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HPLC

¿Qué es la HPLC?

La HPLC (cromatografía líquida de alta resolución) es un método de separación y detección de compuestos individuales en una muestra mediante la interacción entre una columna y una muestra. Se puede medir fácilmente y puede detectar trazas de componentes, por lo que se utiliza en diversas industrias, principalmente farmacéutica, bioquímica, alimentaria y medioambiental.

Dado que el área del pico de HPLC es proporcional a la concentración de la muestra, también es posible cuantificar la concentración de los componentes contenidos en la misma. Dado que el comportamiento de separación de las muestras en HPLC difiere en función de la columna y la fase móvil, es necesario diseñar unas condiciones de análisis adecuadas.

Cómo utilizar los HPLC y sus Aplicaciones

La cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) es un método analítico que utiliza la interacción entre una columna y una muestra para separar cada componente de ésta. El método de uso es muy sencillo, y el análisis puede realizarse inyectando directamente la solución de muestra o colocando la solución de muestra en el automuestreador y realizando un procesamiento por lotes.

Los HPLC se utilizan en diversas industrias. Por ejemplo, se utilizan en el campo farmacéutico para analizar trazas de impurezas y principios activos, en los campos de la alimentación, las bebidas y el medio ambiente para analizar ingredientes nutricionales, ingredientes funcionales, aditivos y residuos de pesticidas, y en bioquímica para analizar proteínas y sustancias relacionadas con ácidos nucleicos.

Principios de los HPLC y las Columnas Utilizadas

Las HPLC y la cromatografía de gases (GC) son tipos de cromatografía. La cromatografía de compuestos es un método de separación que consiste en hacer pasar los componentes de un analito a través de una columna u otro medio, permitiendo que se adsorban a la columna, etc. El medio a través del cual fluyen los componentes de la muestra, como el disolvente en las HPLC o el gas en los GC, se denomina “fase móvil”, mientras que aquel al que se adsorbe la muestra, como una columna, se denomina “fase estacionaria”.

El tipo y la magnitud de la interacción entre los componentes de la muestra y la columna varían en función del tipo de columna. Por ejemplo, en una columna ODS, se modifica una cadena alquílica (grupo octadecil) en la columna, y la muestra se adsorbe por interacción hidrófoba.

Por otro lado, las columnas de gel de sílice tienen grupos silanol en la superficie que adsorben compuestos polares. También existen otros tipos de columnas, como las modificadas con grupos fenilo, grupos ciano y grupos amino.

Cálculo de la Concentración mediante el Área de Pico de las HPLC

El área de pico de las HPLC es proporcional a la concentración de una muestra. Sin embargo, cuando se utiliza un detector UV, el área del pico varía en función del coeficiente de absorbancia (facilidad de absorción de la luz) aunque la concentración de la muestra sea la misma. Por lo tanto, cuando se analizan concentraciones mediante HPLC, es necesario preparar estándares para comparar las áreas.

Un método para analizar concentraciones es el “método del estándar externo”. En este método, se preparan múltiples muestras estándar con concentraciones conocidas para el análisis por HPLC y se determinan las áreas de los picos. Dado que se conoce la concentración de cada muestra, se puede obtener una ecuación para determinar la concentración a partir del valor del área trazando el valor del área y la concentración.

El segundo método es el “método del patrón interno”. En este método, se añade otro compuesto que es química y físicamente estable como estándar interno a una muestra estándar con una concentración conocida. Tras la adición, se realiza un análisis por HPLC para determinar la relación entre el área del pico de la muestra patrón y la del patrón interno. Puede obtenerse una curva de calibración utilizando la relación de la cantidad del patrón interno añadido como abscisa y la relación de las áreas de pico como ordenada.

Detectores de HPLC y Límites de Detección

Existe una gran variedad de instrumentos disponibles como detectores de HPLC. Algunos ejemplos son los detectores ultravioleta-visible (UV-Vis), los detectores de fluorescencia y los detectores de índice de refracción diferencial (RID). Los límites de detección de estos detectores varían mucho en función de la muestra. Por ejemplo, el detector UV-Vis tiene un límite de detección de aproximadamente 10 picogramos (pg) y el detector de fluorescencia de 0.1 pg.

El más sensible es el espectrómetro de masas (EM), cuya sensibilidad de detección se estima en 0.01 pg. Sin embargo, el límite de detección depende del tipo y concentración de los compuestos en la muestra y del grado de separación. En algunos casos, la derivatización y la optimización del análisis de HPLCs, incluyendo el pretratamiento de la muestra, es necesaria para la detección de alta sensibilidad.

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Filtros de Aceite

¿Qué es un Filtros de Aceite?

Un filtros de aceite (en inglés: oil filter) es un filtro que elimina el lodo, las partículas de desgaste y los residuos del aceite del motor, el aceite hidráulico, etc.

En aplicaciones de automoción, a veces se denomina elemento de aceite y suele utilizarse en automóviles y maquinaria industrial. El aceite se oxida gradualmente y se ensucia a medida que la máquina funciona. El uso continuado de aceite sucio puede provocar averías en la máquina, por lo que el aceite debe filtrarse a través de un filtro de aceite. Como la filtración hace que se acumule suciedad en el filtro, éste debe cambiarse periódicamente.

Usos de los Filtros de Aceite

Los filtros de aceite se utilizan ampliamente en diversos motores y otra maquinaria industrial. Por ejemplo, en motores de automóviles, transmisiones automáticas, motores marinos, motores de generadores y turbinas de gas.

También se utiliza en bombas de vacío, maquinaria agrícola como segadoras y pulverizadores, aceite de funcionamiento de equipos hidráulicos, aceite lubricante para diversas máquinas y aceite de corte para máquinas herramienta.

