TALLER DE FUNDICION

Ing. FCO. Jiménez Caro Silva

DIVISION DE CIENCIAS BASICAS E INGENIERIA Departamento de Energía

UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA Unidad Azcapotzalco

Mix ico 16, D.F.

ISBN 968-597-469-1 Diciembre de 1982 MBxico, D. F.

l . ANTECEDENTES

La Universidad Aut6noma M2tropolitana fue creada por decreto en el año de 1974, constituy6ndose en 3 Unidades que son: Xochimilco, IZtapa-

lapa y Azcapotzal co.

En es ta úl t ima dentro de l a División de Ciencias Básicas e Ingenie-- r í a , Departamento de Energía, se encuentra el Area Mecánica en l a cual en j u l i o de 1979, se propuso t rabajar en u n proyecto para desarrol lar u n Ta- l l e r de Fundición.

El h a b i l i t a r u n T a l l e r de Fundición favorecfa el desarrollo de l a i n - f raestructura tecnológica del Area Mecánica, por o t r a p a r t e , 1 a necesidad de u n t a l l e r de e s t a na tu ra l eza se j u s t i f i c a por las unidades de enseñan- za-aprendizaje que el área imparte . Por ejemplo: Procesos de Manufactura I , concede una parte importante de su programa a l es tudio de l a fundición. Además en e l Departamento de Materiales se impar te l a U . E . A de Fundición.

Este proyecto resolverá en gran medida l o s problemas académicos deri - vados de l a fa1 t a a t a l l e r e s y laborator ios apropiados , y apoyará al do-- cente a cumplir en forma más e f i c i e n t e su labor .

Es de nuestro conocimiento que l a i ndus t r i a nac iona l de l a fund ic ión debido a su constante crecimiento, presenta una mayor demanda (1) , de pe1 sonal a nivel técnico y super ior con conocimientos en la fundicio 'n . Por ta l motivo la creación de e s t e t a l l e r s e r á una respuesta de l a Universi" dad para aquel los que desean abordar este campo de conocimiento.

E s t e t a l l e r , se agrega a l a i n f r aes t ruc tu ra de l d rea , que quedaría integrada con l o s s i g u i e n t e s 1 abora tor ios y t a l l e r e s :

-Ta l le r Mecánico

-Laboratorio de Metrologl'a

(1) Referencia Bibl iográf ica .

3

-Laborator io de Vibraciones

-Laborator io de Mecanismos

-Ta l l e r de FundiciGn

-Sala de Proyectos.

4 ..

2. OBJETIVO

Proyectar un Ta l ler de F u n d i c i h , a f i n de que el Area Mecinica sea

capaz de impar t i r p ract i cas acadgmicas re la t l vas a l p roceso o rd inar io de

"Fundición a l a A r ena " , a l o s alumnos de l a s c a r r e r a s de I n gen i e r f a Mecá - n ica e I n d u s t r i a l en l a s U.E.A.'s correspondientes; asirlxism desarro"

l l a r l a i n f r a e s t r u c t u r a que se r% nece sa r i a pa ra r ea l i z a r t r aba ja s de in-

ves t i gac ión en fund ic ión . Ademds de o f r e c e r s e r v i c i o s de apoyo a o t r a s

áreas y departamentos s e g h l a capacidad lo permita.

Para lograr dicho proyecto se deberb tomar en cuenta el área disponL

b l e , a s í como el presupuesto que se obrg-ue,todo esto en un plazo no ma--

yor a 3 años.

Al término de e s te pe r í odo s e con ta rá con l a ob ra c i v i l , i n s t a l ac i o -

nes y equipo necesar io para fus ign de metales no-ferrosos.

3. ANTEPROYECTO DE INSTALACIONES

La superficie disponible para el Taller de Fundición es de 15 x 16 m . , ubicados en 1 a nave poni'ente del edif ic io " P " .

El anteproyecto elaborado consistió en lo siguiente:

-Selección de equipo.

-P lano de distribucidn de equipo

-Planos de instalaciones: .Eléctricas -Hidráulicas y sani tar ias .De a i r e .De gas

-P1 ano de mezzanine

-Memoria de ctilculo de las instalaciones

-Estimación y presupuesto de equipo,

3.1. Descripción del anteproyecto

El Taller de Fundición tendr6: de una superficie de 240 m 2 en p l a n - t a b a j a donde se a l o j a n las siguientes ereas:

-Zona de fusión 30 m2

-Zona de vaciado 9 m 2

-Zona de moldeo 50 m2

-Zona de recuperación de arena 20 m'

-Zona de limpieza de piezas 15 m 2

-AI macén 15 m2

Ademds u n mezzanine en p l a n t a a l t a de 70 m 2 , donde se distribuye l o siguiente:

7

-5 CUbíCul O S

-1 sa lón de c l a s e

-1 labo ra to r i o de arenas

3.2. P1 anos de referenc ia

-Plano N2 TI-DIS-104. Anteproyecto del tal ler y d i s t r i b u c i ó n de

equipo . -P1 ano N2 TF- IVS-112. Insta lac iones e léctr icas.

