Fabrikazio Prozedurak: Materialen Konformazioa

Sarrera: Fabrikazio Prozeduren Oinarriak

Konformazio prozeduraren ezaugarriak aztertzeko, formak lortzeko erabilitako prozesuak eta bideak zein diren jakin behar da. Horien oinarriak identifikatu behar dira, lorturiko emaitzak interpretatzeko eta zentzuzko erabakiak hartzeko, horrela nahi ez diren emaitzak saihesteko. Helburua formak lortzeko oraingo prozeduretara modu ordenatuan hurbiltzea da:

• Prozesua: Eragiketa segida zehatzean espezifikazioa da; eragiketa horiek edozein produkturen forma jakina lortzeko aukera ematen dute.
• Prozedura: Forma lortzeko printzipio bera erabili duten prozesuen multzoa da.
• Fabrikatu: Fabrikatzea fabrikazio prozedura bereko prozesua betearaztea da, produktua lortzeko.

Masa Aldatu Gabeko Prozedurak

Itxuragabetze Plastikoa

Egoera askean aurkituriko metalen propietate nagusia, apaingarrien lehenengo fabrikatzaileak gehien erakarri zituena, materialik galdu gabe itxuragabetzeko gaitasuna zen. Apurtu gabe onartzeko gaitasun horri plastikotasuna deritzo. Baina metalezko materialek ez dute plastikotasun bera. Aleazioak iritsi eta horiekin batera, arazoak sortzen dira: aleazioak ez dira itxuragabetzeko modukoak. Bi motatakoak:

• Beroan egindakoak: Berkristalizazioa tenperaturaren gainetik egiten da, prozesuan plastikotasunik galdu gabe.
• Hotzean egindakoak: Berkristalizazio tenperaturaren azpitik egiten da, prozesuan laztasuna hartuz.

Bi prozesuek bereizgarritasunak dituzte: beroan, herdoiltzeak sortzen dira gainazalean; akabera txarrak izaten dituzte. Hotzean, materialaren ezaugarri mekanikoak hobetzen dira.

Ijezketa

• Printzipioa: Materiala ijezketa zilindro izeneko bi arrabolen artean igaroarazten da. Arrabolen arteko banaketa materialaren hasierako lodiera baino txikiagoa denez, materiala zilindroen formaren arabera itxuragabetzen da.
• Baliabideak: Ijezketa oinarrizko tresna euskarrien gainean dauden bi zilindrok osatzen dute. Euskarriek zilindroei mugitzeko energia ematen diete, itxuragabetze esfortzuei eusten diete eta zerbitzu laguntzaileak eskaintzen dituzte.
• Aplikazioak: Lehen mailako prozeduratzat, oinarrizko profilik bakunenak osatzeko erabiltzen da, bihurgailutik irten bezain laster.

Trefilaketa

• Printzipioa: Materiala itxuragabetzen da, gero eta estuagoa den zulo batetik igarotzean; zulo horri ilara deritzo. Esfortzua itxuragabeturiko materiala erakarriz egiten da.
• Baliabideak: Oso bakunak dira. Instalazioek ilaretarako euskarriak eta harilkatzeko makinak dituzte, materiala erakarri eta biribilkatzeko.
• Aplikazioak: Prozedura oso zaharra da, hariak lortzeko erabiltzen da. Ilaretako materialak eta trakziozko mekanismoak arautzeko sistemak hobetu ondoren, hari, alanbre eta biribil kantitate izugarriak lortzen dira.

Estanpazioa

• Printzipioa: Formak kolpeka lortzen dituzten sistemek hartzen dute izen hori; antzinako forja askearen oinordekoak dira. Estanpazio prozesuek, estanpa izeneko bi erdimolderen artean joz ematen diote forma materialari; materialaren behin betiko forma estanpa horien araberakoa izaten da.
• Ekipamendua: Estanpazio prozedurak oso ugariak dira, baina erramentariaren mailuaren ordez, bakoitzari dagokion estanpa erabiltzen da.
• Aplikazioak: Estanpazioaren aplikazio eremua oso zabala da, tamaina txikietatik handietara eta pieza unitarioetatik serieko ekoizpenera.

