TRABAJO DESENSAMBLE DEL ARTEFACTO

“BOMBA DE AIRE”

YENNY PAOLA CASTRILLONJOSE ESTEBAN OSORIO RIVERA

DANIEL ESTEBAN MONSALVE

PROCESOS DE MANUFACTURA

ALVARO LEÓN OSPINAINGENIERO MECÁNICO

PROCESOS DE MANUFACTURAUNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

SEDE MEDELLÍN2015

I

INTRODUCCIÓN

El presente trabajo tiene como objetivo principal el obtener conocimientos acerca de los diferentes materiales y los diversos procesos de manufactura que se pueden ver relacionados con la fabricación y producción en masa de algún tipo de artefacto que sea comercializado. Para este caso se seleccionó una bomba de aire que, como se verá posteriormente, implica diversos procesos de manufactura, que dependen del material que a la vez, será específico a la función que vaya a cumplir dicho material.

Se realizaron pruebas de materiales y se toma la bibliografía disponible especializada acerca de la temática a desarrollar en este trabajo, como los recursos virtuales y la bibliografía física disponible en la universidad.

Finalmente, se presentará un análisis del paso a paso de la construcción de este artefacto y se concluirá acerca de las piezas y de la pertinencia de las decisiones que se debieron tomar en la construcción de este artefacto.

CONTENIDO

CONTENIDO DE TABLAS

OBJETIVOS

❖ Determinar los materiales de cada pieza del artefacto y sus propiedades fisicoquímicas.

❖ Se establecieron los procesos de manufactura y las herramientas utilizadas.

❖ Se investigó el origen de la bomba de aire, su funcionalidad y aplicación.

RESUMEN

La presente trabajo consiste especialmente el desensamble de un artefacto tecnológico, especificar las piezas que lo componen, las propiedades físico químicas, los procesos de manufactura, la funcionalidad y la posibles aplicaciones.

Se utilizó una bomba de aire eléctrico ya que era un artefacto que se tenía disponible y que corresponde a las especificaciones requeridas para el desarrollo del trabajo.

En primer lugar se procedió al desarme del artefacto en su totalidad, con el fin de observar cada una de las piezas. A modo de resumen se observaron tres piezas principales que son la carcasa y las tapas, la turbina, y el motor. Para simplicidad no se desarmó el motor ya que requería de unos conocimientos más avanzados para poder determinar todos los materiales y procesos que se requieren para su fabricación.

Luego, pieza por pieza, se procedió a identificar el tipo de material con el que se construyeron estas piezas, por lo que se realizaron pruebas de quema de material para identificar su comportamiento y saber de qué estaban hechas. Luego con la revisión bibliográfica y los conocimientos que se han adquirido, se determinó cuáles eran los procesos de manufactura que se requirieron para la elaboración de cada pieza.

A continuación, y de manera específica se presenta un breve análisis de pieza por pieza y algunos otros aspectos introductorios sobre Procesos de Manufactura.

DESENSAMBLE DEL ARTEFACTO – “BOMBA DE AIRE”

SITUACIÓN TECNOLÓGICA DEL ARTEFACTO

Figura 1. Bomba de Aire.

Una bomba de aire se trata de un compresor que varía la densidad del fluido de aire al variar su presión. Generalmente son máquinas pequeñas.

Especificaciones: Marca Intex.Revoluciones por minuto: 1800.Modelo: AP638.

HISTORIA

La invención de Von Guericke en 1650, un físico e ingeniero alemán llamado Otto Von Guericke inventó una bomba de vacío y experimentó con la presión de aire y cómo esta puede ser utilizada para alcanzar diversos medios.

La bomba de aire de Guericke demostró cómo el aire trabajaba con la combustión. Sus experimentos mostraron la ruta para posteriores estudios del uso de aire como compresor.

Los primeros compresores de aire.

El compresor conocido como el “cilindro soplador” fue el primero en ser inventado. Este fue creado en 1762 y podía producir 14.5 libras por pulgada cuadrada (kPa 99.9).

En 1829, un compresor de aire compuesto fue patentado. Un poco más de 40 años después, en 1872, el compresor fue mejorado con el uso de chorros de agua que refrescaba a los cilindros. Esta invención acentuó la importancia de controlar la temperatura y la humedad del aire que estuviera siendo comprimido para una eficacia más alta de herramientas.

