Síntesis

Barra cilíndrica de acero templado con ranuras de forma helicoidal y afilada, de forma que al girará apoyada a presión sobre el material a taladrar, lo corta, desprendiendo virutas y penetrando en él. Es un tipo de metal compuesto por más de un elemento químico, una aleación que además es férrea (hierro y pequeñas cantidades de carbono). Requiere varios procesos de transformación, para que quede la pieza que se necesita Una característica distintiva de las brocas para metal es la punta, muy pronunciada para garantizar que la broca corte fácilmente el metal. Las brocas para metal tienen el mismo diámetro en toda su longitud y un ángulo de 118 ° en la punta. Se conocen también como brocas HSS (del inglés High Speed Steel. Las brocas HSS de cobalto permiten taladrar metales duros como el acero inoxidable y tiene una punta con un ángulo ligeramente superior (135 °) para facilitar el centrado al empezar a taladrar. Estas brocas están hechas de acero HSS con un 5 % de cobalto y deben mantenerse refrigeradas mientras se trabaja utilizando un aceite especial para taladrado. (1)

Contexto histórico, social y económico

En el ultimo cuarto del siglo XIX apareció una nueva generación radicalmente mejorada de herramientas, La primera herramienta de perforación fue el punzón, una piedra afilada, sílex, cobre o punta de hueso, que podía atarse a un trozo de madera. El punzón se apretaba contra un objeto y luego iba rotando con la mano, otro método era el “taladro manual” en el que un palo rotaba entre las palmas de las manos. El primer paso hacia la mecanización fue el taladro de correa, que ofrecía un aumento de la velocidad de rotación de la broca. La herramienta consistía en una broca unida a un eje de madera más largo. Este eje rotaba al estar envuelto en una cuerda o correa de cuero, cuyos extermos eran sostenidos por ambas manos; al tirar del eje en una dirección y en otra, éste giraba y paulatinamente perforaba el material. A finales del siglo XIX, la Edad Media trajo una importante innovación en la perforación de agujeros un tanto más pequeños: el berbiquí de mano. Tanto los taladros de arco como las barrenas funcionaban con movimientos de rotación intermitentes, y durante la breve pausa entre turnos la broca tendía a quedarse atascada. El cuerpo en forma de U del berbiquí resolvió este problema. El usuario giraba el mango de manera continua a la vez que ejercía presión hacia abajo con la mano o el pecho sobre un soporte. (2)

La mecha de perforación para metal fue el primer objeto fabricado por el ingeniero norteamericano Frederik Winslow Taylor en 1897. La mecha de perforación para metal surgió en Estados Unidos, el material se creó a partir de un acero especial (acero frío) capaz de soportar una utilización prolongada sin apenas desgaste. Lo consiguió añadiéndole wolframio, lo que aumentaba el punto de fusión de la aleación hasta los 800 grados, y con ello su resistencia, una aleación capaz de soportar la utilización continuada y las altas temperaturas que se producen con el rozamiento pero con un desgaste mínimo. Es sección cilíndrica, se utiliza con un taladro u otra máquina similar, que funciona mediante el giro de la broca. Se emplea para crear orificios o agujeros en diversos materiales, actualmente se sigue utilizando para el mismo propósito. (3) Es un material de bajo precio, muy accesible. Las calidades principales de las brocas para perforación de metal son: HSS LAMINADA. Es la más económica de las brocas de metal. Es de uso general en metales y plásticos en los que no se requiera precisión. No es de gran duración. HSS RECTIFICADA. Es una broca de mayor precisión, indicada para todo tipo de metales semiduros (hasta 80 Kg./mm²) incluyendo fundición, aluminio, cobre, latón, plásticos, etc. Tiene gran duración. HSS TITANIO RECTIFICADA. Están recubiertas de una aleación de titanio que permite taladrar todo tipo de metales con la máxima precisión, incluyendo materiales difíciles como el acero inoxidable. Se puede aumentar la velocidad de corte y son de extraordinaria duración. Se pueden utilizar en máquinas de gran producción pero necesitan refrigeración. HSS COBALTO RECTIFICADA. Son las brocas de máxima calidad, y están recomendadas para taladrar metales de todo tipo incluyendo los muy duros (hasta 120 Kg./mm²) y los aceros inoxidables. Tienen una especial resistencia a la temperatura, de forma que se pueden utilizar sin refrigerante y a altas velocidades de corte. (4) Las medidas más habituales que se utilizan para las brocas para perforación de metal son: 1/16 5/64 3/32 7/64 1/8 9/64 5/32 11/64 3/16 13/64 7/32 15/32 1/4 5/16 y 3/8. (5)