Estrusioa

• Printzipioa: Masa plastiko bat presionatuz edukiontzi batetik irteten da, forma zehatza duen zulo baten bidez.
• Ekipamendua: Prensa bereziak, presioa itxuragabetu nahi den masara helarazteko sistemak eta irteteko haizebideak erabiltzen dira.
• Aplikazioak: Estrusioa profil bereziak lortzeko erabiltzen da batik bat, plastikotasun handiko aleazio arinetan; baina beste kasuetan ere erabiltzen da (adibidez, adreiluen fabrikazioan).

Enbutizioa

• Printzipioa: Puntzoiak txapa matrizetik sakatzen du, eta itxuragabetu egiten du.
• Baliabideak: Enbutiziorako erabilitako makina-erreminta prentsa da. Pieza bakoitzerako, multzo oso bat eraiki behar da matrize eta beharrezko puntzoi nahiz zapaltzaileekin.
• Aplikazioak: Era askotakoak dira. Aldagaiak erabiliz, lodiera meheko txapekin egindako lan askotan aplikatzen da enbutizioa (adibidez, edari-ontziak).

Moldekatze Prozedurak

Urtzea

Urtze prozesuek muga kimikoak dituzte. Behar den tenperaturaren eraginez, batzuetan urtu beharreko materialen osaera aldatu egiten da; herdoiltzeak gerta daitezke. Galdaketa prozesuetan erabilitako lehenengo materialak, urtze puntu baxua zutelako erabiltzen ziren. Burdinaren aleazioen eremuan, behar diren tenperatura altuek prozesua zailtzen dute.

Labe Motak

• Kubiloteak: Koke ikatzezko eta burdinazko geruzekin kargatzen dira, geruzak bata bestearen gainean ipinita.
• Erreberberozko labeak: Kanpoan gasa edo petrolioaren deribaturen batekin egindako su batetik lortzen da beroa.
• Arragodun labeak: Materiala arrago izeneko ontzi itxi batean urtzen da; horrek berokuntza prozesutik isolatzen du.
• Arku elektrikodun labeak: Labeek arku elektriko indartsu bat erabiltzen dute berogailutzat; arku horrek salto egiten du, urtu nahi den masaren eta grafitozko elektrodoen artean.
• Indukziozko labeak: Arragodun labeak dira, eta eremu magnetiko indartsu batek eragindako korronteek sorturiko beroa erabiltzen dute.

Moldearen Fabrikazioa

Moldea eredu jakinean oinarrituz fabrikatzen da. Lortu nahi dugun piezaren antzeko forma izaten du, eta erabiltzeko erraza den materialekin eraikitzen da (adibidez, zura). Jatorrizkoari buruzko forma aldaketak, hoztean eta solidotzean gertatzen diren uzkurdurak konpentsatu nahi izatetik sortzen dira. Hiru faktore:

• Molde mota: Moldea iraunkorra edo erabili eta botatzekoa izan daiteke.
• Eredu mota: Iraunkorra edo erabili eta botatzekoa izan daiteke; batzuetan, ereduen ordez, mekanizatu prozesua erabiltzen da, nahi den barrunbea lortzeko.
• Urturiko materiala galdatzeko printzipioa: Presio handian, txikian edo grabitatearen bidez egiten da.

Galdaketa

Metala urtu ondoren, labetik isurketa erretenetik ateratzen da eta barruan estaldura erregogorra duten ontzietan biltzen da, isurketa zali izeneko ontzietan. Ontzitik moldeko isurketa putzura isuritako material jarioa, zuzeneko metodoaren bidez egiten da, baita barradun sistemaren bidez ere: ontziaren hondoan argi zulo bat irekiz, material erregogorrezko barra batek osaturiko tapa altxatuta.

Galdaketa zentrifugoa hodiak egiteko erabiltzen da: isurketa erreten luze batetik, urturiko materiala 200-300ºC-ko tenperaturan mantentzen duen molde zilindriko birakari batera iristen da. Materiala modu uniformean banatzen da. Akatsik gabeko pieza galdatuak sortzen dira. Zenbat eta presio handiagoa egon, gero eta errazago egiten da galdaketa, moldeak esfortzu handiagoak egin behar baititu. Moldeak diseinatzeko, beharrezkoa da: saldaren eta moldearen jokabide termikoak zein diren jakitea; parte hartzen duten elementuen ikuskera orokorra izatea.

