Diseño de aplicaciones a la medida

Informacion General

Las piezas cerámicas producidas en los métodos discutidos no son moldeadas inicialmente al tamaño de la aplicación final. Es necesario calcinar las piezas una vez formadas para remover los aglomerantes orgánicos, y esto implica una reducción de tamaño pudiendo causar curvaturas o combas y resultar en un tamaño diferente.

Troquelado | Extrusión | Glazeado o Esmaltado |
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Troquelado En el diseño de cerámicas troqueladas, las formas con dimensiones en la dirección de la presión facilitan la fabricación, mejorando la remoción de la pieza durante el proceso. La fabricación se inicia comprimiendo el material en una cavidad para troquel, donde las piezas son formadas desde la parte superior a la inferior, sin presiones laterales. Una vez que la cavidad de troquelado es llenada por gravedad y el troquel opera, y finalmente se general la pieza.     inicio de página

Grosor de pared: el grosor de la pared de las piezas es primordial en el diseño de cerámicas aislantes. La composicion del material y la fabricación deben ser cuidadosamente controladas para producir suficiente grosor en la pared de las piezas. En el diseño de una pieza el cociente máximo de longitud entre grosor de pared es 8 a 1. Una vez este cociente es alcanzado, el costo aumenta. Las paredes o grosor de la sección transversal debe ser al menos 5% de la longitud con un mínimo de 0.030" (0.762 mm).

Orificios: diámetros menores que 0.020" (0.508 mm) incrementan el costo de mantenimiento, aumentando la probabilidad de fracturas en el pin y especialmente en partes gruesas mayores que 0.250" (6.35 mm). Las distancias entre orificios o entre orificios y diámetro externo deben ser al menos el diametro de los orificios. Secciones delgadas pueden ocacionar fracturas durante el tratamiento térmico. Orificios en troquelado horizontal no pueden frabicarse, pero pueden se pueden procesar en maquinado secundario en la pieza sin tramiento térmico. Orificios que sean ocultos no deben ser mayores al 50% de la longitud total, de lo contrario la mejor opción es maquinado secundario.

Llanura: es un resultado directo del diseño y cantidad de niveles y secciones transversales para cada pieza. Mientras más consistente sea el grosor de la pieza, habra más llanura. La tolerancia normal para llanura o curvatura (comba) es 0.006 pulgada/pulgada (0.15 mm/mm). Algunos diseños acabados de superficie son posibles para lograr mayor llanura, donde una superficie con una tolerancia de +/- 0.0005" (0.0127 mm) es permitida.

Tolerancias: en general las tolerancias son +/- 1% y no menores que +/- 0.005" (0.127 mm). Mientras más simple es el diseño, es posible mayor control sobre tolerancias. Paredes delgadas y diferentes secciones o niveles son más difíciles de mantener, creando desecho adicional y agregando costos a la producción. De nuevo, ciertos acabados superficiales en el diámetro exterior (OD) o longitud pueden realizarse en las piezas calcinadas para obtener dimensiones relacionadas a operaciones de acabados superficiales. La mejor opción es conocer que escenario es crítico para el funcionamiento del producto y aplicar las tolerancias respectivas. El balance de las dimensiones debería ser lo más holgado posible para prevenir costos adicionales, es decir, las tolerancias deberían ser consistentes en toda la pieza.

Paralelismo: es considerado satisfactorio cuando el grosor se ajusta a la tolerancia de las paredes. En otras palabras, un extremo de la pieza puede tener el grosor mínimo y el otro extremo puede presentar la máxima tolerancia.

Biseles (Chanfer) todas las esquinas interiores deben incluir un bisel para fortalecer la pieza y reducir las propagación de fracturas o virutas en las esquinas. Además, este bisel facilita la remocion de la pieza en el troquel.

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Extrusión

En la extrusión el material fluye a través del troquel, y el diseño y los orificios corren en la dirección de la extrusión. (Ver figura A). Es importante tratar de mantener un balance y sección transversal o grosor de pared para permitir que el material fluya correctamente desde el troquel. (Ver figura B). Es importante evitar puntos agudos, salientes o rectángulos, ya que promueve concentración de esfuerzos y fractura de la pieza final.

Figura A	Figura B

Sección Transversal: el grosor de las paredes (formas internas y orificios) deben ser no menos del 10% del diámetro externo (OD) de la pieza.

Tolerancias: tolerancias normalizadas son +/- 1%, y no menores que +/- 0.005" (0.127 mm). Tolerancias para curvaturas o combas en las piezas son 0.006 pulgada/pulgada (0.15 mm/mm) de longitud. Acabado superficial del diámetro externo y longitud puede ser incluido de acuerdo a las tolerancias y respetando la presición requerida para ensamblar.

Curvatura o Comba: el rango permitido para la curvatura (comba) es 0.006 pulgada/pulgada (0.15 mm/mm) de longitud. El método para determinar la curvatura (comba) es rodar la pieza longitudinalmente entre dos soportes paralelos con una separación igual al diámetro externo (OD) más la curvatura o comba permitida, 0.006 pulgada/pulgada (0.15 mm/mm) veces la longitud. (i.e. Un tubo que tiene un diámetro externo de 0.252" y tiene 2.5" de largo es 0.252" + 0.015" = 0.267"). Los soportes deberían colocarse a un espacio de 0.267" (6.78 mm).

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Glazeado o Esmaltado

Aplicación: el glazeado o esmaltado es comúnmente aplicado a una pieza a través de aerosoles. Usualmente un extremo y/o el diámetro externo (OD) es glazeado. La pieza debe ser calcinada después del glazeado, de manera que una superficie no puede ser glazeada para poder apoyar sobre una superficie al calcinar.

Tolerancias: piezas glazeadas poseen usualmente tolerancias de 1.5% y no menores a +/- 0.007" (0.178 mm).

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