Embed Size (px)
Citation preview
TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO
Instituto Tecnológico De Celaya
Ingeniería Mecatrónica
“Propiedades de los materiales”
Rin de Automóvil
Equipo 3
Integrantes:
García Pineda María Fernanda
Gutiérrez Solorzano Karen
Guzmán Araujo Bryan André
Troncoso López Víctor Manuel
Profesor:
Ángel Guerrero Navarrete
Celaya, Gto. 20 de abril de 2020.
Resumen
Este proyecto plantea las características que tienen los rines de automóvil, así como los
beneficios que brindan cada uno de ellos en su uso mecánico específico. La importancia de
los materiales y sus aleaciones son piezas clave al hablar de componentes como estos, ya
que muchas veces de ellos depende la seguridad de las personas en el uso de los medios de
transporte.
Estos componentes tienen una amplia variedad de diseños y marcas que los venden, lo cual
ocasiona que las personas deban realizar una investigación al respeto de que es lo que
necesitan.
Se abordarán, a lo largo de la investigación, las características, propiedades, alcances y
limitaciones, ya sea estéticos o mecánicos, que los rines de automóvil brindan al ser utilizados.
Abstract
This project raises the characteristics that automobile wheels have, as well as the benefits that
each one provides in its specific mechanical use. The importance of materials and their alloys
are key pieces when speaking of components like these, since many times the safety of people
in the use of means of transport depends on them.
These components have a wide variety of designs and brands that sell them, which means that
people have to carry out an investigation regarding what they need.
Throughout the research, the characteristics, properties, ranges and limitations, whether
aesthetic or mechanical, that automobile wheels provide when used will be addressed.
Índice
Resumen ............................................................................................................................................ 2
Índice .................................................................................................................................................. 3
Índice de figuras ................................................................................................................................ 5
Índice de tablas .................................................................................................................................. 7
Capítulo I. Marco de Referencia ........................................................................................................ 8
1.1 Generalidades del proyecto ..................................................................................................... 8
1.2 Introducción .............................................................................................................................. 8
1.3 Problema a resolver ................................................................................................................. 9
1.3 Objetivos ................................................................................................................................... 9
1.3.1 Objetivo general ................................................................................................................... 9
1.3.2 Objetivos específicos ........................................................................................................... 9
1.4 Antecedentes .......................................................................................................................... 10
1.4.1 La rueda ............................................................................................................................. 10
1.4.2 ¿Quién inventó la Rueda? .................................................................................................. 10
1.4.3 Evolución de la Rueda ....................................................................................................... 11
1.4.5 Perfeccionamiento de la Rueda ......................................................................................... 11
1.4.6 Usos de la Rueda en la historia ......................................................................................... 12
1.5 Justificación ........................................................................................................................... 13
1.6 Alcances y limitaciones ......................................................................................................... 14
1.7 Impacto ................................................................................................................................... 15
Capítulo 2. Marco Teórico ............................................................................................................... 16
2.1 El Rin De Automóvil ............................................................................................................... 16
2.2 Tipos de rines ......................................................................................................................... 18
2.2.1 Rines normales .................................................................................................................. 18
2.2.2 Rines progresivos .............................................................................................................. 18
2.2.3 Rines cóncavos .................................................................................................................. 18
2.2.4 Rines de una pieza ............................................................................................................ 19
2.2.5 Rines de varias piezas ....................................................................................................... 20
2.2.6 Rines con acabados ........................................................................................................... 21
2.3 Materiales De Los Rines ........................................................................................................ 21
2.3.1 Rines de acero ................................................................................................................... 22
2.3.2 Rines de aluminio .............................................................................................................. 22
2.3.3 Rines de fibra de carbono .................................................................................................. 23
2.3.4 Rines de magnesio ............................................................................................................ 23
2.3.5 Rines con materiales a partir de aleaciones ....................................................................... 23
2.4 Propiedades de los Materiales de los Rines ......................................................................... 24
2.4.1 Acero ................................................................................................................................. 24
2.4.2 Aluminio ............................................................................................................................. 28
2.4.3 Carbono ............................................................................................................................. 32
2.4.4 Magnesio ........................................................................................................................... 36
2.5 Dibujo Asistido por Computadora (Autocad) ....................................................................... 38
2.5.1 Vistas del rin de automóvil ................................................................................................. 38
2.5.2 Planos de fabricación del rin de automóvil ......................................................................... 40
2.6 Diseño De Los Rines .............................................................................................................. 41
2.6.1 Tamaño de los rines ........................................................................................................... 41
2.6.2 Estilo de los rines ............................................................................................................... 41
2.6.3 Estética de los rines ........................................................................................................... 41
2.7 Partes y medidas que conforman un rin ............................................................................... 45
2.8 FUNCIÓN DE LOS RINES ....................................................................................................... 50
2.9 CUIDADO Y MANTENIMIENTO DE LOS RINES ..................................................................... 51
2.10 FABRICACIÓN DE RINES DE AUTOMÓVIL ......................................................................... 52
2.10.1 Fundición ......................................................................................................................... 53
2.10.2 Inyección .......................................................................................................................... 53
2.10.3 Solubilización ................................................................................................................... 54
2.10.4 Enfriamiento ..................................................................................................................... 54
2.10.5 Mecanizado...................................................................................................................... 55
2.10.6 Rebabado ........................................................................................................................ 55
2.10.7 Pruebas de control ........................................................................................................... 56
2.10.8 Cromatizado ..................................................................................................................... 56
Conclusión ....................................................................................................................................... 57
Referencias ...................................................................................................................................... 59
Anexos .............................................................................................................................................. 61
I. Boceto del rin de automóvil .................................................................................................. 61
II. Plano ...................................................................................................................................... 62
III. Cronograma de actividades .............................................................................................. 63
Índice de figuras
Ilustración 1. Invención de la rueda. ................................................................................................... 10
Ilustración 2. Perfeccionamiento de la rueda ...................................................................................... 11
Ilustración 3. Ruedas en carros de guerra y caza. ............................................................................. 12
Ilustración 4. Rines en mal estado. .................................................................................................... 13
Ilustración 6. Rueda de madera. ........................................................................................................ 16
Ilustración 7. Neumático 1845. ........................................................................................................... 16
Ilustración 8. Vehículo de Estados Unidos. ........................................................................................ 17
Ilustración 9. Rines de aleación y de acero. ....................................................................................... 17
Ilustración 10. Rin de tipo progresivo. ................................................................................................ 18
Ilustración 11. Rin de una pieza. ........................................................................................................ 19
Ilustración 12. Estructura del rin. ........................................................................................................ 20
Ilustración 13. Rin de aluminio. .......................................................................................................... 22
Ilustración 14. Rin de Magnesio. ........................................................................................................ 23
Ilustración 15. Diversos tipos de rines. ............................................................................................... 23
Ilustración 16. Forma física del acero. ................................................................................................ 24
Ilustración 17. Acero procesado. ........................................................................................................ 25
Ilustración 18. Acero fundido. ............................................................................................................. 26
Ilustración 19. Magnetismo del acero. ................................................................................................ 27
Ilustración 20. Forma física del aluminio. ........................................................................................... 28
Ilustración 21. Lata de material Aluminio. ........................................................................................... 30
Ilustración 22. Forma física del Carbono. ........................................................................................... 32
Ilustración 23. Usos del Carbono. ...................................................................................................... 35
Ilustración 24. Forma física del Magnesio. ......................................................................................... 36
Ilustración 25. Vista frontal del rin de automóvil. ................................................................................ 38
Ilustración 26. Vista posterior del rin de automóvil. ............................................................................ 38
Ilustración 27.Vista superior del rin de automóvil. .............................................................................. 39
Ilustración 28.Vista lateral del rin de automóvil. ................................................................................. 39
Ilustración 29. Tamaño de los rines.................................................................................................... 41
Ilustración 30. Bugatti Type 35 (1924) ................................................................................................ 42
Ilustración 31. Porsche 911S (1966). ................................................................................................. 42
Ilustración 32. Ferrari Daytona (1968). ............................................................................................... 42
Ilustración 33. BMW M1 (1978). ......................................................................................................... 42
Ilustración 34. Saab 900 Turbo (1978). .............................................................................................. 43
Ilustración 35. Lamborghini Countach LP400S (1978). ...................................................................... 43
Ilustración 36. Subaru WRX STI (1992). ............................................................................................ 43
Ilustración 37. Ferrari 512 M (1995). .................................................................................................. 43
Ilustración 38. Mercedes-Benz SLR McLaren (2003). ........................................................................ 43
Ilustración 39. Alfa Romeo 8C Competizione (2007). ......................................................................... 44
Ilustración 40. Audi A1 Quattro (2013). .............................................................................................. 44
Ilustración 41. Lamborghini Veneno Roadster (2014). ....................................................................... 44
Ilustración 42. Porsche 918 Spyder (2015). ....................................................................................... 44
Ilustración 43. BMW M4 GTS (2016). ................................................................................................. 44
Ilustración 44. Rolls Royce Phantom (2018). ..................................................................................... 45
Ilustración 45. Vuhl 05 RR. ................................................................................................................ 45
Ilustración 46. Ejemplo de medidas de un rin. .................................................................................... 45
Ilustración 47. Separación de los barrenos. ....................................................................................... 46
Ilustración 48. Medidas offset............................................................................................................. 46
Ilustración 49. Diámetros del rin. ........................................................................................................ 47
Ilustración 50. Información en la llanta. .............................................................................................. 47
Ilustración 51. Estudio de Car & Driver. ............................................................................................. 49
Ilustración 52. Cama del rin. .............................................................................................................. 49
Ilustración 53. Rines. ......................................................................................................................... 50
Ilustración 54. Rin llamativo. .............................................................................................................. 51
Ilustración 55. Fabricación de los rines. ............................................................................................. 52
Ilustración 56. Fundición de los rines. ................................................................................................ 53
Ilustración 57. Inyección en un rin. ..................................................................................................... 53
Ilustración 58. Solubilización. ............................................................................................................. 54
Ilustración 59. Rin enfriándose. .......................................................................................................... 54
Ilustración 60. Mecanizado de un rin. ................................................................................................. 55
Ilustración 61. Rebanado de rines. ..................................................................................................... 55
Ilustración 62. Pruebas de control de los rines. .................................................................................. 56
Ilustración 63. Cromado en los rines. ................................................................................................. 56
Índice de tablas
Tabla 1. Propiedades del aluminio. .................................................................................................... 28
Tabla 2. Producción del Aluminio. ...................................................................................................... 31
Tabla 3. Propiedades físicas del Carbono. ......................................................................................... 34
Capítulo I. Marco de Referencia
1.1 Generalidades del proyecto
La presente investigación tratará de mostrar y explicar uno de los temas de mayor interés de
la actualidad, entender el porqué de estos, estadísticas de éxitos y fallos, así como algunas
de sus características, con el fin de comprender cuál es su función y que beneficio otorgan al
hombre.