DESARROLLO, PRODUCCIÓN Y COMERCIALIZACIÓN

Partes:

Carcasa: Se utiliza para ensamblar todo, cada una de las partes de la bomba, dando como finalidad el funcionamiento de la bomba.

Figura 2. Carcasa de Bomba de Aire

Tapas de carcasa (superior e inferior): Compone los conductos de aire o a través del ajuste total para así alcanzar la funcionalidad.

Figura 3. Tapas inferior y posterior de Bomba de Aire.

Turbina de aire: Utilizada para aumentar la corriente de viento a través del eje principal del motor de rotación.

Figura 4. Turbina de aire de Bomba de Aire.

Conductor de aire: Por donde es expulsado el aire, que dependiendo del orificio donde se vaya a utilizar la bomba se usa el tamaño de la punta conductor.

Figura 5. Conductor de aire de Bomba de Aire.

Platinas: Son las empleadas para conducir la energía de las baterías al motor. Con ayuda de los cables.

Figura 6. Platinas de Bomba de Aire.

Tornillos: Empleados para ensamblar algunas piezas y estabilizar otras. Los hay con algunas variaciones (diferentes materiales y/o procesos de manufactura).

Figura 7. Tornillos de Bomba de Aire.

Protector del motor: Empleado para separar las demás piezas del motor. Ya que por seguridad y funcionalidad, este debería estar separado de las demás partes.

Figura 8. Protector del motor de Bomba de Aire.

Protector del switch: Separa y protege el switch para que las demás piezas no interfieran en su funcionamiento.

Figura 9. Protector del switch de Bomba de Aire.

Motor: Es el que le da la potencia y la energía necesaria a la turbina para que funcione. Es la principal pieza de la Bomba de Aire.

Figura 10. Motor de Bomba de Aire.

Pequeño motor eléctrico de imán para corriente continua (DC) de potencias desde 1 a 5 W. Funcionamiento por alimentadores AC/DC, o, baterías, pilas secas, etc. Empleados en juguetería, expositores, hobbys y en donde se precise un pequeño motor económico. El costo puede estar entre 4500 pesos colombianos y 5400 pesos colombianos

Especificaciones:•Referencia: 70.541.•Peso: 42 grs.•Salida: 0"27 / 3.447 W.•Tensión de funcionamiento: 1.5 / 4.5 VDC.•R.P.M (Sin carga): 3.500/10.200.•Intensidad (Sin carga): 0.09 / 0.14 A .•R.P.M (Con carga máxima): 2.770 / 8.620.•Intensidad (Con carga máxima) :0.35 / 0.766.•Par de torsión (G-CM): 0.35 / 0.766.•Eff (%): 0.35 / 0.766.•Par de paro (G-CM): 48.0 / 15.5.

PROCESOS DE MANUFACTURA ASOCIADOS AL PRODUCTO, MATERIALES Y PROPIEDADES.

Pieza: Carcasa, tapas de carcasa y conductor de aire.Material: Polipropileno, puesto que el producto viene marcado con las siglas PP en estas piezas del artefacto.Proceso: Modelado (equivalente al proceso de fundición de metales), inyección.

Pieza: Turbina de aire, protector del switch y protector de motor.Material: Poliestireno, ya que al hacerle la prueba de calor, al quemarse estas piezas expedían grandes cantidades de hollín (residuos de color negro que salen vuelan por el aire).Proceso: Modelado e inyección.

Pieza: Platinas.Material: Alumino, porque no tiene propiedad magnética al hacerle la prueba con el imán, además de su bajo costo.Proceso: A partir de láminas de aluminio por troquelado se saca cada una de las piezas y que son deformadas por modificación de forma con ayuda de una prensa.

Pieza: Tornillos.Material: Son de un tipo de acero inoxidable martensítico de la familia 410.Proceso: A partir de una barra extruccionada de este tipo de acero, a través de un troquelado se separan las pequeñas piezas, luego por torneado se le da el acabado al cuerpo del tornillo y por modificación de forma, con una prensa por ejemplo, se le da la forma a la cabeza del tornillo. A algunos de los tornillos se les observa un acabado superficial (puesto que fueron lijados y se observan de un color gris al interior, como los demás tornillos); estos tornillos son galvanizados, de color negro, esto quiere decir que tienen un recubrimiento de zinc que le da gran precisión de ajuste a los tornillos y aumenta su propiedad anticorrosiva y su vida útil.