En la gran mayoría de las empresas que utilizan fluido de corte, se producen episodios de contaminación del entorno de trabajo. Las razones son múltiples: goteo directo del fluido de corte arrastrado en piezas y virutas, salpicaduras, manipulación de piezas, preparación y/o trasiego del fluido de corte, etc. El suelo es un entorno que favorece la dispersión de los contaminantes: A la intemperie, éstos son arrastrados por el agua de lluvia, pasando a contaminar los medios acuosos. (6)

Definición ciencia

Se utiliza acero rápido aleado al tungsteno y molibdeno llamado acero SISA M2, se compone de contenidos en peso de 0,85% de C (carbono), 0.30% de Mn (Manganeso), 0.30% de Si (silicio), 4.15% de Cr (cromo), 5.00%Mo (molibdeno), 1.95% V (vanadio), 6.40%W (wolframio). El acero SISA M2 puede ser nitrurado o recubierto con TiN (nitruro de titanio). Cuando se utilizan recubrimientos superficiales, templar al rango de temperaturas altas de austenización y revenir a la misma temperatura o superior a la del tratamiento superficial. (7)

Procesamiento

El método de fabricación, utilizan un trozo de acero, un brazo mecánico inserta a la bronca en una pulidora guiada por un ordenador, la maquina está hecha de dos ruedas, la primera rueda convierte a la pieza lisa en espirales longitudinales llamados acanaladuras, la segunda rueda hace bordes afilados en las acanaladuras y da forma de punta al extremo de la broca, luego deben pasar por un proceso de tratamiento para endurecerse de 20 minutos en un horno a 955 °C, se enfría en agua y aceite durante 15 minutos. Se sumerge en una solución limpiadora industrial que elimina los granos de residuos, después un baño de ácidos que elimina el hollín. Por ultimo 20 minutos en una solución para ennegrecerlas, el último paso solamente es estético. (8)

Propiedades

Normas

Puesta en obra

Proveedores

Bibliografía

Síntesis

El tornillo autoperforante está compuesto por acero. La fabricación de este consiste en dos partes: 
Forjado en frío: proceso donde el material se comprime en la cavidad de un molde a temperatura ambiente. La pieza resultante es un tornillo con cabeza.
Mecanizado: el tamaño y forma se realiza a través de la eliminación gradual de material con la ayuda de herramientas. El tornillo sin mecanizar se coloca en un troquel y, a medida que las herramientas giran sobre el tornillo, se crean las ranuras de roscado y la forma del tornillo. 
Luego, reciben un tratamiento de cementado, templado y revenido, lo que le confiere sus características, resistencia mecánica y dureza superficial.
Por último, se le aplica un tratamiento anticorrosivo por medio del zincado electrolítico. 
Los tornillos autoperforantes se utilizan para todo tipo de ensambles: el armado de paneles portantes y para resolver sus encuentros en las esquinas, instalaciones eléctricas, automotores, electrodomésticos, también para vincular perfiles estructurales “C” y doble “T” y para fijar chapas metálicas de grueso calibre.