1.2 Introducción
En esta investigación se abordó el tema de los rines de los automóviles. Se analizaron los
componentes con los cuales son creados, así como los diferentes tipos que existen en el
mercado y que son solicitados en base a sus características específicas esto para denotar que
si se debe tener cuidado al elegir el tipo de material que quieres que integren a tu auto.
También fueron colocadas algunas imágenes referentes a ellos hablando de su composición
y diseño. Por otro lado, se hizo mención a los antecedentes que existieron antes de que fueran
creados como tal los rines de automóvil, con el propósito de ver que la innovación a lo largo
de los años ha dado paso a más facilidades en la vida de los seres humanos.
Con toda esta investigación se quiso demostrar la importancia que tienen piezas como los
rines, que para muchos pasan inadvertidos en lo referente a sus automóviles, ya que olvidan
que estos proveen de mayor estabilidad a los autos y claramente son una parte estética de los
mismos. Las diferentes modificaciones que se le hacen a estos rines otorgan una exclusividad
a los vehículos, ya que es gracias a ellos que algunas características físicas y mecánicas
cambian otorgando mayores alcances.
No hay que olvidar que la mayoría de los objetos que se han fabricado en el mundo se han
hecho por una razón y es importante preguntarse cuál es el verdadero beneficio que le proveen
al ser utilizados.
1.3 Problema a resolver
La falta de conocimiento sobre los componentes de los objetos hace posible los errores durante
un proceso de manufactura o fabricación e incluso como usuarios al realizar la compra de
dichos objetos. Cuando el conocimiento de los materiales carece en una persona común que
no le afecta el tener o no ese conocimiento no tiene tanto impacto en la industria en contraste
con alguien que se dedica a cuestiones de ingeniería o en general industriales, la falta de
conocimientos no es favorable en esta clase de individuos. En ambos casos lleva a
equivocaciones, las cuales pueden ser tan leves como a nivel de consumidor (comprar algo
que no es necesario y hacer doble gasto) o gigantescas a nivel industria (perder un lote de
producción).
1.3 Objetivos
1.3.1 Objetivo general
Denotar la importancia de los rines de automóvil para mejorar las características del vehículo
para cubrir las necesidades humanas, con ello se reconocerán los materiales de los cuales
están hechos los rines, las características de diseño que tienen, el mantenimiento que se les
debe dar, entre muchos otros temas para que el que los fabrique o en su defecto, los compre,
sea capaz de saber cuáles son los rines ideales para el automóvil.
1.3.2 Objetivos específicos
1. Conocer el origen de los rines de automóvil para así definir los beneficios que su
creación brindó al vehículo y las posibles innovaciones que se den a través de ellos,
para mejorar el funcionamiento de los autos.
2. Conocer los diferentes materiales de los cuales están hechos los rines, así como las
ventajas y desventajas que tienen unos con respecto a otros para poder determinar el
mejor uso de los mismos.
3. Determinar las partes de los rines, su diseño mecánico y estético, y los resultados que
se tienen de hacer uso de algún rin específico con respecto a las características del
vehículo.
4. Analizar el mantenimiento y cuidado que deben tener los rines para mejorar su
funcionamiento individual y de manera colectiva al sumarse a las propiedades del
automóvil.
1.4 Antecedentes
1.4.1 La rueda
Su origen se remonta al antiguo Egipto y Mesopotamia hace unos 5.000 años, en civilizaciones
que marcaron el inicio de la historia de la humanidad. Con este invento se facilitó el arte de la
alfarería y el transporte, constituyendo así uno de los mayores cambios en la estructura de las
sociedades civilizadas.
1.4.2 ¿Quién inventó la Rueda?
Basados en algunos hallazgos, se estima que la primera rueda se empleó en Ur o
Mesopotamia en el año 3.500 a.C. No obstante, otros datos apuntan a los sumerios en torno
al año 5.500 a.C, siendo su invención producto del uso del rodillo y el trineo.
Entre los descubrimientos arqueológicos que sustentan estas fechas se encuentra uno
realizado en el año 2003 en unos pantanos de Eslovenia. En él fue recuperada una rueda junto
con su eje, que, según los estudios, data de una antigüedad del año 3100 a.C. Midió 72 cm de
diámetro y estaba elaborada en madera de fresno.
Por otra parte, se encuentra un ejemplar que data del año 3500 a.C. hallada en 1920 en las
excavaciones en la antigua ciudad de Ur. Este valioso descubrimiento, llamado Estandarte de
Ur, muestra carros tirados por caballos
donde se aprovechaban las ventajas de
esta pieza circular.
.
Ilustración 1. Invención de la rueda.
1.4.3 Evolución de la Rueda
Existe constancia de que inicialmente los hombres utilizaban el rodillo para mover objetos de
gran peso. Asimismo, usaban el trineo para trasladar grandes cargas de forma más sencillas.
En algún momento, la creatividad los lleva a unir los dos elementos lo que facilita aún más la
tarea. Esto se debe a que mientras el trineo se movía sobre un rodillo, el segundo se ubicaba
de manera que sostuviera la carga cuando se superará la mitad o más del primer rodillo.
Con el uso, se abrieron surcos o canales en los rodillos, por lo que se dieron cuenta que
mientras más profunda la ranura, mayor era la distancia recorrida, sin necesidad de sustituir el
rodillo. Esta acción llevó a la sustitución de los rodillos por ruedas que se fueron mejorando al
colocar clavijas que se unieran al eje en ambos lados. Con ello, el trineo rodaba y se mantenía
en la misma posición respecto al eje.
1.4.5 Perfeccionamiento de la Rueda
Una vez que ya contaban con el utensilio, se procedió al perfeccionamiento de este. Se estima
que la mejora inicial fue realizar un borde de metal a la
madera, el cual impedía el rápido desgaste prematuro
de la rueda. Igualmente, se le adicionaron rayos, unas
barras rígidas en la zona central, que daban mayor
tracción y solidez a la rueda.
Este desarrollo se les atribuye a los egipcios quienes se
adelantaron en esta aplicación. Este desarrollo, aparece
como consecuencia de la necesidad de ahorrar material
de construcción y dar mayor velocidad a los vehículos.
Ilustración 2. Perfeccionamiento de la rueda
1.4.6 Usos de la Rueda en la historia
Una gran mayoría de los historiadores apuestan a que fue el objeto que facilitó el proceso de
la alfarería, un arte creativo que data de la antigüedad. El torno, inicialmente se movía con las
manos y los pies del alfarero.
Con el paso de los años, la inserción de la rueda en el centro de un eje, superaba la transmisión
del movimiento. Ahora solo era necesario un ligero golpe en una rueda inferior que brindaba
un soporte giratorio para trabajar el barro de forma sencilla.
Sin duda, fue un gran avance que sirvió de fundamento a los nuevos vehículos o sistemas de
transporte. Se cree que las primeras ruedas eran cortes transversales de troncos de árboles.
En vista de que estos eran escasos, en ocasiones las ruedas eran fabricadas con partes de
madera unidas con tiras de cuero. Incluso este mismo material, era empleado para evitar el
desgaste de la madera con el constante uso.
Entre los primeros vehículos que se fabricaron, están los agrícolas quienes facilitaban las
labores ya que eran tirados por bueyes. Seguidamente, aparecieron los carros de guerras y
caza, de los que se cree fueron los egipcios los primeros en crearlos hacia el año 2000 a.C.
Ilustración 3. Ruedas en carros de guerra y caza.
Algunos datos apuntan que el uso de la rueda se extendió hacia las zonas de Europa y la India
en el año 1.400 a.C. Sin embargo, no hay prueba de que se tratara de una transmisión del
conocimiento, por lo que se cree que fue una invención autónoma en cada cultura.
1.5 Justificación
Una de las industrias que más crece en la actualidad y que se encuentra presente en el estado,
es la industria automotriz. Por ello, es importante conocer cómo se aplica y se combinan los
materiales y el diseño en uno de los componentes que conforman el mercado de la industria.
Además, tiene una gran importancia para el perfil profesional el poder no solo analizar la teoría,
si no también llevarlo a la práctica.
El crecimiento exponencial que se ha dado en esta industria ha provocado que múltiples
marcas que se encargan solo de fabricar algunos componentes para automóviles, tengan que
comenzar a fabricar algunos que no realizaban.
Para esto se han tenido que hacer las pruebas necesarias para verificar si de verdad aportan
algo al auto o solo se crean con fines estéticos.
Cada componente que se coloca en el automóvil debe de aportar algo benéfico para que este
sea más atractivo para los compradores, ya sea por la seguridad que brinda, o por el aspecto
que dichos componentes le otorgan.
Contrario a lo que muchos piensan, los rines se desgastan (como las mismas llantas), y son
susceptibles de recambio (como las baterías), porque de lo contrario pueden presentarse
deficiencias en el auto que a su vez pueden causar accidentes.
Sin embargo, en el país no hay cultura de esta clase de mantenimiento y por tal razón, entre
otros fenómenos, las llantas no duran lo esperado y la conducción se hace tortuosa, esto se
debe a esa falta de conocimiento que se tiene sobre cuestiones tan sensibles como el
automóvil en el que las personas de transportan a diario y que de presentar una falla, puede
provocar un accidente.
Un rin en mal estado gira descentrado y no es posible
de balancear. La vibración se vuelve más notoria e
incluso se pueden presentar deformaciones en la llanta
y partes cercanas. Por ejemplo, cuando se sobre
aprietan las tuercas de sujeción los agujeros se ovalan,
ocasionando consumo excesivo de llantas por
excentricidad de la rueda y puede llegar a ser peligroso
porque los filos del rin pueden cizallar los pernos. Ilustración 4. Rines en mal estado.
Otra situación a considerar es cuando una pestaña golpeada por baches o golpes en la marcha
también provoca desgaste prematuro de la llanta y, si es pronunciada, puede haber fuga de
aire.
La corrosión excesiva también es riesgosa. Cuando esto sucede es porque al montar las
llantas o los neumáticos los montallanteros no secan bien las superficies y dejan humedad en
la cámara. Al deteriorarse el acero, las soldaduras pueden separarse con el consecuente
accidente.
Debido a la importancia que se comenzó a observar en componentes como los rines, se
empezaron a realizar diversas investigaciones, así que cosas que antes enriquecen a muchos
establecimientos se comenzaron a volver más comunes, como el ensanche de rines, que
aumentaba la capacidad de recibir llantas de banda de rodamiento de mayores proporciones.