-Plano N-” TF-IVS-105 y 106. I n s ta lac iones de a i re , agua y gas .

-Plano N2 TF-INS-107. I n s t a l a c i ó n de a i r e .

-P1 ano N2 TF-INS-112. Diagrama uni fi 1 a r . -Plano N2 TF-INS-113. Mezzanine y su i n s t a c i ó n e l é c t r i c a .

3.3. Anteproyecto y proyecto.

Los p lanos de re ferenc ia se ent regaron a l CAPFCE (Comité Adminis--

trador del Programa Federal de Construcc ión de Escuelas), quienes a su

vez l o h i c i e ron de l conoc im ien to de sus c o n t r a t i s t a s .

Una vez terminada 1 a o b r a c i v i l y 1 a s i n s t a l ac i one s , s e pudo cons-

t a ta r que se r e spe tó po r l o s con t ra t i s t a s , l a ub i cac i ón de t o d a s l a s

‘ s a l i d a s ’ de 1 a s d i f e ren te s i n s t a l a c i one s .

El mezzanine sufr ió modif icaciones en cuanto a l a d i s t r i b u c i ó n de

cub ícu los y l a b o r a t o r i o , s i n que e s to a fec ta ra l a f uc i ona l i dad .

4. SELECCION Y DESCRIPCIQN PEL EQUIPO

4.1. Cri ter io de selección.

La selecci6n de equipo se vio influenciada por las partidas presu- puestales asignadas al proyecto, as7 como por las existentes en el país de equipo de importaci6n, ademds se analizó la calidad y caracter ís t icas de equipo de fundición de fabricacian nacional.

También se tómo' en cuenta que l a creación de dic:ho t a l l e r , deberá tener como primer objetivo la función académica y de investigación, dese - chando en cambio l a idea de producción.

El equipo hasta hoy adquirido se clasifica por su función de l a s i - guiente manera:

-Equipo de fusión.

-Equipo de ensayo y control de arena.

-Equipo de moldeo.

-Herramientas varias.

Además se diseñaron y fabricaron los siguientes equipos:

-Horno de crisol de 15 kg. de aluminio, combustible diesel, integra - do con quemador COMSA con motor de 1 /6 HP.

-Molino mezclador de arena con motorreductor de 3HP, de capacidad de 50 kg.

4 .2 . Equipo y descripción.

4.2.1. E q u i p o de fusión.

4.2.1.1. Un horno marca Morgan tipo LO-2 para operación manual con c r i - sol de carburo de s i l i c i o , marca Morgan, capacidad 80 kg. en bronce. Para fusión de metales no-ferrosos, combustible die- sel o gas.

9

4.2.1.2.

4.2.1.3.

4.2.2.

4.2.2.1.

4.2.2.2.

4.2.2.3.

4.2.2.4.

4.2.2.5.

4.2.2.6.

4.2.2.7.

4.2.2.8.

4.2.3.

4.2.3.1.

1 horno de f ab r i cac i 6n U.A.M. (-31, para operación manual con

c r i s o l de grafi.to,capacidad 15 k g , aluminio, combustible die-

se l , i n tegrado con quemador marca COMSA, con motor de 1/6 HI?

y contro l de segur idad de flama.

Pirómetro de inmersión marca Pyro, modelo 41C, con termopar

marca WEST para alcance de temperatura de 0-14OO0C.

Equipo de ensayo y medición de la s p rop iedades en l a s a renas

Determinador de humedad #276, marca Dieter (,medición del con-

ten ido de humedad en l a s a rena s ) .

Permeámetro #355-B, marca Dieter (medición de l a permeabili”

dad de l a s a r e n a s ) .

Máquina para ensayo de res i s tenc ia mecánica # 401, marca Die-

ter; con accesor ios para convers ión de operación manual a ope-

ración motorizada (medición de r e s i s t e n c i a a compresión y c o y

te ) .

Ariete formador de probetas #315, con apoyo metálico #315-17

y molde c i l í n d r i c o de p r e c i s i ó n #315-19 e ind icador , de densi - dad #473, todo marca Dieter (para ejecución de probetas norma

1 izadas) . Probador de a r c i l l a s con azul de meti leno # 535-A, marca D i g

t e r .