Moldaketa Zentrifugoa

Molde iraunkorrak eta desmoldagarriak erabiltzen dira, zehetasun guztiekin. Moldea biraka dabil, material urtua botatzen delarik. Moldea gelditzean pieza ateratzen da.

Masa Murriztutako Prozedurak

Ebaketa Prozedura Mekanikoak

Bi zatitan banatzeko, energia kantitate handia behar da. Energia hori emateko modua irizpide garrantzitsua da, ebaketa prozedurak sailkatzeko:

Zizailaketa

• Printzipioa: Artaziena da. Bi material planotan elkarren aurkako bi indar aplikatuz gero, bata bestearen gainean irristatu eta banandu egingo dira.
• Baliabideak: Ohiko forman, zizaila edo gillotina makina arrunta da; hortz bat dauka finkoa eta bestea mugikorra. Ebaki nahi den txapa hortz finkoan euskarritu eta eusten da, zapaltzailea erabiliz.
• Aplikazioak: Zizailaketaren bidez, ebaketa zuzenak egiten dira lodiera mehe eta ertaineko txapetan; ebaketa azkarrak izaten dira.

Puntzonaketa

• Printzipioa: Zizailaren muga handienetariko bat inguraketak jartzen ditu, zizailarekin ebaketa zuzenak baino ezin baitira egin.
• Baliabideak: Puntzonatzeko erabiltzen den makina nahiko bakuna da, diametro txikiko puntzoia eta matrize egokia baino ez ditu. Puntzoiaren aldizkako mugimenduak inguraketarako behar diren zuloak egiteko aukera ematen du, txapa mugiarazten denean.
• Aplikazioak: Aldakorra denez, prozesu mota hori oinarrizkoa da galdaragintzarako materiala prestatzeko lan askotarako. Ez dira piezak amaitzen, prozesu honen bidez.

Matrizegintza

• Printzipioa: Forma konplexuak lortu behar direnean, neurri txiki eta ertaineko formak, prezisio handikoak eta kantitate handietan, puntzoia nahiz horren matrizea aldatu eta lortu nahi den piezaren formara egokitu behar dira.
• Baliabideak: Lan mota honetarako oinarrizko bidea pieza bakoitzerako fabrikatzen den matrizea da. Beharrezko energia eta mugimendua prentsak sortzen ditu.
• Aplikazioak: Aldakortasuna dela eta, aplikazio asko eta asko daude txapa meheko pieza txiki nahiz ertainen fabrikazioan.

Ur Zorrotada

• Printzipioa: Presio handiko ur zorrotada oso mehea erabiltzen da erremintatzat.
• Baliabideak: Presio oso handiko ur zorrotadak erabiltzea oso zaila eta nahiko arriskutsua da; beraz, aplikazio horretarako berariaz eraikitako makinetan egiten da.
• Aplikazioak: Ur zorrotadaren berezko erabilera eremua ez-metalena da. Izozturiko janarietatik paperaren deribatuetaraino, industria produktu asko presio handiko ur zorrotadaren bidez ebakitzen dira.

Zerraketa

• Printzipioa: Ebaketa prozedura denez, blokeetan sartzen da; txirbila harrotzeko metodoa da. Zerra bitarte estua sortzeko helburua duen erreminta da, eta bitarte horrek materialaren bi aldeak banatzeko aukera ematen du, beraz, ebaketa prozesua egiten da.
• Baliabideak: Fabrikazioaren ikuspegitik, bi sistema daude zerrako hortz zorrotzen segida jarraitua sortzeko: disko baten kanpoaldean ipini edo zinta luzean ipini.
• Aplikazioak: Diskoa gogor egoten da lanak irauten duen bitartean, eta zintak berriz, tolestu egin behar izaten du etengabe, danborren inguruan biratzen duenean.

Disko Urratzailea

• Printzipioa: Zerrako diskoa azken mugaraino eramanda, hortzen tamaina txikituta, disko urratzaileak lortzen dira.
• Baliabideak: Betiko makinak ebaketa askeak egiteko pentsatuta daude, eskuarekin gidaturiko ebaketak egiteko. Makina horiek oso bakunak dira, diskoaren biratze mugimendua suspertu baino ez dute egiten eta era guztietako maniobrak egiteko aukera ematen dute.
• Aplikazioak: Metalezko materialen eremuan, disko horren aplikazioak metal oso gogorretara mugatzen dira, beste erremintek ez baitute balio halakoetarako. Gainerako materialetarako ere erabiltzen da.