Esta proyecto pretende ayudar a comprender lo que se requiere en un rin de automóvil, desde
el mantenimiento, las causas de que esté en mal estado, los materiales adecuados según el
tipo de automóvil e incluso la parte estética, para que con esto se tenga más conocimiento al
respecto, y demostrar que una pieza como los rines se vuelve igual o casi igual de importante
que otras partes del auto y es con esta información que como profesional o como usuario se
evitarán accidentes en un futuro.
1.6 Alcances y limitaciones
Ningún objeto que fabrique el ser humano tendrá una duración eterna, el tiempo que sirva
dependerá del uso que se le dé y de las condiciones a las que esté expuesto. Hablando de
automóviles, esto no cambia, ya que no tendrá el mismo desgaste un auto que solo conduce
en carreteras, a otro que conduzca en terracería o en general en terrenos irregulares.
Los componentes como los rines dependen del material del que están hechos para poder inferir
cuáles serán las causas que pueden dañarlos y que consecuencias tendrán sobre el vehículo,
por lo que el alcance que tengan dependerá en primer lugar de las características del
automóvil, ya que al saber que necesita será más fácil elegir el material de los rines que
necesitará; y en segundo lugar del entorno al cual se vayan a exponer. Todo lo anterior
proporciona una gran fuente de información para la elección acertada de los rines, ya que de
lo contrario se tendrán muchos gastos debido al cambio continuo que se hará a los rines o de
no cambiarlos por no darles la importancia que tienen se tornará en accidentes, que pueden
no solo quedar en daños del auto sino también de personas.
Aunado a lo anterior, las limitaciones dependen nuevamente de los materiales, el entorno, las
características del auto e incluso de las posibilidades económicas que se tengan para la
adquisición de estos componentes. Pero siempre dependerá de
la importancia que les del usuario en cuanto a su
mantenimiento, ya que habrá quienes no conozcan las
consecuencias que puede traer el tener el mal estado de los
rines y por lo tanto no se esmeren en tener los adecuados en
su vehículo.
1.7 Impacto
El objetivo de los rines, que se utilizan como componentes en las ruedas de los vehículos, es
principalmente proveer de mejoras de rendimiento, fuerza, duración, entre otras al ser
utilizados en los diferentes dispositivos, esto provoca que aquellas personas, que conocen más
de las características que tienen y otorgan como componentes individuales y de manera
colectiva, tengan mayor facilidad en las decisiones de mejora del automóvil.
Se espera que el conocimiento que respecta a los rines sea beneficioso para todo aquel que
desee mejorar los componentes de su auto, ya que pensando en la mayoría de las personas
que involucra la sociedad, no todas tienen o conocen sobre componentes como los rines y
tienden a desatender o ignorar esa parte, y estos son tan importantes como otras partes que
conforman al vehículo.
Los rines de automóvil tienen una gran variedad de tipos, que dependen de múltiples factores
que van desde lo estético, lo económico y lo funcional, por lo que los materiales con los que
son hechos son diversos y proveen diferentes características. En el caso de los diversos
materiales se debe de saber al respecto ya que deben ser materiales que beneficien al vehículo
y no al contrario, tomando en cuenta para que serán utilizados, por ejemplo, un rin de
magnesio, a pesar de ser ligero y resistente, no debería ser usado en caminos de tierra porque
es muy fácil dañarlo, en cambio, los rines de acero si podrían ser utilizados ahí, debido a su
maleabilidad y fácil reparación en caso de que se dañen.
Ilustración 5. Rines en la sociedad.
Capítulo 2. Marco Teórico
2.1 El Rin De Automóvil
Es una rueda actualmente metálica que hace parte de la llanta. Es un soporte redondo,
normalmente con aberturas en el disco para lograr ligereza a la vez de permitir un flujo de aire
para aireado de los frenos. La función de la llanta es sujetar el neumático y la función del rin
es ir sujeto al vehículo.
La necesidad de un transporte más rápido y la idea
de usar menos material frenaron este avance
tecnológico.
Las primeras llantas de hierro alrededor de la rueda
se vieron en carros celtas en 1000 a. La rueda de
radios permaneció prácticamente igual hasta 1802,
cuando GF Bauer registró una patente para el
primer radio de tensión del cable. Este radio de
cable consistía en una longitud de cable enhebrada a través del borde de la rueda y asegurada
en ambos extremos al cubo. En los años siguientes, este radio de alambre evolucionó hasta
convertirse en el radio de tensión redondo que vemos hoy en las bicicletas.
Otro invento importante que sucedió de la misma manera con el radio
de tensión del cable fue el neumático, que fue patentado por primera
vez en 1845 por RW Thompson. Su idea fue mejorada en 1888 por John
Dunlop, un veterinario escocés, quien también lo patentó. Gracias a la
conducción suave, el neumático de Dunlop reemplazó la goma dura
utilizada por todas las bicicletas en ese momento.
Es justo decir que las ruedas de vehículos empiezan con Karl Benz 1885
Benz Patent Motorwagen. El vehículo de tres ruedas utilizaba ruedas de alambre similares a
las de las bicicletas, cubiertas por una gruesa franja de caucho duro.
Sin embargo, los pioneros en usar caucho para las llantas de automóviles fueron André y
Édouard Michelin, quienes más tarde fundaron la famosa compañía de neumáticos que lleva
Ilustración 6. Rueda de madera.
Ilustración 7. Neumático 1845.
su apellido. En 1910, la BF Goodrich Company inventó neumáticos con mayor durabilidad,
añadiendo carbono a la goma.
En el extranjero, el Ford Modelo T tenía ruedas de hechas de
madera, seguidas en 1926 y 1927 por ruedas de acero con radios
soldada. A diferencia del primer vehículo de Karl Benz, el auto que
"puso a Estados Unidos sobre ruedas" tenía neumáticos inventados
por el Sr. Dunlop.
Hay, sin embargo, una gran diferencia entre los neumáticos de
entonces y los que usamos hoy en día. Hecho de goma
autocopiativo blanco, el neumático duraba alrededor de 2.000 millas. Un neumático sólo
duraba unos 30 o 40 kilómetros antes de necesitar ser reparado. Los problemas más comunes
incluían que la llanta se zafara de la rueda y que se rompieran tanto la llanta como el tubo.
Paradójicamente, el siguiente paso en la evolución de la rueda fue el disc one, asemejándose
más a los diseños sólidos iniciales. Al igual que con muchas otras cosas en nuestra historia, el
cambio se debió a costos más bajos (las ruedas de disco de acero eran más baratas de hacer).
El borde podía sacarse de una tira recta de metal, y el disco en sí podría ser estampado de la
chapa a través de algunos procesos fáciles. Los dos componentes se soldaban o remachaban,
dando como resultado una rueda ligera, rígida, resistente a los daños, fácil de producir en
grandes cantidades, y lo que es más importante, con bajos costos de producción
Rines de aleación y de acero:
Ilustración 9. Rines de aleación y de acero.
Ilustración 8. Vehículo de
Estados Unidos.
Hoy en día hay básicamente dos tipos de ruedas para uso automotriz, los fabricados con acero
y con aleación, ambos beneficiados de los avances tecnológicos. Ahora esas pesadas y
frágiles ruedas que se usaron en los primeros días se han convertido en rines con radios ligeros
y resistentes. Vale la pena señalar que al igual que las primeras ruedas sólidas tuvieron una
tendencia hacia los radios en sus primeras etapas, también hoy en día las han tenido con
respecto al siglo 20.
2.2 Tipos de rines
2.2.1 Rines normales
Se les llama así a los rines con los que cada vehículo cuenta al salir de la agencia. Al venir “de
fábrica” son considerados los que mejor se adaptan a él, por eso en caso de que se necesiten
rines nuevos, la recomendación es identificar su medida en el manual de usuario del auto y
reemplazarlos por cuatro rines del mismo tamaño. El material con el que generalmente están
hechos es aleación de aluminio.
2.2.2 Rines progresivos
Los rines progresivos reciben ese nombre gracias a la diferencia
de tamaño entre unos y otros. Mientras los rines normales
vienen todos en la misma medida, los rines progresivos traseros
son más anchos y tienen un diámetro mayor al de los rines
delanteros; esto se traduce en mayor estabilidad para el
vehículo, razón por la cual algunos autos de gama alta cuentan
con ellos.
2.2.3 Rines cóncavos
El nombre de estos rines se debe a que su centro está “hacia dentro”, es decir, que cuentan
con una curvatura que hace que la distancia entre la superficie donde se monta el rin al
vehículo y el centro del rin sea de cero o incluso negativa. Generalmente los cuatro rines
Ilustración 10. Rin de tipo progresivo.
cóncavos son del mismo tamaño, pero actualmente también podrás encontrarlos en su versión
de rines progresivos.
2.2.4 Rines de una pieza
Este es el tipo más común de rines, aros o llantas. Fundir un rin es el proceso de rellenar un
molde en forma de rin, con aluminio fundido. Hay diferentes maneras de realizar este proceso,
que, aunque parece fácil, realmente es un arte cuando se realiza correctamente.
1) Fundición y gravedad
Fundición y gravedad es el proceso básico de colado de aluminio derretido en un molde
utilizando la fuerza de gravedad de la tierra. El proceso fundición y gravedad, ofrece
costos de producción bastante razonables y es un
buen método utilizado para diseños de rines más
orientados a lo visual (como lucen), o cuando el peso,
no es una consideración importante. Debido a que,
este proceso depende de la fuerza de gravedad para
rellenar el molde, el aluminio no es tan denso como
sucede con otros procesos de fundición.
Usualmente, los rines fabricados utilizando este
proceso, serán más pesados, debido a la necesidad
de adquirir fortaleza.
2) Inyección baja
Inyección baja utiliza presión positiva para mover el aluminio derretido más rápido al
molde y lograr un producto final con mejores propiedades mecánicas (más densidad)
que el obtenido con el proceso fundición y gravedad. El costo de producción de este
proceso es levemente más alto que el proceso de fundición y gravedad. Este es el
proceso más común aprobado, para rines de aluminios vendidos en el mercado de
Equipo Original. Los rines fabricados con el proceso inyección baja, también ofrecen un
buen valor en el mercado de accesorios. Algunas compañías ofrecen rines que son
fabricados utilizando alta presión con equipos especiales de fundición. La idea es de
Ilustración 11. Rin de una pieza.
producir un rin más liviano y fuerte, que el fabricado por inyección baja. Igual que en
todo proceso que busca reducir el peso, el costo del rin aumenta.
3) Forjado
El mejor proceso para la fabricación de rines de una pieza es el proceso forjado
(forging). Este, mediante el uso de fuerza hace pasar un lingote de aluminio a través de
cavidades, obteniendo un producto final bastante denso, fuerte y al mismo tiempo,
liviano. El costo de equipo, herramientas, desarrollo, etc., hace que este tipo de rines
sea muy exclusivo y con un precio más caro en el mercado.