La contaminación del aceite puede deberse a los tres factores siguientes:

  1. Aceite que ha estado en el circuito de aceite desde el principio
  2. Entrada desde el exterior
  3. Durante el funcionamiento de la máquina.

1 y 2 pueden evitarse mediante la estructura de la máquina y los métodos de manipulación. Sin embargo, el factor 3 se debe principalmente a la oxidación y no puede evitarse. Por lo tanto, es importante utilizar filtros de aceite para mantener el aceite limpio.

Principio de los Filtros de Aceite

En general, los filtros de aceite eliminan la suciedad permitiendo que el aceite pase a través de un material filtrante poroso. Otros métodos de filtrado incluyen la adsorción mediante imanes y el uso de la fuerza centrífuga para aumentar la velocidad del flujo. Para eliminar los contaminantes, los poros del material filtrante deben ser más pequeños que los contaminantes, o los contaminantes deben poder adherirse a las paredes del material filtrante.

Los filtros de aceite de tipo filtro pueden dividirse en los tres tipos siguientes:

1. Tipo de Flujo Total

Todo el aceite se filtra a través del filtro. Generalmente lleva incorporada una válvula de derivación, y este tipo se utiliza actualmente en la mayoría de los motores de turismos.

2. Tipo Combinado de Flujo Total + Bypass

El aceite se filtra dividiendo la trayectoria del flujo de aceite en dos canales, uno con un filtro de flujo total y el otro con un filtro de derivación. Los filtros bypass pueden eliminar contaminantes más pequeños de lo normal. Este tipo de filtro se utiliza principalmente en motores diesel.

3. Tipo Combinado

Este tipo combina un filtro de flujo total y un filtro de derivación en uno. El aceite que fluye en la trayectoria de flujo se divide entre estos dos filtros. Este tipo se utiliza en motores diesel de gran tamaño.

Tipos de Filtros de Aceite

Existen tres tipos principales de filtros de aceite.

1. Filtros de Aceite Tipo Malla

Se coloca una malla metálica muy fina en la entrada de aceite del cárter para filtrarlo. En la actualidad, la mayoría de los motores utilizan una combinación de filtros de aceite de papel filtrante y filtros de aceite de malla.

2. Filtros de Aceite Incorporados

Este sistema incorpora un filtros de aceite de papel filtrante en el interior del motor o en el cárter de aceite, cerca del colador de aceite. Se utiliza en motocicletas de diseño relativamente antiguo. Además, en las transmisiones automáticas y las transmisiones variables continuas de los automóviles, se incorpora un filtro ATF reemplazable en la sección del filtro.

3. Tipos de Cartucho y Spin-On

El tipo cartucho es un sistema en el que se instala un cartucho extraíble fuera del motor. El cartucho se reutiliza muchas veces, mientras que sólo el filtro interior se sustituye con regularidad. En comparación con el tipo incorporado, el tipo cartucho no requiere abrir el cárter de aceite y, por lo tanto, es más fácil de mantener.

El tipo “spin-on” se introdujo en la década de 1950 y consta de un filtro de aceite de papel filtrante y varias válvulas, todo ello integrado en la carcasa. Se gira directamente sobre los conductos de aceite en el lado del motor y el medio filtrante se desecha con la carcasa cada vez que se cambia el filtrosde aceite. Este tipo de filtro de aceite se utiliza en la mayoría de los vehículos de hoy en día, ya que hace que el trabajo de sustitución sea más eficiente.

Más Información sobre los Filtros de Aceite

Sustitución de Filtros de Aceite

Cuando se acumula suciedad en los filtros de aceite, el filtro se obstruye y se reduce la circulación de aceite. En este caso, la válvula de derivación se abre y el aceite apenas circula, pero el aceite que pasa por la válvula de derivación no es filtrado por el filtro, lo que provoca un deterioro progresivo del aceite.

Es necesario sustituir periódicamente el aceite y el filtro de aceite, ya que el deterioro progresivo del aceite y la obstrucción del filtro de Aceite pueden causar daños en el equipo. El momento de la sustitución se indica claramente en el manual de instrucciones del fabricante.

En el caso de los motores de automóviles, el aceite de motor y los filtros de aceite deben sustituirse correctamente, ya que el uso de aceite de motor sucio puede causar daños en el motor, reducir la eficiencia del combustible y la pérdida de potencia. Muchos fabricantes indican claramente cuándo cambiar el aceite y recomiendan cambiar los filtros de aceite cada dos cambios de aceite.

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Separadores de Aceite

¿Qué son los Separadores de Aceite?

Un separador de aceite es un dispositivo utilizado para retener líquidos como aceite y grasa en maquinaria y equipos.

Se utilizan principalmente en la industria para evitar que el aceite y la grasa generados durante el funcionamiento de las máquinas se filtren al exterior. Se denominan interceptores de aceite, trampas de gasolina, depósitos de separación de agua y aceite, recipientes de separación de aceite, balsas de separación de agua y aceite, trampas de grasa, etc.

Además de evitar los vertidos de aceite al desagüe, otra finalidad de su instalación es evitar la obstrucción de las tuberías de alcantarillado y las cunetas públicas. Suelen ser de metal o plástico y llevan filtros y separadores en su interior. También se pueden mantener y limpiar con regularidad para que sigan funcionando eficazmente.

Usos de los Separadores de Aceite

Los separadores de aceite son uno de los dispositivos más utilizados en la industria.

Los lubricantes de las piezas y mecanismos de las máquinas pueden derramarse durante su funcionamiento. En instalaciones donde se manipula petróleo o productos químicos, las fugas pueden tener graves consecuencias. Los separadores de aceite pueden utilizarse para atrapar lubricantes y petróleo y evitar que se filtren al exterior.

