Utillaje
Utillaje es un conjunto de instrumentos y herramientas que optimizan la realización de las operaciones de un proceso de fabricación, mediante el posicionamiento y sujeción de una pieza o conjunto de piezas a un sistema de referencia, para poder ejecutar operaciones de diversa índole.
Finalidad del utillaje
editarLa aplicación de los utillajes permite:
- Reducir los tiempos de fabricación.
- Disminuir los costes de producción.
- Mayor precisión en la fabricación.
- Alto grado de uniformidad.
- Intercambiabilidad.
Tipos de Utillajes
editarPodemos hacer una clasificación genérica según su:
- Aplicación, es decir, si se va a realizar operaciones de tipo mecanizado, ensamblaje, almacenamiento o inspección.
- Máquina: Tipo y nivel del sistema de automatización de fabricación.
- Dedicación, según si lo que se tiene en cuenta son el número de piezas o el número operaciones de utillaje.
- Uso principal, ya sea con el objetivo de posicionar y sujetar (Fixture) o actuar de guía para la herramienta (Jib).
- Productividad y versatilidad, que en este caso nos encontramos con utillaje estándar, utillaje dedicado a operaciones específicas o flexibles.
El utillaje estándar nos permite un bajo volumen de trabajo de producción y son más genéricas y flexibles, como por ejemplo ocurre con las mordazas, bridas, plato de garras, etc. Las dedicadas permiten operaciones y componentes específicos en altos volúmenes de producción, diseñadas bajo especificaciones según la planificación del proceso. Y por último las flexibles que combinan la ventaja de la flexibilidad del utillaje estándar con la productividad del utillaje dedicado.
Consideraciones para el diseño y selección de un utillaje
editarSi atendemos al proceso de fabricación, hay que tener en cuenta el tipo de molde bien sea abierto-cerrado, macho-hembra…, la temperatura de curado, precisión deseada y accesorios. Por otro lado y también importante, los requisitos estructurales, si se va a realizar operaciones a alta temperatura, tenemos que tomar en cuenta las características de dilatación del propio utillaje.
Requisitos y tipos de materiales más comunes en el utillaje
editarLos materiales más comunes para la fabricación de utillaje, teniendo en cuenta, la densidad, la capacidad calorífica específica, conductividad térmica, temperatura límite y coste, podemos destacar el Invar, Acero, Aluminio, Electroconformado del níquel, los materiales compuestos (CFRP, carbon Fibre Reinforced Polymer y CFRP, Glass Fibre Reinforced Polymer), cerámicos y siliconas aunque este último tiene un uso exclusivo como utillaje auxiliar para geometrías complejas e interiores de las piezas.
Ventaja:estabilidad dimensional, bajo coeficiente de expansión, alta conductividad y duraderos. Inconvenientes:alto coste y peso
Ventajas: alta conductividad, soldable y bajo coste. Inconvenientes: baja estabilidad dimensional a altas temperaturas y alta densidad.
Ventajas:fácil de mecanizar, alta conductividad térmica, baja densidad y bajo coste. Inconvenientes: baja rigidez a temperaturas superiores a los 180ª.
Ventajas:Porosidad cero, estanqueidad perfecta, resistente a la corrosión, geometrías complejas. Inconvenientes: Alto coste y coeficiente de expansión térmico similar al Acero.
- Materiales compuestos (CFRP, GFRP):
Ventajas:Buena estabilidad dimensional, ligeros, buena resistencia química y evita problemas de dilatación. Inconvenintes:A elevadas temperatura, baja vida de utilización.
- Cerámicas:
Ventajas:Bajo coeficiente de expansión térmica, resistente a altas temperaturas. Inconvenientes:Fragilidad, largo tiempo de calentamiento y enfriamiento y mecanizado difícil.
Ventajas:Modelos de geometrías complejas y bajo coste. Inconvenientes:Difícil control dimensional, baja durabilidad.
Tabla comparativa
editar| Material | Ventajas | Inconvenientes |
|---|---|---|
| Invar | • Estabilidad dimensional
• Bajo coeficiente de expansión • Alta conductividad • Duraderos |
• Alto coste
• Peso |
| Acero | • Alta conductividad
• Soldable • Bajo coste |
• Baja estabilidad dimensional a altas temperaturas
• Alta densidad |
| Aluminio | • Fácil de mecanizar
• Alta conductividad térmica • Baja densidad • Bajo coste |
• Baja rigidez a temperaturas superiores a los 180ª |
| Níquel | • Porosidad cero
• Estanqueidad perfecta • Resistente a la corrosión • Geometrías complejas |
• Alto coste
• Coeficiente de expansión térmico similar al Acero |
| Materiales Compuestos(CFRP, GFRP) | • Buena estabilidad dimensional
• Ligeros • Buena resistencia química • Evita problemas de dilatación, según fibras |
• A elevadas temperatura, baja vida de utilización |
| Cerámicas | • Bajo coeficiente de expansión térmica
• Resistente a altas temperaturas |
• Fragilidad
• largo tiempo de calentamiento • Largo tiempo de enfriamiento • Mecanizado difícil |
| Silicona | • Modelos de geometrías complejas
• Bajo coste |
• Difícil control dimensional Durabilidad |
Véase también
editarReferencias
editarBibliografía
editar- Ministerio de Educación (1995). Fabricación mecánica: Construcciones metálicas. España: Ministerio de Educación. OCLC 8436925866.
- Ciriaco, Carlos. «Utillaje máquinas herramientas». Consultado el 15 de noviembre de 2011.
- Waschinger, Anton Waschinger (1977). Guia para el diseño de utillajes,Biblioteca del mecánico. Gustavo Gili, 1977. OCLC 8425203775, 9788425203770.
Datos: Q6158216