2.2.5 Rines de varias piezas
Este tipo de rines está conformado por dos o tres componentes que forman el producto final.
Rines de varias piezas pueden utilizar diferentes métodos de fabricación. El centro (parte
conformada con los "rayos") puede ser moldeado con varios métodos o forjado. Los cilindros
de metal de rines de tres piezas normalmente son girados (proceso de fabricación similar,
aunque mucho más moderno que al uso del torno de alfarero) de discos de aluminio.
Generalmente, los cilindros girados permiten fabricar rines para vehículos especiales. En estos
rines el cilindro está empernado al centro y normalmente se le aplica un sellador en la zona de
montaje para sellar el rin. El rin construido con tres piezas fue desarrollado originalmente para
uso en carreras durante el principio de los años 70 y ha sido
utilizado en coches desde entonces. Los rines de 3 piezas
son más populares con diámetros de 17 o más pulgadas.
Actualmente existen gran cantidad de opciones de rines de
2 piezas. Los rines de 2 piezas nos ofrecen una gama
reducida al comparar con la ofrecida por los de 3 piezas, sin
embargo, son más comunes en el mercado y los precios
iniciales están muy por debajo del promedio del de los de 3
piezas. Algunos rines de 2 piezas tienen el centro (parte
conformada por los "rayos") empernado en un cilindro de metal fundido o fundido/girado
(proceso de fabricación es similar, aunque mucho más moderno que al uso del torno de
Ilustración 12. Estructura del rin.
alfarero), mientras que otros fabricantes, presionan el centro en el cilindro de metal girado y lo
sueldan. Cuando BBS desarrollo el rin de 2 piezas para reemplazar el de 3, utilizaron una
tecnología especial (rim-rolling technology - fue desarrollada originalmente para rines de
competencia) para proporcionar al cilindro de metal la ventaja del peso y fortaleza similar a la
del rin forjado. Se puede encontrar en el mercado rines con centros y cilindros forjados a
precios elevados, esto se debe a que son vendidos en pequeños volúmenes y sus costos de
desarrollo y producción, son más altos.
2.2.6 Rines con acabados
Los tipos de rines también incluyen sus acabados siendo los más comunes los siguientes:
● El color
● El cromo
● El silver
● El black machine (color negro)
En todos estos casos se la protección tiene que ver con estética ya que son sometidos a baños
químicos para hacerlos brillar o causar algún efecto en el metal.
2.3 Materiales De Los Rines
Los rines al igual que muchos otros materiales, también poseen diferentes clasificaciones, ya
que no solo dependen del acabado que tengan según las preferencias del cliente, sino que
también existen de diferentes materiales y cada uno de estos, cumple con una función diferente
que otorga características específicas una vez que se haya colocado en el automóvil en
cuestión.
Se pueden clasificar los rines en cuanto a el material del que están hechos de la siguiente
manera:
2.3.1 Rines de acero
Este tipo de rines se caracteriza por ser una de las gamas más económicas en el mercado,
aunado a esto, son rines de alta resistencia, pero también son los más pesados al compararlos
con los otros rines de diferentes materiales.
Esta clase de rines son elaborados con acero maleable, lo cual ocasiona que, si son golpeados,
se doblaran sin quebrarse y por lo tanto su reparación será fácil.
Un inconveniente de los rines de acero es que tienen un aspecto muy rudimentario y están
disponibles solo en negro y plateado (puede haber excepciones), esto puede causar, para las
personas que los cambian con fines estéticos, molestias.
No se recomienda su uso en algunos carros, por ejemplo, en los deportivos.
2.3.2 Rines de aluminio
En el caso de los rines de aluminio nos encontramos con una apariencia más agradable, ya
que los diseños son más variados debido a la facilidad con la que se manipula el material.
Son rines construidos bajo estándares precisos para obtener un ajuste exacto y preciso y así
poder cumplir con las necesidades de rendimiento para las que se estén solicitando.
Esta clase de rines tiene un costo más elevado en comparación a los rines de acero antes
mencionados, esto por las diferentes propiedades que posee el aluminio.
Otra ventaja de los rines de aluminio es que tienen un
menor peso y en efecto cadena tenemos que reduce el
peso del vehículo. También tienen una mayor fortaleza en
comparación a los rines de acero además de que son
inoxidables.
En cuanto a cuestiones más técnicas, permiten más
espacio en el área de frenos, pero requieren un
mantenimiento especial durante el invierno en áreas que
utilizan sal y arena, ya que, su acabado se puede dañar.
En caso de alguna deformación, la reparación tiene un costo mayor. No son recomendados
para caminos de tierra o carreteras complicadas.
Ilustración 13. Rin de aluminio.
2.3.3 Rines de fibra de carbono
Los rines de este tipo de material pesan menos, pero al mismo tiempo son más resistentes
que los de aluminio.
Por el lado técnico refinan el confort en la conducción al amortiguar la vibración y mejorar el
desempeño, haciendo al automóvil más predecible y controlable.
Su valor monetario es más mucho mayor si se compara con los de aluminio.
En cuanto a la reparación de estos rines es, por mucho, más costosa, ya que además de utilizar
la fibra de carbono como tal usan una resina especial y un sistema de revestimiento térmico
que permite que alcance los niveles de rigidez y resistencia requeridos.
2.3.4 Rines de magnesio
Es similar al de aluminio, pero este tipo de rin es más duro, lo
que quiere decir que no se dobla con facilidad. Por desgracia, el
material suele ser más caro. No son recomendados para
caminos de tierra o carreteras complicadas.
2.3.5 Rines con materiales a partir de aleaciones
Se refiere a aquellos que son combinaciones de materiales como los anteriormente
mencionados, aluminio y magnesio, las cuales le brindan las mejores características de ambos
para la protección de las llantas. Este tipo de rines se pueden encontrar en autos de gama
media-alta debido al precio y las necesidades que suplen.
Ilustración 15. Diversos tipos de rines.
Ilustración 14. Rin de Magnesio.
2.4 Propiedades de los Materiales de los Rines
A continuación, se describirán las propiedades y algunas características de los materiales
con los que son fabricados los rines:
2.4.1 Acero
Se conoce como acero a un conjunto de aleaciones del hierro (Fe) con otros elementos,
principalmente carbono (C), pero también zinc (Zn), silicio (Si) o aluminio (Al). Estas aleaciones
alteran las propiedades del metal resultante, obteniendo un material más resistente o menos
oxidable, etc.
El nombre del acero proviene del latín “aciarius”, que
refiere al material del cual estaban hechas las armas
blancas en la antigüedad.
El acero es un material importantísimo en las industrias
humanas. Es ampliamente utilizado como material de
construcción y como materia prima de diversas
herramientas y piezas mecánicas. Es un caso ejemplar
de aleación metálica, técnica de combinación de materiales gracias a la cual se suman sus
propiedades y se obtiene un material nuevo y particular.
¿CÓMO SE FABRICA EL ACERO?
La técnica de obtención del acero en la actualidad incluye diversos metales y metaloides que
forman ferroaleaciones, que le proporcionan dureza y resistencia. Además, el proceso
involucra la llamada metalurgia secundaria. Esta segunda etapa le otorga las propiedades
químicas y el nivel de inclusiones e impurezas deseado.
El procedimiento habitual involucra el añadido al hierro de una cantidad de carbono no superior
al 2%, dependiendo del grado. Esto se realiza en hornos potentes, en los cuales se mantiene
a los metales en estado líquido, antes de proceder a mezclarlos y verter la mezcla en un molde
para su posterior enfriado.
Ilustración 16. Forma física del acero.
ALEACIONES DEL ACERO
El acero es esencialmente hierro mezclado con otros elementos como:
• Carbono. Reduce la ductilidad y soldabilidad del
hierro mientras añade dureza a la mezcla.
• Aluminio. Se produce acero de grano fino.
• Azufre. Suele considerarse una impureza del
hierro, pero a veces se añade para aumentar la maquinabilidad del acero.
• Cromo. Aumenta la profundidad de endurecimiento.
• Cobre. Aumenta la resistencia a la corrosión.
• Manganeso. Opera como desoxidante y neutraliza el azufre, facilitando la laminación y
moldeo.
• Silicio. Antioxidante y endurecedor.
• Níquel. Mejora el resultado del tratamiento térmico, y junto con el cromo, previene el
desgaste.
• Molibdeno. Mejora el resultado del tratamiento térmico, aumenta la dureza y resistencia
a la temperatura.
El acero puede clasificarse según el modo en que se emplea al final de su elaboración:
1. Acero moldeado. Se deja enfriar en un molde.
2. Acero forjado. Se calienta, modela y se enfría en una forja.
3. Acero laminado. Está hecho láminas más o menos gruesas y planas.
Por otro lado, si los elementos aleantes son más o menos comunes, puede distinguirse entre
aceros ordinarios (carbono) y aceros especiales (otros elementos). El acero inoxidable es uno
de estos aceros “especiales”.
Ilustración 17. Acero procesado.
PROPIEDADES MECÁNICAS Y FÍSICAS
Las propiedades mecánicas y físicas del acero pueden variar enormemente dependiendo de
su composición y porcentaje de impurezas.
De esta manera, cuando se quieren lograr unas mejores propiedades mecánicas y físicas, el
acero puede ser aleado con otros materiales como los anteriormente mencionados: cromo,
cobalto, cobre, molibdeno, níquel, nitrógeno, selenio, tántalo, titanio, tungsteno o vanadio.
Propiedades Mecánicas
1. Plasticidad
Es la capacidad que tiene el acero de conservar su forma después de ser sometido a un
esfuerzo. Los aceros que son aleados con pequeños porcentajes de carbón, son más
plásticos.
2. Fragilidad
La fragilidad es la facilidad con la que el acero puede ser roto al ser sometido a un esfuerzo.
Cuando el acero es aleado, con un porcentaje alto de carbón, tiende a ser más frágil.
3. Maleabilidad
La maleabilidad es la facilidad que tiene el acero para ser laminado. De esta manera,
algunas aleaciones de acero inoxidable tienden a ser más maleables que otras.
4. Dureza
La dureza es la resistencia que opone un metal ante agentes abrasivos. Mientras más
carbón se adiciones a una aleación de acero, más duro será.
5. Tenacidad
La tenacidad es el concepto que denota la
capacidad que tiene el acero de resistir la aplicación
de una fuerza externa sin romperse.
Ilustración 18. Acero fundido.
En el caso del acero con una concentración mediana de carbón, la tenacidad tiende a ser
más alta.
Propiedades Físicas del Aluminio
Corresponden a la densidad, conductividad eléctrica y térmica no varían mayormente de una
aleación a otra.
1. Cuerpo
Incluyen lo relacionado al peso, volumen, masa y densidad del acero.