Además, las aguas residuales de procesos industriales y establecimientos de alimentación y bebidas pueden contener aceite y grasa. Eliminar el aceite y la grasa de las aguas residuales puede reducir la carga de tratamiento de las instalaciones de depuración.

En el mantenimiento de los vehículos también pueden producirse fugas de fluidos como el aceite del motor y el aceite de la transmisión. El uso de separadores de aceite puede reducir el impacto en el entorno del vehículo.

Principio de los Separadores de Aceite

El tipo más común de separadores de aceite es el que separa el agua y el aceite por la diferencia de gravedad específica.

Los separadores de aceite tienen una entrada por la que fluye el líquido y una salida por la que se descarga el agua fresca. En el interior de los Separadores de Aceite hay deflectores (barreras) que ralentizan el flujo del líquido. Los deflectores permiten que el aceite ligero y la grasa del líquido floten hacia arriba, mientras que las aguas residuales pesadas se depositan en el fondo.

En la parte superior de los separadores de aceite se instala un desnatador de aceite para eliminar el aceite. El desnatador de aceite retira el aceite y la grasa de la superficie y los recoge en un recipiente aparte. Mientras tanto, se instala una válvula en la parte inferior del Separadores de Aceite para drenar las aguas residuales. Al abrir la válvula, se pueden drenar las aguas residuales.

Tipos de Separadores de Aceite

Existen diferentes tipos de separadores de aceite. Los principales son los de tipo flotador, los de tipo biológico y los de aceite mineral.

Los separadores de aceitede tipo flotador tienen un cuerpo flotante en su interior. Cuando un líquido ligero, como aceite o grasa, flota en la superficie, el cuerpo flotante abre una válvula en el interior del Separadores de Aceite para descargar el aceite. El aceite descargado puede recogerse en un recipiente aparte.

Los separadores de aceite biológicos están diseñados para utilizar microorganismos que descomponen el aceite y la grasa de las aguas residuales. El interior está equipado con un medio para que crezcan los microorganismos y un soplador de aire. Las aguas residuales descompuestas por los microorganismos se tratan en un sistema de depuración posterior.

Los separadores de aceite para aceite mineral son dispositivos utilizados para evitar fugas de aceite lubricante de las piezas y mecanismos de las máquinas. Se caracterizan por filtros y separadores especiales para atrapar el aceite. Estos separadores de aceite proporcionan un alto rendimiento de separación del aceite.

Cómo elegir un Separador de Aceite

A la hora de seleccionar un separador de aceite, hay que tener en cuenta el tipo de aceite, el rendimiento de separación y la facilidad de mantenimiento.

El equipo seleccionado para los separadores de aceite depende del tipo de aceite. Si el separador de aceite se utiliza para evitar fugas de aceite lubricante de las piezas y mecanismos de las máquinas, debe seleccionarse un separador de aceite mineral. Por otro lado, si se utiliza para separar el aceite y la grasa contenidos en las aguas residuales de restaurantes y fábricas, debe elegirse un separador de aceite biológico.

El rendimiento de separación de los separadores de aceite depende del tipo y diseño del filtro o separador utilizado. La elección debe basarse en un alto rendimiento de separación y un impacto ambiental mínimo.

El espacio de instalación y la facilidad de mantenimiento también son factores importantes. Dado que la limpieza de los filtros debe realizarse a diario, son preferibles los productos que puedan limpiarse fácilmente y los filtros sustituibles. Los equipos grandes permiten mayores caudales, pero la limpieza de los filtros puede ser complicada y requerir un espacio específico.

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CAD 3D

¿Qué es el CAD 3D?

El CAD es una herramienta asistida por ordenador para el diseño de productos.

Es la abreviatura de “Computer Aided Design” (diseño asistido por ordenador) y existen CAD 2D y tridimensionales. El CAD que produce objetos tridimensionales se denomina CAD 3D.

Usos del CAD 3D

El CAD 3D se puede clasificar a grandes rasgos en dos tipos: arquitectónico y mecánico.

Existen tres tipos de CAD: CAD de gama alta, CAD de gama media y CAD de gama baja, que se dividen en gama alta, gama media y gama baja en orden descendente de funcionalidad. Es necesario comprender las características de cada tipo de CAD según la finalidad y el contenido de uso.

1. CAD de Gama Alta

Los principales usos del CAD de gama alta se dan en situaciones en las que se requiere un diseño complejo con un gran número de piezas de producto, como en automóviles y electrodomésticos.
Los programas más habituales son CATIA, Creo Paramatoric (antiguamente llamado Pro/ENGINEER) y NX. Aunque son caros, no sólo ofrecen funciones de modelado 3D, sino también amplias funciones de simulación, y muchos grandes fabricantes japoneses utilizan estos sistemas CAD.

2. CAD de Gama Media

Comparado con el CAD de gama alta, el CAD de gama media es menos caro y más fácil de manejar, pero sus funciones de simulación y de otro tipo son inferiores. Sin embargo, las principales funciones de modelado 3D son tan buenas como las del CAD de gama alta y el software puede utilizarse en diseño. Se utiliza principalmente con fines de investigación en universidades y en el diseño de productos cuando el número de piezas es pequeño y la estructura es sencilla. Los programas más habituales son SolidWorks, Inventor, TopSolid y Solid Edge.

3. CAD de Gama Baja

Existe una amplia gama de programas de CAD baratos y gratuitos. Son suficientes para un uso personal y de aficionado, pero a menudo carecen de la funcionalidad necesaria para aplicaciones de diseño que requieren el ensamblaje de múltiples piezas o la creación de geometrías complejas.

Por otro lado, funciona bien para aplicaciones como “abrir datos de modelos 3D de código abierto para modificarlos fácilmente e imprimirlos en 3D”, por lo que es suficiente para quienes no diseñan productos en serio pero quieren manejar datos 3D. Entre los programas más habituales se encuentran Inventor LT, 123d design, DesignSpark y Creo Elements Direct Modelling Express.