Ebaketa Prozedura Termikoak

Aplikazioek ez dute esfortzu handirik eskatzen; horrela, makina askoz bakunagoak erabiltzen dira:

Oxiebaketa

• Printzipioa: Karbono gutxiko burdin aleazioek oxigenozko atmosferan erretzeko gaitasuna dute, prozesu guztiz exotermikoan eta urtze puntu baxuko oxidoak sortuz.
• Baliabideak: Oso bakunak dira. Arbastuan egiten diren ebaketarako, nahikoa da oxigenorako bide gehigarria duen soldagailua erabiltzea. Produkzioko instalazioetan, oxiebaketako makinak egitura arinak dira eta ez dute esfortzu handirik egiten.
• Produkzioa: Produkzioa honako honen araberakoa da: mugitu ahal duten aldibereko ebakitzaile kopuruaren, inguraketak egiteko aukeraren eta inguraketa horietarako kontrol sistemaren araberakoa.
• Aplikazioak: Lodiera ertaineko eta handiko ebaketetan, karbono kantitate txikiko altzairuen ebaketa zuzenetan erabiltzen da, metalezko eraikuntzen aplikazio guztietarako.

Plasmaren Bidezko Ebaketa

• Printzipioa: Oxiebaketaren kostu merkea eta beraren azkartasuna nahiz bakuntasuna desagertzen dira, oxidazio exotermikorik ez duten materialak ebaki nahi direnean.
• Ekipamenduak: Oxiebaketako ekipamenduen antzekoak dira. Oxigenozko haizebideen ordez, plasmako ahotxoak erabiltzen dira. Makinak itxura arinekoak dira eta oxiebaketakoak baino abiadura nahiko azkarragoan ibiltzen dira.
• Aplikazioak: Lodiera ertain eta meheko ebaketak egiten dira era guztietako metaletan, eta oxiebakigarriak diren altzairuetan ere; ebaketa zuzen eta inguratuak egiten dira.

Laserraren Bidezko Ebaketa

• Printzipioa: Laserra da pilaketa ahalmenik handiena duen bero-iturria.
• Baliabideak: Berariazko makinak erabiltzen dira, baina antzekotasun handiak dituzte ebaketa termikoko makina guztiekin, horiek ez baitute prozesuetan esfortzurik egiten.
• Aplikazioak: Laserraren bidezko ebaketak ezaugarri berezia dauka. Urturiko aldea oso estua da eta prezisio itzela lortzen da formetan; piezak geroko fabrikazioetarako prestatzeko prozedura baino gehiago, akaberako prozedura da.

Txirbila Ateratzearen Bidezkoa

Makina-Erremintak

Txirbila harrotzeko prozeduraren arrakasta formak oso dimentsio zehaztasun handiz lortzeko gaitasunetik dator. Helburua forma zehatzak lortzea da.

Makina-Erreminta Motak

• Tornua: Makina-erreminta sortu zuen lehenengo mekanizatua izan zen. Piezaren biraketa mugimendua erremintaren lekualdatze linealarekin konbinatzen da. Biraketa gainazalak sortzen dira. Makina-erremintarik ohikoena da. Funtsean, tornuak bankada bat du; bankada burua dauka mutur batean, eta buru horrek pieza birarazi eta biraketa ardatzaren puntua zehazten du, ardatz nagusia izeneko puntua; gero, kontrapuntua dago, eta horrek ardatz nagusi horren beste puntua zehazteko aukera ematen du. Bankadatik orgak ibiltzen dira eta horiek erremintaren lekualdatzea ahalbidetzen dute.
• Fresadora: Bi mugimendu konbinatzen dira: kanpoaldean hortzak dituen fresa erreminta zilindriko baten biraketa mugimendua eta piezak gainazal lauak sortzeko egiten duen lekualdatze lineala. Fresaketak gainazal perpendikularra sortzen du (aurretiko fresaketa), eta gainazal lau paraleloak lortzen dira (fresaketa tangentziala). Hiru orga ditu; horiek espazioaren hiru dimentsioetan lekualdatzen dira. Mahaien gainean biraketa ardatza dago eta horrek erremintak herrestatzen ditu. Fresatzeko makinaren bidezko lana oso aldakorra da. Oinarri orokortzat, makina-erreminta horrek sistema laguntzaile ugari onartzen ditu, horrek era askotako lanak egiteko aukera ematen duelarik.
• Zulatzeko makina: Biraketa mugimenduaren eta barauts izeneko erremintak egindako aurreratze mugimenduaren arteko konbinazioak zulo zilindrikoak egiteko aukera ematen du. Zulaketa prozesuan gertatzen denaren alderantziz, zulatzeko makinak oso bakunak dira. Eskuzko zulagailu ezaguna bezalako bertsio oso bakunak existitzen dira. Mahai gaineko zulagailuak oso ohikoak dira; horiek motordun burua eta zutabe oinarria dute, barautsaren ibilbidearen eta oinarri horren arteko perpendikulartasuna bermatzeko.