Probador de dureza super f i c ia l de moldes y corazones en verde

# 473, marca Dieter (medición de dureza superf ic ial en moldes).

Balanza granataria con capacidad de 2.610 kg. y s e n s i b i l i d a d

de O . 1 gr. con pl ato de acero inoxidable, marca OHAIJS (para

pesa muestras).

Balanza de 1 aborator io con capacidad de 2.00 kg.

Equipo de moldeo

Máquina moldeadora neumática a sacudidas y pres ión . t ip0 MN18-

(3) Re fe renc i a B i b l i og rá f i ca .

4.2.3.2.

4.2.3.3.

4.2.3.4.

4.2.3.5.

4.2.3.6.

4.2.3.7

4.2.4.

4.2.4.1.

4.2.4.2.

4.2.4.3.

4.2.4.4.

4.2.4.5.

4.2.4.6.

4.2.4.7.

4.2.4.8.

12, marca DyM de fabr icac idn nac ional (para moldeo en máqui-

na 1 Dos pizonetas neumstlcas model o FR-25B, marca Fuj i para 800

golpes por minuto I p i s t dn 1" y 4 " de carrera (moldeo con

api sonador).

Tres pizonetas neumdticas modelo FR-226, marca Fuji, para

1000 go lpes por minuto 6 p i s t 6 n 7/8" car rera 2 1/2" (moldeo

con api sonador) . Un 1 ote de c a j a s de moldeo de var ia s fo rmas ( c i rcu la res , cua-

dradas y rectangulares) de var ias d imens iones (25 ca jas ) , fa -

b r i c a c i ón nacional (mol deo manual ) . Un l o t e de 3 adoberas de 12" x 18", fabr icac ión nac ional (mol -

deo en máquina).

Un l o t e de herramientas varias para moldeo y retoque.

Máquina sopladora de corazones t ipo PR-1 con capacidad de 1 kg., marca Centozap.

Herramientas y equipo var io

Molino mezclador de fabr i cac i6n UAM con motor de 3 HP.

( 4 ) - Máquina aereadora para arena transportabl i t ipo AT-B, marca

DYM, fabr i cac idn nac iona l .

Esmeril American Buff 254 x 25.4.

Amo1 adora #1332, marca Bosch.

Recti f icadora #1205, marca Bosch.

2 t o r n i l l o s de banco

Un l o t e de ropa de segur idad ( ca retas , guantes , po la inas , man - d r i l e s y o t r a s ) ,

Herramientas y acce so r i o s va r i o s .

(4) Referenc ia B ib1 iogr8f9ca

11

4.3. Costo del equipo.

La inversión real izada hasta la fecha por l a UAM para l a compra de equipo y accesor ios , es de $857,000.00. El val or actual de dicho equipo, es aproximadamente del 50% m k del precio de compra.

El va lo r de l a i nve r s ión puede considerarse ba jo en comparación del beneficio que se obtendrá de él a fu tu ro .

5. FlJNCIONES DEL T A L L E R DE FUNDICION

5.1. Aspectos académicos

Será utilizado por los alumnos que cursen la u n i d a d de enseñanza- aprendizaje de Procesos de Manufactura I y su t a l l e r , que se imparte a las carreras de Ingeniería Mecánica e Industrial .

Actualmente el número de alumnos que cursan dicha U.E.A. ,esde 80 trimestrales ( S ) , excepto en trimestres "PI' que no se imparte.

Por o t r a parte y sin desvirtuar el fin para el que fue creado este t a l l e r , puede ser de u t i 1 idad , no s610 para el Departamento de Energía , sino que otros departamentos están interesados en el servicio de este t a - l l e r , como son el Departamento de Materiales, que imparte l a U . E . A . de Fundición en la carrera de Metalurgia, y sin duda otras 5reas verán in-- terés en el servicio de e s t e t a l l e r .

Al con ta r con el personal académico de base necesario, se es tará en posibilidades de estructurar Tenlas Selectos en Ingeniería, dirigidos a aquel los a l urnnos que deseen profundizar más en este proceso en particular, tal es como :

-FundiciGn de aluminio

-Control de arenas de moldecl

-Sistemas de alimentación, experiencias prácticas

5 . 2 . Aspectos de investigación.

Se estará en posibilidades de realizar investigación experimental en fundición, formulando programas y objetivos de acuerdo a l a capacidad de los recursos humanos y materiales, particularmente en fundición de meta--

(5) Referencia Bib1 iográfica

13

les no-ferrosos, con temas como los siguientes:

-Estudio de solidificaci6n dirigida en aleaciones de aluminio,

-Sistemas de a l imentaci6n, experiencias prdcticas.

-Metodología para el diseño de mazarotas, para piezas de a luminio .

5.3 Aspectos de servicio

A fu turo se estará en posibilidades de ofrecer e impartir cursos pa- ra adiestramiento a personal obrero que desee capacitaci6n para integrar- se a l a industria de l a fundición.