Principios del CAD en 3D

Aunque existen muchos paquetes de software CAD diferentes, el procedimiento básico para crear un modelo 3D es el mismo para todos los programas de CAD

1. selecciona un plano y dibuja un boceto 2D
2. Extruir el boceto para crear un objeto tridimensional.

El mismo procedimiento puede utilizarse para crear la forma deseada seleccionando el plano que debe deformarse y repitiendo los procesos “Extruir” y “Recortar” en el modelo 3D creado en el procedimiento anterior. Dado que existen diferencias en las funciones disponibles para la creación de modelos, como la extrusión y el recorte, es importante seleccionar el software de CAD con las funciones más adecuadas para su aplicación.

Otra Información sobre CAD 3D

1. Situaciones en las que se Utiliza el CAD 3D

El CAD 3D se utiliza en situaciones en las que es difícil expresar diseños en 2D debido a su excelente visibilidad, o cuando se analizan estructuras y se comprueban holguras. Dependiendo del tipo de CAD utilizado, las piezas diseñadas pueden combinarse y animarse para comprobar el rango real de movimiento y desplazamiento.

El CAD 2D facilita relativamente la creación de modelos de superficies curvas difíciles y complejas, lo que permite un diseño orientado al diseño; los datos creados mediante CAD 3D pueden utilizarse para crear fácilmente instrucciones y especificaciones de montaje y fabricación.

2. Ventajas del CAD 2D

Las ventajas del CAD en 3D son que el modelado puede realizarse de forma más intuitiva que con el CAD en 2D, y la información procedente del análisis puede reflejarse directamente en el diseño.
Además, cuando se diseña con un gran número de piezas, es más fácil comprobar las holguras que con el CAD 2D.

Los prototipos pueden crearse fácilmente utilizando datos CAM o una impresora 3D, lo que reduce significativamente los costes de funcionamiento.

Los modelos 3D modelados con CAD 3D facilitan la comprensión de la forma, de modo que incluso las personas sin conocimientos especializados pueden entenderla fácilmente. Cuando se diseña un proyecto a gran escala, no es raro que haya un gran número de personas implicadas en el desarrollo del proyecto, lo que facilita la comunicación con otros departamentos y facilita el proceso de desarrollo.

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Sensores AE

¿Qué es un Sensor AE?

Un sensor AE es un tipo de sensor de vibraciones, un dispositivo que detecta determinadas vibraciones (ondas AE).

AE significa “emisión acústica” y se refiere al fenómeno de emisión de ondas acústicas en forma de ondas elásticas cuando una parte de un objeto se deforma o se daña, o cuando se aplica un choque.

Los sensores AE se utilizan para detectar este fenómeno: las ondas AE son causadas por microdegradaciones que se producen mucho antes de que el objeto esté completamente dañado.

Mientras que los sensores de vibración detectan daños en un objeto, los sensores AE pueden detectar las primeras fases de deterioro de un objeto, razón por la cual los sensores AE se utilizan para el mantenimiento predictivo de equipos industriales, el control de calidad de productos, etc.

Usos de los Sensores AE

Los sensores AE se utilizan en diversas aplicaciones, como el control de calidad de los productos y la gestión de la seguridad. Existen dos tipos de sensores AE, los de banda estrecha, que reaccionan fuertemente en una banda de frecuencia estrecha específica, y los de banda ancha, que reaccionan en una banda de frecuencia amplia, dependiendo de la aplicación.

1. Sensores AE de Banda Estrecha

Los sensores AE de banda estrecha se utilizan para aplicaciones como el mantenimiento predictivo del deterioro de motores y la detección de defectos en soldaduras metálicas como tuberías. Los sensores AE de banda estrecha no reaccionan a las vibraciones de motores o soldaduras que funcionan normalmente, sino que sólo detectan las ondas AE que se generan cuando se produce una anomalía.

2. Sensores AE de Banda Ancha

Los sensores AE de banda ancha se utilizan para detectar objetos extraños en el interior de productos y para detectar indicios de desprendimientos en el terreno. El sensor AE de banda ancha puede utilizarse para detectar diminutos fragmentos de soldadura que caen de la placa de la unidad en el interior del producto, o diminutas vibraciones que podrían ser precursoras de un desprendimiento en el terreno.

Principio de los Sensores AE

Los sensores AE detectan las ondas AE utilizando un elemento piezoeléctrico especial. Los materiales utilizados habitualmente como elementos piezoeléctricos son el niobato de litio, el niobato de plomo y el titanato de circonato de plomo (PZT). Estos elementos se caracterizan por generar una carga eléctrica cuando se aplica presión. Por lo tanto, al poner estos elementos piezoeléctricos en contacto con un objeto que vibra, pueden recibir una tensión del elemento piezoeléctrico y actuar como sensor.

Además, estos elementos piezoeléctricos emiten una fuerte tensión cuando se someten a presión debido a vibraciones en la gama de frecuencias ultraaltas (de 10 kHz a varios MHz), como las ondas AE, lo que permite detectar únicamente vibraciones en una banda de frecuencias específica.

Otras Informaciones sobre los Sensores AE

1. Diferencias entre los Sensores AE y los Sensores de Vibraciones

Ambos tienen en común que utilizan elementos piezoeléctricos para la conversión de vibraciones mecánicas en electricidad. Sin embargo, difieren en la gama de frecuencias para la que son adecuados. Los sensores de aceleración por vibración son adecuados para la detección en la gama de frecuencias relativamente baja de 5-20 kHz.