Contexto histórico, social y económico

La creación del tornillo se remonta al siglo III a.C cuando Arquímedes ideó un sistema para la elevación del agua o los cereales, a través de una maquina gravimétrica helicoidal. El proceso se llevaba a cabo colocando el agua o los cereales dentro de un cilindro hueco y haciéndolo girar. A partir de la Revolución industrial, en el siglo XIX, se fabricaron en distinta escala y en serie. El tornillo se une a una tuerca, y en épocas antiguas, había que buscar la tuerca que coincidiera con el tornillo. Por eso, Joseph Whitworth en 1841, sugirió un paso de rosca universal para todos los tornillos y tuercas. 2 
Como mencionamos antes, el tornillo se utilizaba en siglos anteriores, en otra escala y para elevar agua o cereales, pero con la llegada de la Revolución Industrial, que tuvo su lugar en 1760, se aceleró el desarrollo de la tuerca y del tornillo, y los puso firmemente en el mapa como un componente importante en el mundo de la ingeniería y de la construcción. Antes de la industrialización, los tornillos eran utilizados para las fijaciones de máquinas de impresión, pero con el Renacimiento, este método fue expandido hacia artículos como relojes y armaduras. Hubo varios cambios que tuvieron lugar en la dicha revolución industrial, algunos de estos fueron el surgimiento de nuevas técnicas para el desarrollo del trabajo, la mano de obra especializada y el uso de nuevas máquinas motrices como la máquina de vapor y de nuevos materiales como el acero, que fue lo que permitió la producción en masa de los tornillos y sus respectivas tuercas. Desde esa época, la forma de los tornillos y de las tuercas fue haciéndose más precisa a medida que su reproducción se multiplicaba: en cuanto al tornillo autoperforante, su punta en forma de mecha permite perforar fácilmente chapas de acero, maderas y otros, y la forma hexagonal de su cabeza, acompañada con una arandela, no permite la filtración de agua y también asegura una estabilidad en su colocación. Hoy en día, existe una técnica de construcción denominada Steel Framing, la cual consiste en una construcción llevada a cabo solo por perfiles de acero conformados en frio y galvanizados en vez de vigas de madera. Los perfiles se encuentran unidos por tornillos autoperforantes. El costo de fabricación de estos tornillos va a depender del tamaño del lote que el cliente necesite y de la cantidad que se es permitido entregar, ya que va a determinar del tiempo en que las maquinas se encuentran en funcionamiento y la energía que esto implica. Pero en cuanto al costo del material ya en venta, ronda entre los precios de los diferentes tipos de tornillos. 3
Los dos componentes principales del acero se encuentran en abundancia en la naturaleza. El acero se puede reciclar indefinidamente sin perder sus atributos, lo que favorece su producción a gran escala, aunque para reutilizarse, requiere de una cantidad de energía significativa. Actualmente, se está investigando la manera de unir la industria del acero con la automotriz y electrodoméstica, para poder recuperar al máximo el acero al final de su uso. Para evitar la contaminación del acero, se debe controlar la contaminación del agua y las emisiones de gases y polvos contaminantes, también reducir la energía utilizada para extraer y refinar el mineral de hierro. 4

Definición ciencia

Los tornillos autoperforantes están compuestos por una cabeza, el cuello y la rosca, que están hechas de acero, este mismo es una aleación del hierro con una cantidad de carbono que puede variar entre 0.03% y 1,075%, lo que mejora la resistencia de los tornillos, además contienen cromo, vanadio, tungsteno y molibdeno, entre otros. A estos se le suma, en su fabricación, un tratamiento denominado zincado que refuerza sus características mecánicas y le da un aspecto fino y sin impurezas. 5

Procesamiento

La fabricación del acero en horno eléctrico se basa en la fusión de las chatarras por medio de una corriente eléctrica, y al afino posterior del baño fundido, luego el acero se vierte directamente en un molde de fondo desplazable. La artesa receptora tiene un orificio de fondo por el que distribuye el acero líquido en varias líneas de colada, cada una de las cuales dispone de su molde de cobre y paredes huecas para permitir su refrigeración con agua, que sirve para dar forma al producto. Durante el proceso, la lingotera se mueve hacia arriba y hacia abajo, con el fin de despegar la costra sólida que se va formando durante el enfriamiento. Luego, se produce la laminación. 6

Propiedades

Normas

Puesta en obra

Proveedores

Bibliografía