2. Térmicas
Son tres aspectos fundamentales del acero: su capacidad para conducir la temperatura
(conducción), su potencial para transferir calor (convección), y su capacidad de emanar
rayos infrarrojos en el medio (radiación).
3. Eléctricas
Se refiere a la capacidad que tiene el acero para conducir la corriente eléctrica.
4. Ópticas
En el caso del acero denotan su capacidad de reflejar la luz o emitir brillo. Ejemplo de ello
es con la aleación requerida para lograr el acero inoxidable, cuanto mayor es su porcentaje
de aluminio, mejor será la propiedad óptica.
5. Magnéticas
Es su capacidad para ser inducido o para inducir a un campo
electromagnético. Mientras más alto es el porcentaje de
hierro en la aleación del acero, mayor será su capacidad de
actuar como un imán.
Ilustración 19. Magnetismo del acero.
2.4.2 Aluminio
El aluminio es el tercer elemento más común encontrado en la
corteza terrestre. Se trata de un no metal ferromagnético.
Los compuestos de aluminio forman el 8 % de la corteza de la
tierra y se encuentran presentes en la mayoría de las rocas, de la
vegetación y de los animales.
El principal inconveniente para su obtención reside en la elevada
cantidad de energía eléctrica que requiere su producción. Este
problema se compensa por su bajo coste de reciclado, su
extendida vida útil y la estabilidad de su precio.
En la siguiente tabla (tabla 1), se resumen las propiedades de este elemento:
Tabla 1. Propiedades del aluminio.
Símbolo químico Al
Número atómico 13
Grupo / Periodo / Bloque 13 / 3 / p
Aspecto plateado
Densidad 2698.4 kg/m3
Masa atómica 26.9815386 u
Radio medio 125 pm
Radio atómico 118
Radio covalente 118 pm
Configuración
electrónica
[Ne]3s23p1
Electrones por capa 2, 8, 3
Estados de oxidación 3
Óxido anfótero
Estructura cristalina cúbica centrada en las caras
Estado sólido
Ilustración 20. Forma física del
aluminio.
Punto de fusión 933.47 K
Punto de ebullición 2792 K
Calor de fusión 10.79 kJ/mol
Presión de vapor 2,42 × 10-6Pa a 577 K
Volumen molar 10,00×10-6m3/mol
Electronegatividad 1,61
Calor específico 900 J/(K·kg)
Conductividad eléctrica 37,7 × 106S/m
Conductividad térmica 237 W/(K·m)
Propiedades Mecánicas del Aluminio
1. Resistencia mecánica
Las características mecánicas del aluminio varían considerablemente dependiendo del tipo de
aleación que se esté considerando.
La resistencia a cizallamiento es un valor importante a tener en cuenta para calcular la fuerza
necesaria para el corte, así como para determinadas construcciones. No existen valores
normalizados a este respecto, pero generalmente es un valor que está entre el 55 y 80 % de
la resistencia a la tracción.
2. Módulo de elasticidad longitudinal o Módulo de Young
El módulo de elasticidad longitudinal o módulo de Young (E) relaciona la tensión aplicada a
una pieza según una dirección con la deformación originada en esa misma dirección, y siempre
considerando un comportamiento elástico en la pieza.
Para las aleaciones de aluminio, el módulo de elasticidad longitudinal, E, tiene el siguiente
valor:
E= 70.000 MPa (70.000 N/mm2)
3. Módulo de elasticidad transversal
El módulo de elasticidad transversal, módulo de cortante o también llamado módulo de cizalla,
G, para la mayoría de los materiales, y en concreto para los materiales isótropos, guarda una
relación fija con el módulo de elasticidad longitudinal (E) y el coeficiente de Poisson (ν).
4. Coeficiente de Poisson
El coeficiente de Poisson (ν) corresponde a la razón entre la elongación longitudinal y la
deformación transversal en el ensayo de tracción. Alternativamente el coeficiente de Poisson
puede calcularse a partir de los módulos de elasticidad longitudinal y transversal.
Para el aluminio aleado, toma el siguiente valor:
ν = 0,33
Como en el caso anterior, las expresiones
arriba indicadas del coeficiente de Poisson, n,
son valores constantes siempre dentro del rango de comportamiento elástico del aluminio.
5. Dureza Brinell
La dureza es una propiedad que mide la capacidad de resistencia que ofrecen los materiales
a procesos de abrasión, desgaste, penetración o de rallado. Para medir la dureza de un
material se emplea un tipo de ensayo consistente en calibrar la resistencia de un material a la
penetración de un punzón o una cuchilla que se usa como indentador. Este indentador
usualmente consta en su extremo, o bien de una esfera, o bien de una pieza en forma de
pirámide, o en forma de cono y que está compuesto de un material mucho más duro que el
material que se está midiendo. La profundidad de la entalla que se produce en el material al
ser rallado por este penetrador nos dará una medida de su dureza.
Existen varios métodos para calibrar la dureza de un material, siendo el método Brinell y el
método Rockwell los más comunes.
El método Brinell (ASTM E10) es un tipo de ensayo utilizado para calcular la dureza de los
materiales. Consiste en una esfera de 10 mm de diámetro, usualmente de un acero
endurecido, que se presiona contra la superficie del material objeto de estudio bajo una carga
Ilustración 21. Lata de material Aluminio.
estática de 3.000 kg. El tamaño de la huella nos proporcionará una medida de la dureza,
denominada dureza Brinell, bajo estas condiciones del ensayo.
Propiedades Físicas del Aluminio
El aluminio es un elemento muy abundante en la naturaleza, solo aventajado por el oxígeno y
el silicio. Se trata de un metal ligero, con una densidad de 2700 kg/m³, y con un bajo punto de
fusión (660 °C). Su color es grisáceo y refleja bien la radiación electromagnética del espectro
visible y el térmico. Es buen conductor eléctrico (entre 35 y 38 m/(Ω mm²)) y térmico (80 a 230
W/(m·K)).
Producción
El aluminio es uno de los elementos más abundantes de la corteza terrestre (8 %) y uno de los
metales más caros en obtener. La producción anual se cifra en unos 33,1 millones de
toneladas, siendo China y Rusia los productores más destacados, con 8,7 y 3,7 millones
respectivamente. Una parte muy importante de la producción mundial es producto del reciclaje.
En 2005 suponía aproximadamente un 20 % de la producción total. A continuación se lista
unas cifras de producción:
Tabla 2. Producción del Aluminio.
Año África América
del Norte
América
latina Asia
Europa
y Rusia Oceanía Total
1973 249 5039 229 1439 2757 324 10 037
1978 336 5409 413 1126 3730 414 11 428
1982 501 4343 795 1103 3306 548 10 496
1987 573 4889 1486 927 3461 1273 12 604
1992 617 6016 1949 1379 3319 1483 14 763
1997 1106 5930 2116 1910 6613 1804 19 479
2003 1428 5945 2275 2457 8064 2198 21.935
2004 1711 5110 2356 2735 8433 2246 22 591
Producción de aluminio en millones de toneladas. Fuente: International Aluminium Association
La materia prima a partir de la cual se extrae el aluminio es la bauxita, que recibe su nombre
de la localidad francesa de Les Baux, donde fue extraída por primera vez. Actualmente los
principales yacimientos se encuentran en el Caribe, Australia, Brasil y África porque la bauxita
extraída allí se disgrega con más facilidad.
2.4.3 Carbono
El carbono, es hablar es un material sumamente resistente, quizás es el más duro conocido
por la humanidad. Es imposible que sea adsorbido por otros metales como el aluminio o el
acero. Sin embargo, es importante saber, que también es uno de los más blandos, es limpio,
sucio, brillante o negro.
El carbono es uno de los pocos elementos conocidos desde la antigüedad, y es el pilar básico
de la química orgánica. Está presente en la Tierra en estado de cuerpo simple (carbón y
diamantes), de compuestos inorgánicos (CO2 y CaCO3) y de compuestos orgánicos (biomasa,
petróleo y gas natural). También se han sintetizado muchas nuevas estructuras basadas en el
carbono: carbón activado, negro de humo, fibras, nanotubos, fullerenos y grafeno.
PROPIEDADES DEL CARBONO
El carbono es un elemento químico de número atómico 6 y símbolo C. Es sólido a temperatura
ambiente. Dependiendo de las condiciones de
formación, puede encontrarse en la naturaleza en
distintas formas alotrópicas, carbono amorfo y
cristalino en forma de grafito o diamante. Es el pilar
básico de la química orgánica; se conocen cerca de
10 millones de compuestos de carbono, y forma parte
de todos los seres vivos conocidos.
Propiedades químicas
Las propiedades químicas del carbono, se determina haciéndolo reaccionar principalmente
con hidrógeno, oxígeno y agua. De igual forma, se puede combinar con más líquidos, gases,
Ilustración 22. Forma física del Carbono.
metales y metaloides. Prácticamente con todos los elementos de la tabla periódica, origina
diversidad de compuestos.
• El carbono y el hidrógeno reaccionan formando hidrocarburos.
• El carbono forma dos óxidos principales: monóxido de carbono (CO) y dióxido de
carbono (CO2).
• Se combina con metales, llamándose hidruros.
• El sulfuro de carbono con el cloro forma el CCl4 un líquido de gran poder disolvente.
• Se combina con el oxígeno, con desprendimiento de luz y calor, por lo que se emplea
como fuente artificial de calor.
• Es combustible.
• El carbono es único en la química porque forma un número de compuestos mayor que
la suma total de todos los otros elementos combinados.
Debe señalarse, que el carbono e hidrógeno es el conjunto más grande de estos compuestos.
Se conoce un mínimo de 1.000.000 de compuestos orgánicos y este número continua en
crecimiento.
Propiedades físicas
Entre las propiedades físicas del carbono, resalta su característica particular de formar largas
cadenas y firmes a su propio átomo. Dicha propiedad es llamada catenación, y de allí parte, el
gran número de formas moleculares. En ese mismo contexto, estas formas moleculares, son
elementos importantes en la estructura de la vida.
Dentro de sus propiedades físicas se encuentran las siguientes:
Tabla 3. Propiedades físicas del Carbono.
Estado de la materia Sólido (no magnético)
Punto de fusión 3823 K (diamante), 3800 K (grafito)
Punto de ebullición 5100 K (grafito)
Entalpía de vaporización 711 kJ/mol (grafito; sublima)
Entalpía de fusión 105 kJ/mol (grafito) (sublima)
Velocidad del sonido 18.350 m/s (diamante)
El carbono, presenta propiedades físicas muy curiosas de polaridad, donde podemos hacer
mención a:
• Puede ser sólido resistente y blando débil.
• Es limpio y sucio.
• Se presenta brillante o en negro opaco.