Txirbila Harrotzearen Bidezko Motak

• Artezketa: Txirbila harrotzeko prozedura harri urratzaile izeneko erreminta bereziekin egiten da. Harriok aglomeratu batek osatzen ditu, material oso gogorreko pikorrek osaturiko aglomeratuak. Pikor horietako bakoitza ebaketa erreminta txiki baten moduan dabil, ahoa mantendu eta txirbilak askatzen dituen ebaketa erreminta txiki baten moduan. Artezteko makinen eremua oso zabala da. Tornu eta fresatzeko makinen antzeko artezteko makinak egiten dira, baina buru bereziak dituztenak, harriak herrestatzeko. Era guztietako biraketa gainazal eta gainazal lauak artez daitezke. Artezteko makina berezi asko fabrikatzen dira (adibidez, engranaje eta harietarako artezteko makina bereziak).
• Elektrohigadura: Uztai elektrikoaren bi elektrodoren artean deskargak egitean, bi elektrodoak higatzen dira. Elektrodoaren materiala aukeratuta, deskarga txikiak sortarazten dira metalezko txirbil txikiak harrotzen joateko, inguru egokian eta elektrodo zehatz batetik; txirbilok erabat lurrundu eta aukera ematen dute piezan elektrodoaren barrunbe osagarria sortzeko. Pieza bustitzen duen dielektrikoak isolatzaile lana egiten du, tentsioak gora egin ahala. Apurtze puntura heltzean, dielektrikoa ionizatu eta txinparta sortzen da.

Masa Agregazioaren Bidezko Prozedurak

Soldadura

Berebiziko soldadura loturiko piezen arteko erabateko jarraitutasuna eskaintzen duena da, loturiko ezein zati masa osotik bereizi ezin izateko moduan. Jarraitutasun hori gerta daiteke: fisikoan eta kimikoan/metalurgikoan. Berebiziko soldadura egitea ezinezkoa da, baina lotura prozedura askoren emaitzak asko hurbiltzen dira. Prozedurek honako baldintza hauek bete behar dituzte:

1. Metal metal kontaktua sortzeko eta kutsadura ezabatzeko aukera ematen duen energia ekarpena egotea.
2. Babes mekanismoren bat egotea, prozesuan beste kutsadurarik ez sortzeko.
3. Soldaduraren kontrol metalurgikorako sistema bat egotea.

Aglomerazioa

Eraketa prozeduren barruko talde berezienetako bat oinarrizko elementutzat pikor itxurako materiala erabili duten prozedurek osatzen dute. Sinterizatua izeneko produkzio teknika fase hauetan antolatzen da:

1. Hautsa sortu/aukeratu.
2. Osagaiak nahasi.
3. Konprimatu/trinkotu.
4. Sinterizatua/aglomerazio termikoa egin.
5. Akaberako tratamenduak burutu.

Sinterizatua metalezko karburoen plakatxoak osatzeko sortu zen; plakatxo horiek txirbilak ateratzeko erremintetan erabiltzen dira. Sinterizazioa fase solidoan egiten da, gainontzeko osagaien urtze tenperatura baino tenperatura baxuagoan. Fase likidoan egiten da, plakatxo batzuk lortu behar direnean, harria zulatzeko erabiltzen diren barauts puntetarako.