En el L a b o r a t o r i o de Arenas se pueden real izar pruebas de calidad y medición en 1 as arenasde moldeo, servicio que puede ofrecerse a l as fundiciones pequeñas.

Apoyo a los trabajos de investigación que se encuentran dentro de los programas del departamento.

6. RECOMENDACIONES

6. l . Acadsmi cas

Una vez iniciadas l a s acttyidades en dicho t a l l e r (se estima para septiembre del año en curso)-, medtante una planeaci8n y reglamentación adecuada de uso y servicio, convendrfa que se promoviera su uti l ización a todos aquellos alumnos cuya formación profesional lo haga necesaria.

6 .2 . Recursos materiales

E l equipo, accesorios y herramientas actuales, son suficientes pa- ra cubrir l a demanda docente y de investigaci6n; sin embargo, y con el deseo de amp1 iar su capacidad tecnoldgica (podría trabajarse con meta-- les ferrosos) , es recomendable estructruar a futuro solicitudes de a p g yo económico a organismos como el CONACyT y FONEP (Fondo Nacional de Es tudios y Proyectos), administrado por Nacional Financiera, ya que el l o s

reconocen l a importancia que reviste actualmente l a industria de l a f u n - dición en México ( 6 ) .

6.3. De investigación.

Sería conveniente poder enlazarse con otros centros de educación y

formación técnica en fundición, a f i n de intercambiar experiencias,faci- l i t a n d o as í e l in ic io de los trabajos de investigación que en e s t e t a l l e r se pueden real i z a r .

6.4. De servicio

Debido a los escasos centros de capacitación y formación técnica en fundición que existen en el país, sería u n beneficio social mas el que l a Universidad Autónoma Metropolitana ofreciera capacitaci6n a nivel obrero.

( 6 ) Referencia Bibliográfica.

15

E l presente reporte t iene tamhign l a i n t e n c i d n de que pueda s e r

u t i l i zado por cent ros de capacttación y / o i n s t i t u c i o n e s educativas,ade--

cuándolo a 1 as necesidades especfftcas de sus t a l l e r e s ,

d

J o w

I

CUADRO LE CARGAS

T*BLERO DE DISTRIBJCIW 1 ( 4 4 0 Y )

@ HORNO TWFASICO INTERRUPIDR TE-TICO

@E MOTOR TRIFASICO T 1 A R R U U W R

@ MOTOR MONOFASICO T

ELEEENX, TERnCU

@ CONTACTO TRFASC.0 T

T R A N S F W R

@ Q*ITACTO MONOFASICO

0 TABLERO M DISTRBUCION 1 4 4 0 V )

0 TbBLERO M DlSTRlEUaON 1220V-127V)

C %

2 2 080 21 O 8 0 22 0 8 0 1 fP- 7 0 Cf

12 0 0 0 , 12000 1 2 O 0 0 1 SP- 30 CZ

7 5 O 0 0 I 75000 , 75 O 0 0 1 3P--150

T O T A L 108 0 8 o 109 O 1 0 109 080

-

DIAGRAMA UNIFILAR

Cl a ca

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19

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20 ., ""- -.

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1 I !

,

C . " . .

7. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

1. Ssnchez Gonzdlez A. La formación de recur sos humanos para l a in--

d u s t r i a de l a f u n d i c i 6 n a n i v e l t e h i c a . R e v i s t a moldeo y fundi--

c i ó n N2 19, Sociedad M. Fundidores. Mgxico, 1981.

2. Al tamirano, Nacul , S z n c h e z . D i s t r i b u c i h de equipo y proyecto de

i n s t a l a c i one s d e l t a l l e r de fundición. Proyecto terminal UAM-Az-

capotza lco , I ngen ie r ía Mech ica . D ic iembre 1979.

3. González V i l 1 asante Arcadio. Horno de c r i s o l p a r a e l t a l l e r de fun d ic ión, proyecto terminal , UAM-Azcapotza lco, Ingenier ía Industr ia l . 1981.

4. Pe'rez P. Evencio, Hernández C . Artemio. Fabricación de un molino

mezclador, proyecto terminal, UAM-Azcapotzalco, Ingeniería Indus--

t r i a l . 1 9 8 0 .

5. C.A.D.A. Reporte de e s t a d í s t i c a , r e i n c r i t o s 82-1, UAM-Azcapotzalco.

6. Ga l i c i a E s t r ada P . , D i r e c t o r FONEP, Ponencia presentada en el I V

Encuentro Nacional de la Fundic ión, México, 1981.

7 . D i e t e r , Manual de equipo para control de arenas, D ieter Corp. USA

1980.

23