• Su figura puede ser alotrópica, ejemplo, como el grafito y el diamante, o amorfas como
el humo.
Cabe señalar, si se prepara una aleación de hierro y carbono se obtiene acero.
FUNCIÓN DEL CARBONO
Todos los seres vivos del planeta, Humanos, animales, plantas, organismos y micro-
organismos, se componen de Carbono. La función fundamental del carbono, es que forma
parte de esos bioelementos necesarios para la vida misma.
El carbono cumple funciones específicas en los humanos y seres vivos, plantas e incluso en
el clima:
Humanos y seres vivos: Están formados por
compuestos orgánicos complicados, en donde el
carbono está combinado con hidrógeno, oxígeno,
nitrógeno.
Al igual que las proteínas, los hidratos de carbono
ofrecen 4 kilocalorías por gramo de energía.
Cabe resaltar que, aunque no es tóxico, en altas
cantidades aumentan el ritmo de la respiración y
puede causar asfixia.
Plantas: El carbono se acumula en las plantas en forma de energía. Las personas y otros
animales adsorben esta energía cuando se alimentan de estas plantas.
Clima: En cuanto al clima, el carbono, está en un segundo plano, es importante porque produce
el efecto invernadero. Este efecto, ocasiona en la superficie terrestre y en la atmosfera, exista
una temperatura más elevada de lo real. Es decir, aumenta unos 30°C en comparación a la
temperatura que recibimos directamente del sol. En lugares donde la temperatura es de 30°C,
sin el efecto invernadero que ocasiona el dióxido de carbono específicamente seria de 5 a 0
°C.
Otras funciones útiles: Los diamantes, son una forma de carbono duro y brillante. Los
diamantes se usan en joyería, y en la industria se utilizan como abrasivos. Para la producción
de goma y pigmentos de tintas, se utiliza el humo negro del carbono.
Ilustración 23. Usos del Carbono.
2.4.4 Magnesio
El magnesio es el elemento químico de símbolo Mg y número atómico 12. Su masa atómica
es de 24,305 u. Es el noveno elemento en
abundancia en el orden del % de la corteza terrestre
y el tercero más abundante disuelto en el agua de
mar. El ion magnesio es esencial para todas las
células vivas. El metal puro no se encuentra en la
naturaleza. Una vez producido a partir de las sales
de magnesio, este metal alcalino-térreo es utilizado
como un elemento de aleación.
OBTENCIÓN DEL MAGNESIO
El magnesio es el octavo elemento más abundante en la corteza terrestre, sin embargo, no se
encuentra libre, aunque entra en la composición de más de 60 minerales, siendo los más
importantes industrialmente los depósitos de dolomía, dolomita, magnesita, brucita, carnalita y
olivino.
En Estados Unidos el metal se obtiene principalmente por electrólisis del cloruro de magnesio,
método que ya empleaba Robert Bunsen, obtenido de salmueras y agua de mar.
Propiedades Físicas del Magnesio
Se trata de un metal ordinariamente sólido, de tipo paramagnético, con puntos de fusión y de
ebullición de 650 °C y 1090 °C respectivamente.
Es sumamente inflamable, sobre todo cuando en polvo o virutas, no así en su estado más
sólido; esto se debe a que usualmente se protege del oxígeno ambiental con una capa de
óxido impermeable y bastante arduo de sacar.
Eso sí, una vez encendido el magnesio es difícil de apagar, pues reacciona con el nitrógeno
del aire, generando una flama blanca y muy intensa.
Características Atómicas del Magnesio
Los átomos de magnesio tienen una valencia de 2 y una masa atómica de 24,31 u, así como
una electronegatividad de 1,31 en la escala de Pauling. Por esto último es frecuente formador
de sales (iones) y presenta una alta reactividad.
Ilustración 24. Forma física del Magnesio.
UTILIZACIÓN DEL MAGNESIO
Los compuestos de magnesio, principalmente su óxido, se usan como material refractario en
hornos para la producción de hierro y acero, metales no férreos, cristal y cemento, así como
en agricultura e industrias químicas y de construcción.
El uso principal del metal es como elemento de aleación del aluminio, empleándose las
aleaciones aluminio-magnesio en envases de bebidas. Las aleaciones de magnesio,
especialmente magnesio-aluminio, se emplean en componentes de automóviles, como llantas,
y en maquinaria diversa. Otros usos son:
• Aditivo en propelentes convencionales.
• Obtención de fundición nodular (hierro-silicio-Mg) ya que es un agente
esferoidizante/nodulizante del grafito.
• Agente reductor en la obtención de uranio y otros metales a partir de sus sales.
• El hidróxido (leche de magnesia), el cloruro, el sulfato (sales Epsom) y el citrato se emplean
en medicina.
• El polvo de carbonato de magnesio (MgCO3) es utilizado por los atletas como gimnastas
y levantadores de peso para mejorar el agarre de
los objetos. Es por este motivo prácticamente
imprescindible en la escalada de dificultad para
secar el sudor de manos y dedos del escalador y
mejorar la adherencia a la roca. Se lleva en una
bolsa colgada de la cintura.
• Otros usos incluyen flashes fotográficos, pirotecnia
y bombas incendiarias, debido a la luz que despide
su combustión.
2.5 Dibujo Asistido por Computadora (Autocad)
2.5.1 Vistas del rin de automóvil
Ilustración 25. Vista frontal del rin de automóvil.
Ilustración 26. Vista posterior del rin de automóvil.
Ilustración 27.Vista superior del rin de automóvil.
Ilustración 28.Vista lateral del rin de automóvil.
2.5.2 Planos de fabricación del rin de automóvil
2.6 Diseño De Los Rines
El diseño de los rines siempre ha sido cambiante y no es de gran importancia en el desempeño
del auto, lo que sí afecta es el material, el tamaño y el peso. Los rines le imprimen personalidad
y mejoran la estética del vehículo; es uno de los accesorios más vistosos del carro por lo tanto
resulta recurrente que muchos optan por cambiarlos para hacerlos más llamativos. Cuando se
desea cambiar los rines se debe de tomar en cuenta lo siguiente:
2.6.1 Tamaño de los rines
El primer punto a tocar en los tipos de rines
es el tamaño, si queremos cambiar los rines
lo primero que pensamos es en el tamaño.
Debemos tener en cuenta que a mayor
tamaño de los rines menor altura de las
llantas. Siempre debemos considerar el
tamaño total de la rueda, sumando el tamaño
del rin y el alto de la llanta.
Una llanta más grande le ofrecerá mayor adhesión y un mejor paso por curvas, por el contrario,
una llanta más pequeña le ofrece añadir un perfil de neumático alto lo que otorga una
conducción más cómoda ya que se notan menos los baches y las imperfecciones del asfalto.
2.6.2 Estilo de los rines
Hay infinidad de diseños y estilos de llantas, con muchos radios o con pocos, cóncavas, etc.
Todo dependerá de su auto y del estilo que quiera darle. Unas de las más utilizadas son las
llantas con garganta que con sus múltiples diseños modernos o vintage son adaptables a
cualquier vehículo.
2.6.3 Estética de los rines
El material del rin influye en su precio final y en el peso que aplica sobre el vehículo.
Por un lado, tenemos las llantas de acero, que son las más económicas y resistentes, pero son
las que más pesan y su diseño es bastante estándar. Normalmente son las que vienen de
serie.
Ilustración 29. Tamaño de los rines.
Por otro lado, las llantas de magnesio. Normalmente se utilizan en autos de competición ya
que ofrecen una gran resistencia y ligereza, pero no son nada económicas. Y por otro lado, las
llantas de aleación, una opción que ofrece ligereza y diseño. Y dada su gran variedad podemos
encontrar un buen rango de precios dependiendo del bolsillo.
A continuación, se presenta una lista de los rines más estético a través de la historia:
Bugatti Type 35 (1924)
A mediados de la década de los 20, Bugatti sorprendió al
presentar los primeros rines de aluminio, que contribuyen a
mejorar el peso plumo del Type 35, uno de los mejores autos
de competición de la historia.
Porsche 911S (1966)
Ningún conteo puede estar completo sin dejar de mencionar los
afamados rines Fuchs. Simple y sencillamente, los más icónicos
en toda la historia de Porsche.
Ferrari Daytona (1968)
Exportados directamente desde el mundo de la competición,
se trata del primer Ferrari en montar los icónicos rines de
aluminio de cinco brazos fabricados por Campagnolo.
BMW M1 (1978)
Los emblemáticos rines del M1 que aludían una hélice,
debían sus formas a la aerodinámica, que era prioritaria en
todo el diseño del primer BMW de motor central.
Ilustración 30. Bugatti Type 35 (1924)
Ilustración 31. Porsche 911S (1966).
Ilustración 32. Ferrari Daytona (1968).
Ilustración 33. BMW M1 (1978).
Saab 900 Turbo (1978)
Las formas extravagantes de los rines nos anuncian que
estamos ante uno de los primeros autos turbo cargados de
la historia. Una genialidad que tan solo una marca como
Saab podía lograr.
Lamborghini Countach LP400S (1978)
Los rines de 15 pulgadas con círculos al centro, prácticamente
eran unos descomunales rodillos capaces de calzar unos
neumáticos Pirelli P7 345/35 en el eje trasero.
Subaru WRX STI (1992)
En cierto sentido, no hay nada que supere los rines dorados
que durante décadas han parte fundamental de la personalidad
del WRX STI tanto en las calles como en el WRC.
Ferrari 512 M (1995)
Aunque mantienen los tradicionales cinco brazos, el
diseño de los rines del 512 M parecían estrellas, algo
adelantado a su tiempo. No por nada se les cataloga
como los rines más hermosos de la historia en un auto
de producción.
Mercedes-Benz SLR McLaren (2003)
Con un diseño inspirado en las turbinas, estos rines de
aleación de 18 pulgadas, eran fundamentales para
ventilar los enormes frenos de disco de este agresivo
superdeportivo.
Ilustración 34. Saab 900 Turbo (1978).
Ilustración 35. Lamborghini Countach LP400S (1978).
Ilustración 36. Subaru WRX STI
(1992).
Ilustración 37. Ferrari 512 M (1995).
Ilustración 38. Mercedes-Benz SLR McLaren
(2003).
Alfa Romeo 8C Competizione (2007)
Los rines de 20 pulgadas fueron desarrollados en exclusiva
para este modelo. Su diseño, atemporal y audaz, es
básicamente el mismo que vemos en autos como el Giulia
Quadrifoglio.
Audi A1 Quattro (2013)
Estos rines de 18 pulgadas en color blanco están inspirados en
los autos de competición que en la década de los 80 tantas
glorias le dieron a la firma de los cuatro aros.
Lamborghini Veneno Roadster (2014)
Agresividad y exuberancia llevadas al límite a través de
formas tan caprichosas que se inspiran en el mundo de la
aviación. Los rines delanteros con de 20” y los traseros de
21 pulgadas.