Los sensores AE, por su parte, detectan vibraciones de mayor frecuencia que los sensores de vibración; las frecuencias medidas por los sensores AE oscilan entre varios 10 kHz y varios MHz. Al detectar frecuencias más altas, los fallos pueden detectarse en una fase temprana.

También ha habido casos en los que los sensores AE se han aplicado a rodamientos giratorios de baja velocidad, que son difíciles de diagnosticar con sensores de vibración. Esto se debe a que los sensores AE captan las emisiones acústicas, que son ondas de energía generadas por la rotura a micronivel.

Las emisiones acústicas son similares a las ondas en la superficie del agua, y cuando se produce el contacto metal con metal, las emisiones acústicas se propagan a través del metal en la superficie del equipo y son detectadas por el sensor AE. Las emisiones acústicas pueden generarse incluso a partir de pequeños arañazos y roces, por lo que los problemas pueden detectarse en una fase temprana.

2. Instalación de los Sensores AE

Al instalar sensores AE, la posición de montaje es importante. Si el sensor AE puede montarse directamente sobre el objeto a detectar, esto no supone ningún problema, ya que tiene la mejor sensibilidad de detección.

Si, por el contrario, no es posible montar el sensor AE directamente sobre el objeto de detección, es importante montarlo lo más cerca posible del objeto de detección. Debe formarse un camino acústico entre el objeto de detección y el sensor AE: al instalar el sensor AE, aplique grasa de silicona o similar a la superficie del objeto de detección para que se adhiera y pueda detectar las emisiones acústicas que se generan.

Las emisiones acústicas tienen una frecuencia elevada, lo que dificulta su propagación en el aire. Por lo tanto, al montar el sensor AE, es importante que se coloque en estrecho contacto con el objeto a detectar. Además, también es importante introducir el sensor tras una verificación suficiente mediante un prototipo.

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Centros de Mecanizado de 5 Ejes

¿Qué es un Centros de Mecanizado de 5 Ejes?

Un centro de mecanizado de 5 ejes es una máquina con dos ejes adicionales -un eje de rotación y un eje de inclinación- añadidos a un centro de mecanizado de 3 ejes.

Son capaces de realizar mecanizados tridimensionales más sofisticados que los centros de mecanizado de 3 ejes, y el MC tiene la capacidad añadida de girar e inclinar la pieza para automatizar el mecanizado. se pueden mecanizar varias superficies en una sola configuración, lo que reduce los tiempos de mecanizado.

Los MC también son capaces de mecanizar geometrías complejas con gran precisión, y se utilizan ampliamente en las industrias aeroespacial y automovilística, así como en equipos médicos. En estos campos, las MC son indispensables debido a la gran precisión y rigidez que requieren.

Los MC contribuyen a la creciente sofisticación de las máquinas y se espera que permitan un mecanizado tridimensional aún más avanzado en el futuro.

Usos de los Centros de Mecanizado de 5 Ejes

Los centro de mecanizado de 5 ejes se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, incluidos los campos industriales en los que se requiere un mecanizado tridimensional avanzado.

  • Industria Aeroespacial
    Fabricación de piezas con geometrías complejas
  • Industria del Automóvil
    Fabricación de piezas de motor y suspensión
  • Industria Médica
    Fabricación de equipos médicos

Los centro de mecanizado de 5 ejes también se utilizan para fabricar piezas que requieren un mecanizado de alta precisión y se caracterizan por su amplia gama de usos. También son adecuados para la producción en serie y minimizan el trabajo de los operarios, lo que supone un ahorro de costes.

Además, como la máquina funciona bajo control de programa, no hay diferencias de calidad en función del nivel de destreza de los operarios. Además, el uso de centro de mecanizado de 5 ejes reduce la posibilidad de que los operarios utilicen herramientas peligrosas, evitando así accidentes.

Principio de los Centros de Mecanizado de 5 Ejes

Los centro de mecanizado de 5 ejes añaden dos ejes -un eje giratorio y un eje inclinado- a un centro de mecanizado ordinario para permitir que la pieza gire automáticamente. Esto permite mecanizar piezas con geometrías complejas y superficies curvas, lo que resulta difícil con los centros de mecanizado convencionales de 3 ejes.

El uso de centro de mecanizado de 5 ejes también depende de si las herramientas se montan horizontal o verticalmente. Los centros de mecanizado horizontales tienen una gran precisión de mecanizado y pueden equiparse con cambiadores de palets para el suministro automático de piezas, lo que los hace adecuados para la producción en serie de piezas pequeñas y precisas. Por otro lado, los centros de mecanizado tridimensionales son compactos y fáciles de instalar debido al reducido espacio que ocupa la propia máquina. Son adecuados para la producción en pequeño volumen de una amplia variedad de piezas.

Más Información sobre Centros de Mecanizado de 5 Ejes

1. Ejemplos de Mecanizado de Centros de Mecanizado de 5 Ejes

Además del mecanizado básico de 3 ejes (XYZ), la mesa puede girar e inclinarse simultáneamente para permitir el mecanizado tridimensional, que resulta difícil con el mecanizado de 3 ejes. Gracias a su capacidad para trazar curvas complejas y mecanizar desde múltiples ángulos, se utiliza principalmente para fabricar impulsores utilizados en turbinas a reacción y sopladores de aire acondicionado, mecanizar puertos de alimentación y escape de motores de automóviles y mecanizar productos con formas complejas, como diversos moldes, plantillas, piezas de prototipos y equipos de fabricación de semiconductores. La máquina también se utiliza para procesar productos con formas complejas, como diversos moldes, plantillas, piezas prototipo y equipos de fabricación de semiconductores.