De acá para atrás todo está bien, no hay que corregir nada, solo complementar la parte de Tabla de contenido.

HACER LAS PROPIEDADES DEL ALUMINIO, POLIPROPILENO, DEL ACERO INOXIDABLE MARTENSITICO (ESPECIALMENTE LA FAMILIA 410) Y POLIESTIRENO, HAY QUE EXPLICAR EL PROCESO ESPECIFICO (TE AYUDAS DEL DOC. QUE MANDO DANIEL, ADEMAS QUE HAY QUE CONSULTAR MÁS. USO Y APLCIACIONES NE LA REGIÓN. Y QUÉ PIEZA SE PODRÍA REEMPLAZAR. CONCLUSIONES Y ANÁLISIS. COMPLETAR TABLA DE CONTENIDO, yo ya hice los mas maluquito que es la identificación de materiales y los procesos, lo otro ya es como carreta y complementar.

LO DE COLOR ROJO ES LO MAS IMPORTANTE LO DE LAS PROPIEDADES, SI QUIERE LAS HACE Y YO HAGO EL RESTO A LA NOCHE.

Propiedades del Polipropileno (PP).

Propiedades físicas:

❖ Es inflamable❖ Es un material fácil de reciclar❖ Posee alta resistencia al impacto.❖ Tiene poca resistencia a los Ultra-violeta.❖ Tiene una excelente compatibilidad con el medio.❖ Posee una gran capacidad de recuperación elástica.

PROPIEDADES FÍSICAS

Densidad (g/cm3) 0,9

Indice Refractivo 1,49

Índice de Oxígeno Límite (%) 18

Propiedades químicas:

❖ Tiene gran resistencia a soluciones de detergentes comerciales.❖ Es apolar, por lo tanto posee gran resistencia a agentes químicos.❖ Presenta poca absorción de agua, por lo tanto no presenta mucha humedad.❖ El polipropileno como los polietilenos tiene una buena resistencia química

pero una resistencia débil a los rayos UV (salvo estabilización o protección previa).

PROPIEDADES QUÍMICAS

Punto de fusión 320 F (160°C)

Punto de ebullición > 160 °C

Propiedades mecánicas:

❖ Puede utilizarse en calidad de material para elementos deslizantes no lubricados.

❖ Tiene buena resistencia superficial.❖ Tiene buena resistencia química a la humedad y al calor sin deformarse.❖ Tiene buena dureza superficial y estabilidad dimensional.

PROPIEDADES MECÁNICAS

Densidad (g/cm3) 0,9

Dureza-Rockell R80-100

Resistencia a la Abrasión- ASMT 13-16

Resistencia a la Tracción (Mpa) 25-40

Aplicaciones del Polipropileno:

❖ Bolsas❖ Tubos❖ Fibras❖ Juguetes❖ Cassetes❖ Embalajes❖ Empaquetados❖ Monofilamentos❖ Casco de barcos❖ Estuches de cintas❖ Fabricación de sacos❖ Utensilios domésticos❖ Piezas de dispositivos❖ Utensilios de laboratorio❖ Botellas de diferentes tipos.❖ Envolturas de aparatos eléctricos❖ Envolturas debido al lustre satinado y buena tenacidad.❖ A nivel automotriz, por su peso reducido, precio, facilidad de conformación.❖ Asientos y piezas para el automóvil, por ejemplo, cofres de baterías y

parachoques

Descripción Detallada de un Proceso. (consumo de energía)Participación en la Región que se Aplica.

¿Qué Pieza se Podría Reemplazar?

ANÁLISIS

CONCLUSIONES

❖ Los procesos de manufactura son muy importantes en la comprensión de la funcionalidad de cada pieza, ya que nos proporciona una visión de los mecanismos, las herramientas y los tipos de materiales.

❖ Se puede analizar la importancia de estos artefactos tecnológicos para la mejorar la calidad de vida de los humanos.

BIBLIOGRAFÍA

❖ Tabla de Propiedades del Polipropileno. Marzo 5, 2015, de Escuela de Ingenierías Industriales (EII). Sitio web: http://www.eis.uva.es/~macromol/curso03-04/PP/propiedades.html

❖ Historia y tipos de compresores. Marzo 5, 2015, de Air Compressors. Sitio web: http://www.sedelaircompsystems.com/historia-y-tipos-de-compresores.html