Porsche 918 Spyder (2015)
Un deportivo tecnológicamente avanzado necesita unos
rines igualmente espectaculares (de 20 pulgadas
adelante y atrás de 21), que con solo verlos, griten que
estamos ante un auto especial
BMW M4 GTS (2016)
Por lo general los rines con vivos en un color fluorescente son de
mal gusto, pero en el M4 GTS lucen sensacionales, muy a tono
con su concepción deportiva.
Ilustración 39. Alfa Romeo 8C Competizione (2007).
Ilustración 40. Audi A1 Quattro (2013).
Ilustración 41. Lamborghini Veneno Roadster (2014).
Ilustración 42. Porsche 918 Spyder (2015).
Ilustración 43. BMW M4 GTS (2016).
Rolls Royce Phantom (2018)
Elegantes y soberbios, se caracterizan porque el centro de los
rines de no giran, haciendo legible el logotipo de Rolls Royce
en todo momento.
Vuhl 05 RR
La obsesión por el peso incitó al fabricante mexicano a
montar unos rines fabricados en fibra de carbono que al
pesar entre 4.5 kg para el eje delantero (17”) y 5.5 para
el trasero (18”), no solo son bonitos, sino además son los
más ligeros del mundo.
2.7 Partes y medidas que conforman un rin
Las partes que componen a un rin, dependiendo de las medidas que estas tengan, proveen
diferentes características a vehículo en el cual sean colocados, por lo que en el caso de estos
componentes es más importante conocer la manera en que se realizan dichas mediciones.
¿CÓMO MEDIR UN RIN?
Dentro de las medidas de un rin se encuentra:
● El diámetro del rin
● El ancho de la cama
● El número de barrenos
● La separación de los barrenos
● El offset
Un ejemplo de las medidas es el siguiente:
Ilustración 44. Rolls Royce Phantom (2018).
Ilustración 45. Vuhl 05 RR.
Ilustración 46. Ejemplo de medidas de un rin.
A continuación, se describirán cada una de estas medidas:
BARRENOS
Ilustración 47. Separación de los barrenos.
OFFSET.
El offset mide la distancia entre sujeción al vehículo con respecto al centro del rin. Es muy
importante dado que se fabrican rines de misma barrenación, pero con offset diferentes para
diferentes para diferentes vehículos. (Esta es la medida más compleja de los rines, pero no
por eso menos importante). Lo que vale más es identificar si es positivo (comúnmente para
tracción delantera) o negativo (comúnmente para tracción trasera).
El offset consiste en medir la distancia
entre la base interior del rin que hace
contacto con la masa del vehículo con el
extremo interior del rin y la ceja interior es
mayor a la mitad de la cama, (esto es, el
rin se sujeta a la maza en su mitad
exterior). Se considera que tiene OFFSET
POSITIVO, por otro lado, si la distancia Ilustración 48. Medidas offset.
entre la sujeción del rin y la ceja interior es menor a la mitad de la cama, se considera a que
tiene OFFSET NEGATIVO.
Nota: La medición del ancho total es similar a la del ancho de cama, pero en lugar de medir el
lado interno de las “pestañas” de rin, se mide el lado extremo (lo más ancho).
DIÁMETRO
Consiste en medir el diámetro entre las bases donde asientan las cejas de la llanta en la cama
del Rin.
Ilustración 49. Diámetros del rin.
¿CÓMO AFECTA EL MANEJO DE DIFERENTE DIÁMETRO DE LOS RINES?
Para determinar si un rin es necesario o es el adecuado para un automóvil se realizan
investigaciones y pruebas que demuestren que tal diseño, tamaño y peso no afecta el
desempeño del automóvil.
Previo a esto se deben comprender cuatro cosas:
Ilustración 50. Información en la llanta.
1. El ancho de la llanta
Es el primer número mostrado en milímetros que puede ir, en la mayoría de los casos,
desde una cifra de 155 (15.5 centímetros) como las que ocupa el famoso Atos by Dodge
hasta 335 (33.5 centímetros) que utiliza el Chevrolet Corvette Stingray.
2. La altura de la llanta
El segundo número, situado después del símbolo diagonal indica, en términos
porcentuales, lo alto de la llanta de acuerdo al ancho total de la misma, por ejemplo, si
la medida es 225/40, el número 40 indica que la altura de la llanta es el 40% de 225, o
sea, 90 milímetros o 9 centímetros.
3. El tamaño del rin
Se mide en pulgadas y generalmente se encuentra después de la letra R indicando que
la llanta cuenta con construcción radial.
4. El índice de carga y el índice de velocidad
Por último, tenemos dos números seguidos de una letra, los primeros indican el índice
de carga de cada llanta, yendo del número 71 que puede cargar hasta 345 kg. yéndose
al número 110 que es capaz de cargar hasta 1060 kg. La letra que se encuentra al final
indica el índice de velocidad siendo la letra M la que es capaz de rodar a menor
velocidad (130 km/hr) hasta el rango Y que está fabricada para velocidades de hasta
300 km/hr.
Ahora sí, el diámetro de un rin hará cambios en el peso, y ese cambio no está contemplado en
el funcionamiento de la suspensión y dirección.
Car & Driver hizo un estudio del comportamiento de un Golf con rines desde 15 hasta
19" y los resultados arrojaron que entre mayor sea el diámetro de los rines, mayor será el
tiempo de aceleración del auto, o sea, tu auto se verá bien con rines enormes pero su
aceleración se verá empobrecida.
Ilustración 51. Estudio de Car & Driver.
Car & Driver comprobó que el mismo auto con rines de 15 y de 19 pulgadas tuvo una
diferencia de .3 segundos en aceleración de 0 a 96 km/hr.
Y tal y como lo venían pensando, también el consumo de combustible se verá afectado y el
mismo estudio del medio estadounidense comprobó que entre mayor sea el tamaño del rin,
mayor será el consumo de combustible.
Un factor más que es generado por esta cuestión recae en el sistema de frenos ABS que
equipan la mayoría de los autos. Este sistema cuenta con sensores que tienen la capacidad
de monitorear la velocidad de rotación de las llantas lo cual es uno de los factores que hacen
que el sistema realice de forma correcta y exacta su trabajo. A mayor diámetro del rin y la
llanta, la velocidad de rodamiento de la llanta será menor y viceversa y aunque nosotros no lo
detectemos, el sistema de frenos ABS sí lo hará.
Por último y no menos importante está el velocímetro el cual no mostrará la velocidad real del
auto y por consiguiente el odómetro no registrará de forma completamente correcta el recorrido
del auto.
CAMA
Consiste en medir en pulgadas el espacio entre
los bordes internos en el que descansa la ceja de
la llanta. Si se quiere medir la cama de un rin
como llanta montada, se usa la pinza de medición
para balanceo de cualquier llanta.
Ilustración 52. Cama del rin.
2.8 FUNCIÓN DE LOS RINES
Los rines y las llantas son partes esenciales de las ruedas en los automóviles y vehículos
modernos. Ofrecen un mejor control, estabilidad y comodidad en el manejo del auto. Se
pueden encontrar rines de con diferentes diseños, tamaños y de distintos materiales, asimismo
llantas para diferentes terrenos en los cuales se desempeñan mejor.
Los rines o aros para auto son los aros de metal, usualmente acero o aleaciones de aluminio,
sobre los cuales se montan los neumáticos o llantas de los
automóviles.
Los rines son una parte indispensable de la rueda ya que
es donde la llanta reside para que su forma se mantenga.
El tamaño y dimensiones de los rines son importantes para
el desempeño del automóvil.
El peso de los rines también afecta el desempeño ya que el
peso no suspendido (frenos, rines y neumáticos) afecta la
manera como los resortes de la suspensión absorben la energía producida por el movimiento
hacia arriba y abajo del auto y en las curvas.
Los diferentes diseños de los rines permiten a los usuarios dar un toque personalizado al
automóvil, dichos diseño van cambiando a medida que pasan los años, pero hay diseños como
el de cinco brazos que aún continúan en uso por su diseño simple.
Las llantas o neumáticos son los componentes de caucho que van montados sobre los rines
en las ruedas de los coches y otro tipo de vehículos. La principal función de la llanta es proveer
del control necesario mediante la fricción y adherencia al pavimento, haciendo posible frenar
velozmente, acelerar y dirigir con precisión.
Las llantas también protegen los rines y ofrecen una superficie que amortigua. Están fabricadas
con tejidos de alambre para aumentar la resistencia.
Ilustración 53. Rines.
Los neumáticos también juegan un papel en la estética del automóvil, neumáticos con un flanco
bajo permiten que los rines sean más vistosos, además el desempeño del auto al girar es mejor
ya que con neumáticos bajos y rines de mayor diámetro la
estabilidad de la auto mejora.
La mayoría de los vehículos pesados llevan llantas en cuyo
interior hay cámaras de aire de material impermeable que
previene de fugas.
La calidad de los rines y llantas importa mucho en el
desempeño general del vehículo y sin duda son también
importantes para mejorar la apariencia y personalizar el
coche con piezas llamativas.
2.9 CUIDADO Y MANTENIMIENTO DE LOS RINES
Dar mantenimiento también aplica a los rines del automóvil, no solo al motor o la pintura del
auto. Esto funciona como prevención contra el desgaste, de tal manera en que se logre alargar
la vida del rin.
● Par lavar un rin, basta con agua y jabón/detergente suave. Se puede utilizar
removedores a base de gasolina, si es necesario.
● Evitar utilizar en lo absoluto limpiadores abrasivos, o solventes, tales como thiner o
aguarrás, ceras con silicón, fibras sintéticas o pulidores.
● Evitar sistemas de lavado que generen calor dado que dañan el acabado. Del mismo
modo, se debe evitar limpiar los rines calientes, esto evitará que aparezcan manchas o
películas opacas.
● Encerar el auto lo protege contra los cambios climáticos, y esto también aplica para el
rin del auto.
● La presión adecuada en las llantas evitará deformaciones en el rin, ante las
adversidades en el camino.
Ilustración 54. Rin llamativo.
2.10 FABRICACIÓN DE RINES DE AUTOMÓVIL
Para el proceso de control de fabricación de rines de aluminio, se tratarán los ámbitos de:
● CAD (Diseño Asistido por Computador)
● CAQ (Calidad Asistida por Computador)
● CAM (Manufactura Asistida por computador)
CAD se tomó como punto de inicio ya que en el diseño se tiene en cuenta los aspectos
mecánicos y funcionales del rin. Para diseñar un rin es importante definir su utilidad, si es para
un auto de carreras, de carga o sólo para ser usado en la ciudad; en base a esto, se puede
empezar a diseñar su estructura mediante un software de diseño, en donde también se pueden
hacer pruebas virtuales de su funcionamiento para establecer, descubrir fallas o
imperfecciones, con lo que se crea su molde y así poder pasar a la etapa de fabricación, con
sus respectivas pruebas de calidad.