Además, si un producto debe mecanizarse en varias direcciones en el mecanizado de 3 ejes, o si debe girarse en un torno o máquina similar después de las operaciones de mecanizado, es necesario cambiar las configuraciones cada vez que se completa el mecanizado. Esto aumenta el tiempo de preparación (tiempo no dedicado al mecanizado) y reduce la eficacia, pero el control de 5 ejes permite el mecanizado simultáneo desde varios lados, lo que reduce el tiempo de preparación. Esto también es eficaz para piezas que deben entregarse en poco tiempo.

Además, algunos modelos de centro de mecanizado de 5 ejes combinados están equipados con una función que permite el torneado mediante la rotación de la mesa a alta velocidad, de modo que los productos que se tornean por separado en un torno también pueden mecanizarse sin un cambio de configuración.

2. Programación de Centros de Mecanizado de 5 Ejes

La programación del control de 5 ejes es extremadamente compleja, ya que no sólo hay que introducir en el programa NC del centro de mecanizado los comandos XYZ básicos, sino también los comandos de ángulo (eje B y eje C) para los ejes de rotación e inclinación, y si el ángulo cambia, también cambia el origen del mecanizado.

Por este motivo, los programas de control de 5 ejes se programan principalmente mediante dibujo (software CAD) y después se cargan en la máquina (software CAM), y el mecanizado se realiza según los dibujos. Algunos fabricantes han introducido “programas interactivos” que permiten una programación intuitiva mediante la introducción secuencial de las formas a mecanizar, los materiales y las condiciones de mecanizado, lo que permite crear fácilmente programas complejos sin necesidad de software CAD o CAM.

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CAD 2D

¿Qué es el CAD 2D?

El CAD en 2D es un software que permite a los usuarios dibujar, modificar y gestionar dibujos en un ordenador en lugar de dibujos a mano.

CAD es un acrónimo de Computer Aided Design, que se traduce como diseño asistido por ordenador. La llegada del CAD en 2D ha facilitado el dibujo, la modificación, la transmisión y la gestión de dibujos en comparación con los dibujos a mano utilizados en el pasado.

Hoy en día, muchas empresas de la industria manufacturera han introducido el CAD 2D debido a la mejora de la potencia de procesamiento de los PC y al menor coste de las impresoras. Como resultado, se ha desarrollado software CAD 2D para varias industrias, como maquinaria, construcción, ingeniería civil y cableado eléctrico, y muchos sistemas CAD 2D tienen funciones especiales añadidas para la industria.

Usos del CAD 2D

El CAD en 2D se utilizaba antiguamente como herramienta de dibujo asistido por ordenador de dibujos hechos a mano. Los dibujos a mano se dibujan principalmente según un conjunto de reglas de dibujo denominadas método de proyección. Estos dibujos, conocidos como método del primer ángulo o método del tercer ángulo, muestran una serie de formas de un producto visto desde tres direcciones diferentes.

Sin embargo, en la década de 2000, los modelos 3D empezaron a utilizarse para mejorar la eficiencia de las operaciones de diseño y fabricación. En la actualidad, existe una iniciativa denominada Dibujo 3D, que combina modelos 3D y dibujos 2D para abarcar toda la información.

Sin embargo, aunque las iniciativas 3DA se están implantando en varias industrias, como la automovilística, la de la construcción y la de ingeniería civil, sigue habiendo problemas para extender el sistema, y los dibujos 2D siguen siendo muy utilizados.

Principios del CAD 2D

El CAD 2D se maneja con un teclado y un ratón, igual que el software general de PC. Además de utilizar el ratón, también es posible especificar números de coordenadas x-y para el dibujo.

Además de líneas rectas, también se pueden dibujar fácilmente curvas con un diámetro de un tamaño determinado. Además, tareas especiales como la creación de secuencias de formas similares, acotación, lista de materiales, globos, etc. también son muy eficientes con el CAD 2D.

Hoy en día, varias empresas han desarrollado muchos productos de software de CAD en 2D. Entre ellos, AutoCAD de Autodesk es el más conocido y tiene la mayor cuota de mercado. Como resultado, se han creado muchos programas de CAD 2D compatibles con AutoCAD.

En concreto, el formato de archivo utiliza la extensión “dxf” para garantizar la compatibilidad entre sistemas CAD 2D y facilitar el intercambio de datos entre diseñadores.

Más Información sobre CAD 2D

1. Diferencias entre CAD 2D y 3D

La introducción del CAD 2D supuso un rápido desarrollo en sectores como la industria y la arquitectura, pero después se introdujo el CAD 3D y muchas empresas han adoptado recientemente el CAD 3D.

La principal diferencia entre ambos es el “punto de vista”: el CAD en 2D se dibuja principalmente en un estilo de dibujo “triangulado”, como vista en planta, vista frontal y vista lateral. El CAD 3D, en cambio, permite representar objetos tridimensionalmente desde una ventana tridimensional en la pantalla del ordenador, y el punto de vista puede cambiarse libremente en la pantalla.

El método de dibujo también difiere entre CAD 2D y 3D: con CAD 3D, un modelo 3D se crea extruyendo o raspando lo que se dibujó en CAD 2D. Al principio puede costar un poco acostumbrarse. 

2. Por qué el CAD 2D no va a Desaparecer

Aunque cada vez son más las empresas que adoptan el CAD en 3D, hay muchos fabricantes y procesadores que siguen utilizando el CAD en 2D. Hay varias razones para ello, pero una de las primeras que cabe mencionar es la “imperfección del CAD en 3D”.

Un dibujo abarca una gran cantidad de información, incluidas instrucciones de mecanizado como tolerancias de ajuste y tolerancias geométricas, materiales, tratamiento térmico, instrucciones de pintura, etc. Con el CAD 2D, estas instrucciones pueden añadirse simplemente al dibujo, pero es difícil incluir toda esta información con el CAD 3D. También se está llevando a cabo la iniciativa 3DA presentada al principio de esta sección, pero aún está en sus inicios.

