gente utilizaba principalmente el trabajo del metal para crear herramientas y armas para la caza y la guerra. A medida que mejoraron las técnicas de trabajo del metal, se hizo posible la creación de diseños más complejos, como joyas y objetos decorativos.
Durante la Edad Media, el trabajo del metal se convirtió en un oficio altamente especializado. La gente formó gremios para regular la industria y garantizar que los aprendices recibieran la formación adecuada. Mientras tanto, la Revolución Industrial marcó un avance significativo en la tecnología metalúrgica cuando la máquina de vapor y otras máquinas permitieron la producción en masa.
En los tiempos modernos, la metalurgia sigue siendo una industria importante con muchas aplicaciones, incluidas la construcción, el transporte y la fabricación.
Ventajas
Algunas de las ventajas del trabajo de metales incluyen las siguientes:
- Un producto fabricado durará una década.
- Las líneas de producción de alto volumen y largo plazo tienen una alta eficiencia de costos.
- Los productos creados a partir del trabajo del metal son resistentes a las altas temperaturas.
- El trabajo de metales tiene una amplia gama de aplicaciones.
- Este proceso también produce materiales resistentes para diversos fines.
- Los fluidos para trabajar metales tienen procesos avanzados para trabajar metales.
- La fundición es un método útil para crear herramientas, esculturas y joyas.
Desventajas
Si bien el trabajo de metales tiene numerosas ventajas, también es esencial reconocer sus limitaciones. Las siguientes son algunas desventajas del trabajo de metales:
- El trabajo con metales requiere una persona capacitada en todas las áreas.
- La duración de un proyecto suele ser larga.
- Los costes iniciales de los procesos metalúrgicos son elevados.
- Saber cómo funcionan las distintas máquinas es fundamental antes de utilizarlas.
- Siempre existe la posibilidad de sufrir lesiones físicas graves o, en el peor de los casos, la muerte.
- El proceso de mecanizado de metales requiere una gran cantidad de herramientas.
- Los procedimientos posteriores a la fabricación requieren mucho tiempo y son costosos.
Técnicas de trabajo de metales
Las técnicas de trabajo de metales varían según las propiedades del metal utilizado y pueden producir una variedad de objetos de diferentes tamaños. A continuación se muestran los otros métodos utilizados en el trabajo de metales:
Corte
Los talleres de fabricación de metales, la reparación de automóviles y los trabajadores de la construcción suelen utilizar el corte. Las máquinas de fresado, fresado, torneado y CNC son algunos de los métodos utilizados para eliminar material del metal. Mientras se crean agujeros en los metales, este proceso utiliza cortadores de plasma, que utilizan argón e hidrógeno como fuente de energía.
Unión
La unión es el acto de combinar piezas metálicas mediante soldadura o soldadura fuerte. La soldadura utiliza una máquina para unir metales ferrosos y no ferrosos y es mejor para proyectos más grandes. La soldadura fusiona metales preciosos al fundir la soldadura y es mejor para proyectos más pequeños.
formando
Formar metal implica usar calor y presión para remodelarlo sin agregar ni quitar material. Esta técnica de trabajo del metal utiliza dos métodos: forjado y doblado.
Forjar implica calentar el metal, luego martillarlo y doblarlo hasta darle la forma deseada. Mientras tanto, la flexión se realiza calentando el metal y golpeándolo con un martillo sobre el cuerno del yunque. Utiliza una rueda inglesa para dar forma a materiales fríos como el aluminio o el acero.
Fundición
La fundición de metales es una técnica utilizada en la historia para esculpir, fabricar herramientas y diseñar joyas. El proceso incluye verter metales fundidos en cavidades de diferentes materiales. A pesar de su antigüedad, sigue siendo popular debido a sus beneficios económicos, velocidad y capacidad de crear copias idénticas de un artículo.
Puede fundir metal mediante fundición a la cera perdida o fundición en arena. La fundición a la cera perdida implica tallar en cera, crear un molde de yeso y quemar la cera. Por otro lado, la fundición en arena utiliza arena combinada con un agente aglutinante como arcilla, y el metal fundido fluye hacia el molde para crear un objeto.
Procesos de corte
El corte de metales es un paso necesario en el trabajo de metales para la construcción de estructuras y la fabricación de herramientas. Hay varios métodos disponibles, desde dispositivos portátiles hasta maquinaria avanzada.
Molienda
El proceso de fresado implica eliminar cantidades precisas de material de una pieza más grande mediante el uso de una fresadora que hace girar una herramienta de corte y la pone en contacto con una pieza de trabajo. El molino y el torno son máquinas esenciales capaces de producir piezas con alta precisión, repetibilidad y exactitud.
Torneado
El torneado implica que una herramienta de corte se mueve linealmente mientras gira una pieza de trabajo. Esta técnica elimina material de la pieza tanto en profundidad como en ancho. Las máquinas herramienta convencionales utilizadas para tornear son tornos, pero debido a los avances tecnológicos, ahora se emplean máquinas CNC en un proceso más automatizado.
Molienda
El rectificado es un proceso abrasivo que se utiliza en el trabajo de metales para eliminar material de una pieza de trabajo. Las máquinas utilizadas para rectificar incluyen amoladoras angulares portátiles, amoladoras de banco y máquinas CNC. Las rectificadoras varían en tamaño y precisión. Se utiliza una muela abrasiva hecha de piedra, diamantes o material inorgánico para cortes precisos y acabados finos.
Perforación
La perforación implica crear agujeros en metal utilizando taladradoras, taladros manuales o máquinas CNC. Asegúrese de lubricar las brocas con líquido de corte para prolongar la vida útil de la herramienta y evitar el sobrecalentamiento. Garantiza un agujero suave y preciso y evita vibraciones o perforaciones inseguras.