La fabricación de un rin de aluminio, posee unos pasos particulares, empezando por la
fundición, siguiendo con la inyección, solubilización de los materiales, pasando al enfriamiento,
mecanizado, continuando con el rebabado, el cromatizado y la pintura.
Ilustración 55. Fabricación de los rines.
2.10.1 Fundición
El aluminio es recibido de lingotes en forma de rueda de 13kg a 20kg, los cuales, son cargados
en un horno con llama directa por dos horas; una vez fundido el metal líquido se adhiere a
unas cucharas para eliminar el hidrógeno del metal fundido, esta etapa establece controles de
temperatura, presión y composición química.
Ilustración 56. Fundición de los rines.
2.10.2 Inyección
El metal es llevado al horno de la máquina inyectora, donde por presión se va llenando el molde
de la rueda ubicado en la parte superior del horno a 4000 toneladas; se verifican los tiempos
de inyección y de enfriamiento por medio de la visualización de la pieza rústica.
Ilustración 57. Inyección en un rin.
2.10.3 Solubilización
Después de la inyección el rin es llevado a un horno con una temperatura de 545°C por
contacto con aire caliente.
Ilustración 58. Solubilización.
2.10.4 Enfriamiento
Una vez terminada la solubilización, el rin es enfriado inmediatamente en una cubeta con agua
a 70°C por un tiempo de 90 segundos.
Ilustración 59. Rin enfriándose.
2.10.5 Mecanizado
El rin pasa por un proceso de medidas y ajustes para que encaje bien con el tipo de llanta;
pasa por varios tornos y crea los múltiples agujeros.
Ilustración 60. Mecanizado de un rin.
2.10.6 Rebabado
Las piezas son pulidas manualmente eliminando los residuos del metal antes de la aplicación
de la pintura.
Ilustración 61. Rebanado de rines.
2.10.7 Pruebas de control
Después del rebabado, se le hacen pruebas para verificar sus ángulos y determinar el
desgaste que tendrá el neumático al contacto con el rin.
Ilustración 62. Pruebas de control de los rines.
2.10.8 Cromatizado
En este paso se sumerge el rin en agua con jabón para eliminar polvo y posibles suciedades;
después en una cubeta con cromo+6, la cual, se encarga de fijar la pintura en cada superficie.
Ilustración 63. Cromado en los rines.
Conclusión
A lo largo de esta investigación hemos observado que la variedad de rines que existen en el
mercado es gracias a la constante mejora ya sea de diseño o estructura, que los ingenieros
han creído prudente innovar; todo esto por demanda de los clientes y las necesidades que se
han visto a lo largo de los años y del avance de la tecnología.
Observamos que realizar un rin lleva demasiado trabajo e investigación para responder
preguntas como: ¿Qué material vas a usar?, ¿qué propiedades tiene ese material?, ¿las
propiedades cambian durante el proceso de fabricación?, ¿qué nuevas propiedades obtiene el
material en el producto final?, ¿habrá cambios si el diseño es diferente?, ¿qué forma le da
mayor rendimiento al auto?, entre muchas otras que son de gran importancia para comenzar
la fabricación de estos componentes.
Durante la investigación hablamos de la historia del rin, que comenzó con la rueda, y si lo
analizamos, estas personas tuvieron que pensar qué forma nos ayudará a no realizar tanto
esfuerzo ya sea al transportar o cargar algo, tal vez ellos pensaron en hacer una rueda
triangular o cuadrada, y para saber si estaban en lo correcto tuvieron que hacer pruebas,
cuando vieron que una rueda circular era la mejor forma ahora tenían que pensar qué material
era el mejor para sus tiempos la piedra o el metal eran los mejores materiales pero era difícil
de trabajarlos por lo que la siguiente opción fue la madera, que además de barata y fácil de
conseguir, era ligera y cualquiera la podía trabajar. De esa misma manera piensan los
ingenieros que tienen que innovar o fabricar un nuevo rin, ya que todo es en base prueba y
error, hasta dar con el punto clave de la creación que se tiene entre manos.
Aunado a lo anterior, se explicó como el diámetro del rin afecta el manejo del vehículo, y por
ello, su funcionalidad del rin en el automóvil, pasando de ser una pieza estética, a ser un
componente que cumple una función. Actualmente se tienen herramientas como CAD, CAQ,
CAM, que apoyan al desarrollo de rines, y muchos otros componentes en la industria que
tengan que ver con diseño, calidad y manufactura, para poder llevar a cabo cualquier clase de
innovación requerida, en este caso para los componentes de los automóviles, como los rines,
caso en el que se involucran los tres.
Las medidas que conforman el rin son: diámetro de rin, ancho de la cama, número de barrenos,
separación de barrenos y el offset. Cada medida varía, dependiendo del caso, tomando en
cuenta siempre las medidas de la llanta a utilizar, dado que son complementarios, y se debe
tener especial cuidado con ellas ya que la mayoría, si no es que todas, las características del
rin dependen de estas medidas.
Por último, se explicó el proceso de fabricación de un rin de aluminio, por ser de lo más común
de la industria iniciando en la elaboración de los planos para la fabricación y pudiendo pasar
así a la fundición del aluminio (o el material que se esté utilizando), y terminando en el
cromatizado del rin ya elaborado.
Toda esta información provee de conocimiento a aquellas personas que les guste conocer del
tema, o en general que estén en la búsqueda continua de saber, pero cabe denotar que para
los ingenieros que se especialicen en ramas en las que lo automotriz tenga cabida, les será de
más utilidad, pero no está de más el saber cosas como estas, ya que la mayoría de las
personas que integran nuestra sociedad poseen un vehículo, y las reparaciones nunca han de
faltar, y el prestar atención a componentes como estos puede ser parte de un cambio
importante en las mejoras del vehículo en cuestión.
Referencias
Acero. (2020, marzo 21). Recuperado de https://www.caracteristicas.co/acero/#ixzz6JyspuEIM
Alejo, M. (28 de noviembre de 2018). Historiando. Recuperado el 13 de abril de 2020, de Historiando:
https://www.historiando.org/historia-de-la-rueda/
Aluminio. (2020, 29 de marzo). Wikipedia, La enciclopedia libre. Fecha de consulta: 22:11, abril 18,
2020 desde https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Aluminio&oldid=124650050.
Aluminio - Propiedades del Aluminio. (2020, abril 18). Recuperado de https://elementos.org.es/aluminio
Benavente, M. (2014, diciembre 22). Rines y llantas: ¿Qué son y cuál es su función? Recuperado 9 de
abril de 2020, de http://omnitematico.over-blog.com/article-rines-llantas-que-cual-funcion-
85844750.html
Díaz, S. S. (2015, mayo 13). ¿Cómo afecta al manejo el diferente diámetro de los rines? Recuperado
9 de abril de 2020, de https://www.motorpasion.com.mx/tuning-y-preparaciones/como-afecta-al-
manejo-el-diferente-diametro-de-los-rines
García, F. (2017, marzo 30). ¿Cuáles son los diferentes tipos de... Recuperado de
https://www.doctorauto.com.mx/2017/03/30/cuales-los-diferentes-tipos-rines/
García Orozco, G. M. (s. f.). TIPOS DE RINES PARA AUTO. Recuperado 9 de abril de 2020, de
https://www.pruebaderuta.com/tipos-de-rines-para-el-auto.php
Hernández, L. (2018, agosto 14). Ventajas y desventajas de los rines de aluminio, acero y fibra de
carbono. Recuperado de https://noticias.autocosmos.com.mx/2018/08/14/ventajas-y-desventajas-de-
los-rines-de-aluminio-acero-y-fibra-de-carbono
Magnesio. (2020, 8 de abril). Wikipedia, La enciclopedia libre. Fecha de consulta: 22:47, abril 18, 2020
desde https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Magnesio&oldid=125006016.
Magnesio. (2019, noviembre 11). Recuperado de https://www.caracteristicas.co/magnesio/
¿Para qué sirven los rines de tu auto? (2018, enero 8) Recuperado el 10 de abril de 2020 de
https://www.vw.com.mx/es/experiencia/tips/importancia-rines.html
Prim, N. (s. f.). Propiedades del acero. Recuperado 18 de abril de 2020, de
https://blog.laminasyaceros.com/blog/propiedades-mec%C3%A1nicas-del-acero
Ponce, E. (2019, febrero 21). Los rines de automóvil con los diseños más espectaculares. Recuperado
9 de abril de 2020, de http://noticias.espanol.autocosmos.com/2019/02/21/los-rines-de-automovil-con-
los-disenos-mas-espectaculares
¿Qué tipo de rines y llantas elegir para salir a rodar? (s. f.). Recuperado 9 de abril de 2020, de
https://www.firestone.com.mx/es/tips-firestone/que-tipo-de-rines-y-llantas-elegir
Raiciu, T. (2 de junio de 2009). autoevolution. Recuperado el 8 de abril de 2020, de autoevolution:
https://www.autoevolution.com/news/history-of-the-wheel-7334.html
RinesOnline. (15 de mayo de 2013). Recuperado el 8 de abril de 2020, de RinesOnline:
http://rinesonline.blogspot.com/2013/05/hace-cuanto-hablamos-de-rines-historia.html
Sánchez León, L. M., & Oyuela Moreno, S. E. (2003, septiembre 27). Estudio De Las Variables De
Proceso En El Envejecimiento De Rines De Aluminio (Aleación Al Si 7) En La Empresa Madeal S.A.
Recuperado 13 de abril de 2020, de
http://bdigital.unal.edu.co/1063/1/linasanchezsandraoyuela.2003.pdf
TireRack.com. (s.f.). Recuperado el 9 de abril de 2020, de TireRack.com:
https://m.tirerack.com/tires/tiretech/techpage.jsp?techid=90&ln=sp
Todo sobre rines. (2019, 5 de enero) Recuperado el 10 de abril de 2020 de
https://es.slideshare.net/MaverickFerrutti/todo-sobre-rines
Anexos
I. Boceto del rin de automóvil
II. Plano
III. Cronograma de actividades
Actividades
Semana 1 Semana 2
Tiempo
Día 1
Día 2
Día 3
Día 4
Día 5
Día 1
Día 2
Día 3
Día 4
Día 5
Estimado/Real
Plantear el problema
E
R
Diseñar el boceto
(prototipo)
E
R
Desarrollar marco de referencia
E
R
Desarrollar marco teórico
E
R
Realizar los planos de fabricación
E
R
Analizar resultados
E
R
Concluir y presentar el
proyecto
E
R