Además, hay muchos casos en los que no hay equipos que puedan manejar el CAD 3D en primer lugar. La introducción requiere equipos caros, como PC y máquinas herramienta. Además, muchas empresas sólo aceptan pedidos de dibujos en 2D porque los dibujos en 3D tienen pocas ventajas si sólo fabrican productos con formas relativamente sencillas, como tornillos.

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Modelado 3D

¿Qué es el Modelado 3D?

El modelado 3D es una técnica de gráficos por ordenador (CG) para crear una representación en 3D de cualquier objeto o superficie.

El creador (modelador) utiliza un software especial para manipular puntos (llamados vértices) en el espacio virtual para formar una malla. Los objetos están formados por varios vértices.

Estos objetos 3D pueden generarse automáticamente o crearse manualmente deformando la malla o manipulando de otro modo los vértices.

También pueden crearse reconstrucciones 3D a partir de datos de imágenes médicas de TC (norma DICOM), recortar los cortes transversales que se van a visualizar, codificar por colores los órganos y, a continuación, emitir los datos para la creación de modelos.

Usos del Modelado 3D

Los modelos 3D se utilizan en diversos medios, como videojuegos, cine, arquitectura, ilustración, ingeniería y publicidad comercial.

Los modeladores comienzan el proceso de Modelado 3D con formas geométricas como cilindros, cubos y esferas.

Se trabaja con esta geometría básica hasta crear una representación digital 3D compleja y precisa del objeto.

El modelado 3D es un proceso esencial para la animación de personajes y los efectos especiales, ya que genera objetos digitales que pueden utilizarse en animación.

Principios del Modelado 3D

En el modelado 3D se emplean diversas técnicas. Algunos ejemplos típicos son el modelado poligonal, la escultura 3D y el escaneado 3D.

En pocas palabras, el modelado es la creación de un objeto digital volumétrico mediante la conexión de puntos para crear superficies y la conexión de superficies para crear un objeto digital volumétrico.

El núcleo del modelo es la malla, que se representa como una colección de puntos en el espacio.

Los vértices se colocan en una cuadrícula 3D y se unen como formas poligonales (normalmente triángulos o cuadriláteros).

Cada punto o vértice tiene su propia posición en la malla y la superficie del objeto se genera uniendo estos puntos a la forma.

Los modelos pueden enviarse a otros programas para su uso en juegos o películas. Sin embargo, algunos programas de Modelado 3D pueden crear imágenes 2D mediante un proceso denominado renderizado 3D.

Las técnicas de renderizado utilizan algoritmos especiales y son ideales para crear escenas realistas.

Equipo Necesario para el Modelado 3D

Hay dos requisitos principales para el modelado 3D: un PC y un software de gráficos por ordenador.

Dado que el modelado 3D supone una gran carga para el PC, éste debe ser de altas especificaciones. En concreto, es esencial un PC con una CPU, una GPU y una memoria mejoradas.

La CPU es esencial para aumentar la velocidad del trabajo de modelado 3D y codificación de vídeo. Necesitas una CPU de gama alta con al menos 4 núcleos y 8 hilos, por ejemplo, para trabajar cómodamente. La GPU también es una parte importante que realiza cálculos en el ajuste del sombreado, el procesamiento del color y el procesamiento de efectos de los modelos, por lo que debes preparar una GPU de nivel alto entre los productos de varios fabricantes. En cuanto a la memoria, el modelado 3D consume mucha capacidad de memoria, así que prepara al menos 8 GB, preferiblemente 16 GB o más.

En cuanto al software de CG, es aconsejable elegir un producto que se adapte a tus necesidades en función de tu aplicación. Si estás empezando con el modelado, se puede recomendar un software de modelado especializado. Si quieres hacerlo todo, desde el Modelado 3D hasta la animación, debes elegir un producto integrado con todas las funciones.

Modelado 3D de Huesos

Los huesos son un elemento importante en la animación 3DCG. Como su nombre indica, los huesos son huesos que se establecen como puntos móviles en el modelado 3D.

Al mover un modelado 3D, los huesos se manipulan para conseguir el movimiento deseado. Los huesos están interconectados, de modo que cuando se mueve un hueso, los huesos conectados también se mueven automáticamente para conseguir un movimiento natural. Esto permite expresar movimientos naturales sin tener que manipular todos los puntos móviles durante la animación, lo que facilita la creación de animaciones.

Los huesos se colocan en el centro del modelo 3D para que éste se comporte de forma natural. Generalmente, es mejor fijar los huesos de modo que el movimiento cambie en estas posiciones, como las articulaciones humanas, para crear expresiones naturales.

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Conectores Placa a Placa

¿Qué son los Conectores Placa a Placa?

Los conectores placa a placa son conectores utilizados para el montaje de alta densidad de placas de circuito impreso.

Entre estos conectores, los que permiten que los conectores conectados se muevan en tres direcciones (paso, fila a fila y acoplamiento), o están diseñados para moverse en cualquier dirección para suprimir los efectos de la desalineación de acoplamiento, se denominan conectores flotantes. Estos conectores pueden moverse en la dirección tridimensional x-y-z mediante la combinación de la toma y la clavija, lo que los hace menos susceptibles a las palancas (impactos), la desalineación y otros efectos.

Aplicaciones de los Conectores Placa a Placa

Los conectores placa a placa se utilizan para responder a la reciente tendencia a la miniaturización de los equipos. Estos conectores permiten conectar placas directamente entre sí. Debido a esta ventaja, los conectores placa a laca se utilizan en una amplia gama de campos, como ordenadores, dispositivos de información portátiles, televisores digitales, automóviles, maquinaria industrial e infraestructuras. Últimamente, los equipos electrónicos son cada vez más sofisticados, y la demanda de conectores placa a placa avanzados y de alta precisión también va en aumento.