Unir procesos
Unir metales implica usar calor y presión para crear piezas más grandes o construir estructuras. La soldadura y el remachado son técnicas eficaces para proyectos más grandes que requieren capacidad de carga, mientras que la soldadura se utiliza para unir materiales más pequeños, como joyas y objetos escultóricos. A continuación se muestran diferentes métodos utilizados al unir metales.
Soldadura
La soldadura implica unir materiales mediante presión y calor. Se puede realizar en interior o exterior, según el tipo. La soldadura se utiliza para crear espadas, barcos, estructuras y más. Cada tipo de soldadura tiene su aplicación práctica, así:
- Soldadura por arco metálico con gas (GMAW) – utiliza un electrodo de alambre sólido calentado en una pistola de soldar y es una opción viable para principiantes.
- Soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW) – implica un electrodo de tungsteno que permanece intacto durante la soldadura, lo que permite un control preciso sobre el amperaje y el flujo de gas. Esta técnica es ideal para materiales delicados y se puede utilizar en metales ferrosos y no ferrosos.
- Soldadura por arco metálico protegido (SMAW) – Implica un electrodo consumible recubierto con fundente para crear soldaduras fuertes adecuadas para materiales más gruesos. Este proceso es versátil, con una fácil configuración del equipo y una curva de aprendizaje generalmente sencilla.
- Soldadura por arco con núcleo (FCAW) – utiliza un electrodo consumible que se alimenta continuamente y puede ser semiautomático o automático. El electrodo incluye un núcleo fundente que protege la soldadura de los elementos atmosféricos, haciéndolo adaptable y fácil de transportar.
- Soldadura por haz de energía (EBW) – Implica la generación de electrones a través de un cañón de electrones y su aceleración a altas velocidades mediante campos eléctricos. Luego, estos electrones se enfocan y se aplican a los materiales unidos mediante campos magnéticos.
- Soldadura por hidrógeno atómico (AHW) – implica un arco eléctrico creado por dos electrodos de tungsteno en presencia de gas hidrógeno. El arco rompe las moléculas de hidrógeno y luego las recombina mediante una reacción.
- Soldadura de oxiacetileno – implica el uso de gases combustibles y oxígeno para calentar la llama y fundir el material de la pieza de manera localizada.
- Soldadura por arco de plasma – implica la creación de un arco eléctrico entre un electrodo no consumible y la pieza de trabajo. Esto produce altas temperaturas y concentración de energía, creando cordones de soldadura profundos y estrechos a altas velocidades.
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Soldadura
Soldar implica fundir una aleación a baja temperatura en la unión para fusionar los metales en una pieza sólida y crear un puente eléctrico confiable. Los metalúrgicos utilizan un soldador ecléctico o un soplete de gas para unir metales preciosos. La soldadura se usa ampliamente en plomería, electrónica, carpintería metálica e incluso en la fabricación de instrumentos musicales.
remachar
Los remaches son sujetadores mecánicos que realizan uniones o refuerzan estructuras. Funcionan mejor para objetos livianos que necesitan alta resistencia: remaches previamente conectados a uniones metálicas en edificios como la Torre Eiffel y el Puente del Puerto de Sydney. Los remaches son lisos cilindros con culata antes de la instalación.
Procesos de formación
Dar forma al metal se puede lograr mediante manipulación en frío o en caliente. El método específico dependerá del tipo de metal, el equipo disponible y el resultado deseado. Los diferentes tipos de técnicas de formación se analizan a continuación.
Forjar
La forja es un antiguo proceso de trabajo del metal que da forma al metal. El proceso consiste en calentar metal en una forja, martillarlo y doblarlo. Un herrero usa un martillo para objetos más pequeños o un martillo industrial para los más grandes. Los metales forjados, comúnmente hechos de hierro y acero, son conocidos por su resistencia.
Perfilado
El perfilado implica doblar continuamente láminas de chapa a temperatura ambiente a través de un laminador. Es conocido por su precisión, flexibilidad y capacidad para formar metales de hasta un cuarto de pulgada de espesor.
Laminación
La laminación es un proceso utilizado para disminuir el espesor de los metales o lograr uniformidad, que puede ser en frío o en caliente. El laminado en caliente es adecuado para piezas de trabajo y chapas de gran tamaño. Por el contrario, el laminado en frío es preferible para objetos más pequeños, ya que mejora la resistencia y el acabado de la superficie y reduce la necesidad de trabajos de acabado adicionales.
Procesos de fundición
La fundición de metales se utiliza para crear objetos metálicos sólidos vertiendo metal fundido en un molde. Luego el metal se enfría y se extrae del molde. Es un método rentable y que ahorra tiempo. Esta sección discutirá las técnicas comunes para fundir metal a continuación:
Fundición a la cera perdida o inversión
Un proceso de fundición a la cera perdida implica verter metal fundido en un molde modelo de cera. El molde tiene bebederos colocados y está cubierto con yeso. Los hornos se utilizan para quemar la cera. El metal se funde y se vierte en el molde de yeso mediante una aspiradora o una rueda centrífuga.
fundición a presión
Un proceso de fundición a presión implica inyectar metal fundido a alta presión en un molde. El molde consta de dos matrices de acero mecanizado y normalmente utiliza aleaciones con un punto de fusión bajo, como zinc, cobre, aluminio y magnesio. Este proceso automatizado es conocido por su velocidad.
Moldeo en arena
Un método de fundición de metales comúnmente utilizado en fundiciones. El molde combina arena con un agente aglutinante como arcilla y está cerrado. Se utiliza un molde para convertir metal fundido en objetos. La fundición en arena es económica y el método de fundición de metales más utilizado.
