La perforación por fricción es un método de hacer agujeros en el metal en el que el material se empuja hacia fuera con la ayuda del calor de la fricción. El proceso también se denomina perforación térmica, perforación de flujo, perforación de encofrado o perforación por fricción y agitación. [1]
La perforación por fricción se usa comúnmente en cuadros de bicicletas , intercambiadores de calor y para crear orificios para montar rodamientos .
Historia
En 1923, el francés Jean Claude de Valière intentó fabricar una herramienta que pudiera perforar el metal por fricción en lugar de por mecanizado. Fue solo un éxito moderado, porque en ese momento aún no estaban disponibles los materiales adecuados. Además, aún no había descubierto la forma adecuada para este tipo de herramienta.
No fue hasta la década de 1980 que se pudo producir una herramienta útil. [ cita requerida ]
Principio
La perforación por fricción utiliza una broca cónica hecha de material muy resistente al calor, como carburo cementado . Este dispositivo se presiona contra un material objetivo con alta velocidad de rotación y alta presión. De esa forma, hay una alta producción local de calor que ablanda el objeto, convirtiéndolo en plástico . La herramienta luego "se hunde" a través del objeto, haciendo un agujero en él. Los lubricantes ayudan a evitar que el material de trabajo se adhiera a la broca. A diferencia de la perforación , el material que fluye no se pierde sino que forma un manguito alrededor del agujero. La longitud de esa funda es hasta 3 veces el grosor original del material. La presencia de este labio metálico alrededor de los bordes de los orificios fortalece las conexiones.
Hay varias opciones disponibles con esta tecnología. Las brocas pueden incluir un dispositivo de corte que elimina el típico "collar" de material plastificado que fluye hacia arriba, de modo que el resultado es una superficie superior uniforme. Se pueden usar orificios de arranque perforados para reducir la fuerza axial requerida y dejar un acabado suave en el borde inferior del buje. Las roscas de los tornillos internos se pueden cortar con machos de roscar o enrollar con troqueles .
Ventajas
- Proceso muy rápido (de 2 a 6 segundos) [2]
- El proceso da nueva forma a todo el material para que no se pierda ningún material. El material sobrante forma un manguito que es aproximadamente 3 veces más largo que el grosor original del material objetivo, lo que hace posible realizar uniones de pernos muy fuertes en material delgado.
- Es un proceso limpio porque no se produce basura (partículas).
- No se necesita acceso a la parte posterior de la pieza de trabajo, como ocurre con las tuercas remachables .
- Funciona en casi todo tipo de metales. [3]
Desventajas
- La perforación por fricción no es posible en material masivo ya que el metal desplazado debe poder fluir en alguna parte. El espesor máximo del material suele ser la mitad del diámetro del orificio [4] y los fabricantes de brocas proporcionan una guía específica. [5]
- El material objetivo debe poder soportar el calor añadido. Los materiales que han sido pintados, revestidos de plástico, galvanizados o tratados térmicamente a menudo no son adecuados para este proceso.
- Requiere mayor capacidad de motor y velocidad de rotación que los taladros convencionales. [2]
Referencias
- ^ Scott F. Miller; Albert J. Shih; Peter J. Blau (octubre de 2005). "Alteraciones microestructurales asociadas a la perforación por fricción de acero, aluminio y titanio" (PDF) . Revista de Ingeniería y Desempeño de Materiales . 14 (5): 647–653. doi : 10.1361 / 105994905x64558 . Archivado desde el original (PDF) el 4 de mayo de 2013 . Consultado el 12 de marzo de 2013 .
- ^ a b "Perforación Térmica" . Diseno de la maquina.
- ^ "Materiales - Taladro central" . Archivado desde el original el 11 de mayo de 2013 . Consultado el 12 de julio de 2013 .
- ^ Criste, Erin (febrero de 2013). "Intercambio de acero" (PDF) . Construcción de acero moderna .
- ^ "Espesor máximo de pared" . Archivado desde el original el 11 de mayo de 2013 . Consultado el 12 de julio de 2013 .