Principios de los Conectores Placa a Placa

Los conectores placa a placa se utilizan para conectar placas entre sí. Normalmente, se utilizan cables u otros medios para conectar placas entre sí. Sin embargo, el uso de cables para conectar placas de esta forma aumenta el espacio ocupado por la placa en el equipo, lo que supone un obstáculo a la hora de miniaturizar el producto. Los conectores placa a placa se utilizan para satisfacer estas necesidades de miniaturización.

Estos conectores pueden utilizarse cuando los circuitos no caben en una sola placa, cuando se montan placas de distintos tamaños o cuando es necesario unir placas debido a la miniaturización del producto. Al unir placas, es necesario comprobar que el número de patillas y otras partes de las placas coinciden. Los conectores sólo tienen la función de unir placas y no disponen de una gran fuerza mecánica de apoyo para las placas. Por lo tanto, se necesita un mecanismo independiente para sujetar la placa con tornillos u otros medios. El uso de estos conectores también facilita el mantenimiento de la placa, etc., pero se requiere un manejo cuidadoso para evitar que se aplique una fuerza excesiva a la placa al retirar los conectores, lo que podría provocar daños.

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Sensores de Rotación

¿Qué es un Sensor de Rotación?

Los sensores de rotación son sensores que obtienen información sobre el movimiento de rotación de una máquina.

Concretamente, detectan el ángulo de rotación, la velocidad de rotación, la cantidad de rotación, etc. a partir de los cambios en las magnitudes físicas asociadas a la rotación de una máquina. Los sensores de rotación no se utilizan por sí solos, sino que son dispositivos que se conectan a un PC o a un contador.

Existen cuatro tipos principales de sensores de rotación. Son el tipo mecánico, que reconoce el ángulo de rotación, el tipo óptico, que detecta el paso de la luz, y el tipo magnético o de inducción electromagnética, que está relacionado con los cambios en los campos magnéticos. Cada uno se utiliza en función de la magnitud física que se desea detectar.

Usos de los Sensores de Rotación

Los sensores de rotación se utilizan en una gran variedad de máquinas para detectar el estado del movimiento de rotación de una máquina. Algunos ejemplos son los vehículos propulsados por motores, como coches, motos, maquinaria agrícola y barcos. En los coches, los sensores de rotación se utilizan para detectar el ángulo del cigüeñal y el ángulo de la leva del motor, el número de revoluciones del cigüeñal del motor y del eje de salida de la transmisión, y también en el ABS (sistema antibloqueo de frenos).

Aparte de las máquinas en movimiento rotativo continuo, los sensores rotativos también se utilizan para detectar la posición rotacional. Como potenciómetros, también son útiles como sensores para detectar el ángulo de rotación de las máquinas.

Principios de los Sensores de Rotación

En función de su finalidad, existen sensores de rotación que utilizan varios principios. A continuación se describen cuatro de los más comunes.

1. Mecánicos (De Contacto)

Los sensores de rotación mecánicos utilizan una resistencia variable para detectar la posición de rotación detectando una resistencia eléctrica que depende del ángulo de rotación. Los sensores de rotación mecánicos se utilizan no sólo para el movimiento rotativo continuo, sino también como potenciómetros, medidores de posición de engranajes, etc. para detectar la posición durante el movimiento circular.

2. Tipo Óptico

Los sensores de rotación ópticos consisten en un disco montado sobre un eje giratorio con una serie continua de pequeños orificios, denominados rendijas, a través de los cuales un sensor óptico detecta en forma de impulsos la velocidad de la luz que parpadea a través de las rendijas. El sensor óptico convierte los impulsos luminosos en señales eléctricas. El método óptico se caracteriza por una gran precisión y resolución de detección en función de la forma de las rendijas.

3. Tipo Magnético

Los sensores magnéticos de rotación tienen un imán permanente fijado al eje giratorio y detectan los cambios en la distribución del campo magnético mediante un sensor magnético. Los sensores magnéticos están disponibles con materiales semiconductores denominados elementos Hall. Se puede detectar la posición rotacional y la velocidad del eje del motor.

4. Tipo Inducción Magnética

Los sensores de rotación de tipo inducción magnética son sensores en los que una bobina de inducción (bobina de excitación) y una bobina fija (bobina de detección) se montan alternativamente en el eje rotatorio Los sensores de rotación por inducción magnética también se conocen como resolvers. Pueden utilizarse en una gama de temperaturas más amplia que otros sensores y tienen una excelente resistencia al medio ambiente.

5. Sensores MR (Elemento Magnetorresistivo)

Los sensores MR detectan la velocidad de rotación a partir de la intensidad del campo magnético generado al paso del engranaje por un imán permanente colocado cerca de las puntas de los dientes del mismo y montado en el eje de rotación. El campo magnetico trabaja en la direccion que acorta la distancia entre la punta del diente del engranaje y el sensor.

Los sensores MR se utilizan en diversas partes del vehículo.

Más Información sobre los Sensores de Rotación

Ejemplos de Uso en ABS

Entre los productos que utilizamos en nuestra vida cotidiana, en los coches se emplean muchos sensores de rotación, uno de los cuales es el sistema ABS, que significa “Anti-lock Brake System” (sistema antibloqueo de frenos) y evita que los neumáticos se bloqueen al realizar una frenada de emergencia. El sistema evita que los neumáticos se bloqueen al aplicar una frenada de emergencia.

Si los neumáticos de un vehículo se bloquean, el vehículo no puede cambiar de dirección aunque se accione el volante. El ABS evita que los neumáticos se bloqueen y permite al conductor evitar la colisión con un obstáculo dirigiendo el vehículo. El sistema ABS se activa cuando el sensor de rotación detecta una caída repentina de la velocidad de los neumáticos.