ダイヤモンド工具

監修:株式会社CJVインターナショナル

ダイヤモンド工具とは

ダイヤモンド工具とは、非常に硬い天然ダイヤモンドや人工ダイヤモンドを素材として製造された工具や切削工具のことです。

ダイヤモンド (単結晶) は高硬度で金属の加工に用いられる切削工具や、研削ホイール、ワイヤーソー、研磨などに用いられます。ダイヤモンド工具 (単結晶) は非常にシャープな刃先を成型でき、寿命が長く性能も高いですが、複雑な形状に加工するのが困難で、かつ製造コストが高いため高価です。したがって、非常に高い精度や耐久性が必要なアプリケーションで使用されます。

しかし、結晶の向きに沿って割れる性質 (へき開性) を持っており、硬さが安定しない事もあります。複雑な形状を加工する際には、人工多結晶焼結ダイヤモンド (PCD) が一般的に用いられます。多結晶なので様々な方向を向いた単結晶の集合であり、あらゆる方向からの力に強く、割れにくい性質を持っています。

ダイヤモンド工具の使用用途

ダイヤモンド工具の主な使用用途は以下の通りです。

1. 機械加工

PCD 工具は、高品質部品の生産や難削材料の加工において、超硬工具やセラミック工具よりも優れた選択肢となっています。その耐久性と性能から、自動車や航空宇宙部品をはじめ、多くの産業分野で採用されています。ダイヤモンド工具はアルミニウムの加工はもちろん、超硬合金や CFRP などの非常に硬い材質やセラミックス・樹脂などの加工に用いられます。

2. 建設業

ダイヤモンドコアビットやダイヤモンドワイヤーソーは、コンクリート、アスファルト、石材などの建設材料を切断するために使用されます。建築現場での穴あけや切削作業において非常に重要です。

3. 石工業

天然石や合成石の切断、研磨、彫刻にダイヤモンド工具が用いられます。彫刻家や石工が芸術的なプロジェクトを実現するために利用します。

4. 電子産業

電子産業では、シリコンウェハーの切断や研磨、半導体製造プロセスでの精密作業に使用されます。高い精度が要求されるこの分野ではダイヤモンドの硬度が大変役立ちます。

5. 宝石加工

ダイヤモンドは宝石として高価で美しいものとされていますが、他の宝石を切削し、研磨し、彫刻するための工具としても使用されます。ジュエリー業界で広く利用されています。

6. 医療分野

ダイヤモンド刃を持つ手術用のスカルペルやドリルが、神経外科手術や歯科手術などで使用されることがあります。ダイヤモンドの刃は精密で非常に鋭利です。

7. 研究と科学

ダイヤモンドは高圧高温実験やダイヤモンドアンビルセルなど、科学研究の特殊な装置に使用されることがあります。

ダイヤモンド工具の原理

ダイヤモンド工具の原理は、ダイヤモンドという非常に硬く、耐摩耗性のある物質が、他の物質を切削、削り取る際にその硬度と耐摩耗性を活用することに基づいています。

ダイヤモンドは地球上で最も硬い物質の1つであり、モース硬度スケールで10の硬度を持っています。これは、ほとんどの他の物質よりもはるかに硬いことを示しています。そのため、ダイヤモンドはさまざまな材料を切削、削り取る際に耐摩耗性を提供します。

工具に使用されるダイヤモンドは通常、金属またはセラミックの基材に取り付けられます。これらの基材にダイヤモンドが固定され、工具の刃物として機能します。また、スパッタリングやCVD (化学的気相成長法) 、PVD (物理的気相成長法) と呼ばれる手段によって、炭素の原子を工具表面に蒸着させ、ダイヤモンドとしてコーティングすることもあります。

なお、ダイヤモンドは切削加工中に摩耗がほとんど発生しません。これにより、ダイヤモンド工具は長期間にわたって高い性能を維持できます。他の材料ではすぐに摩耗する状況下でも、ダイヤモンド工具は効果的に材料を切削し続けます。また、優れた熱伝導性を持っています。これは、熱が工具の刃から迅速に伝わり、切削面を冷却する効果があります。この特性は、材料の加工中に熱が溜まることを防ぎ、工具の寿命を延ばすのに役立ちます。

しかし、ダイヤモンドが炭素原子の固まりであることから、鉄系鋼材の切削には不向きです。鉄系鋼材を加工し刃先温度が上昇すると炭素原子が鉄に吸収されてしまい、刃先摩耗または欠損に繋がります。さらに、ダイヤモンド工具は非常に精密な切削と研磨が可能であり、高品質な仕上げを提供します。これは、精密な工作物や高精度の寸法が必要なアプリケーションで特に重要です。

ダイヤモンド工具の種類

ダイヤモンド工具の主な種類は以下の通りです。

1. ダイヤモンド切削ツール

超硬合金や工具鋼などのドリル・リーマー・エンドミル・バイトなどの切削工具を基材に、単結晶ダイヤモンドや多結晶ダイヤモンドをロー付して成形して製造されます。穴あけ・溝入れ・フライス・切断など様々な加工が可能です。

2. ダイヤモンド切断ホイール

メタルボンドやレジンボンドなどの異なる結合材料で製造され、金属、セラミック、ガラス、石材などの硬材料を切断するために使用されます。建設、加工業、製造業などで広く利用されています。

3. ダイヤモンド研削ホイール

ダイヤモンド粒子が固定された研削ホイールで、金属や硬い材料の表面を研磨するために使用されます。金属加工、宝石加工、精密工学などで利用されます。

4. ダイヤモンドワイヤーソー

石材やコンクリートの切断に適しています。建設業、石工業、環境調査などで使用されます。

5. ダイヤモンドコアビット

コンクリート、アスファルト、石材などの穴あけに使用されます。建設業や地盤調査などで一般的です。

6. ダイヤモンド彫刻ツール

ダイヤモンド彫刻ツールは、石材、木材、ガラス、金属などの材料を彫刻するために使用されます。美術家や工芸家によって広く利用されます。

7. ダイヤモンドドリルビット

コンクリートや石材の穴あけに使用され、建設プロジェクトで一般的です。

8. ダイヤモンドカッター

ダイヤモンドカッターは、手術用のスカルペルからガラスカッターまで、さまざまな切削ツールに使用されます。ダイヤモンド砥粒砥石や砥粒紙にダイヤモンド砥粒が付いており、工具の研磨や研磨作業に使用されます。

これらは一般的なダイヤモンド工具の種類の一部です。それぞれの工具は特定の用途に適しており、硬材料の切削、加工、研磨、彫刻など、様々な産業で重要な役割を果たしています。

本記事はダイヤモンド工具を製造・販売する株式会社CJVインターナショナル様に監修を頂きました。

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Beschichtungsmaterial

Was ist ein Beschichtungsmaterial?

Beschichtungsmaterialien werden vor allem im medizinischen Bereich zum Schutz der Haut und im industriellen Bereich zum Schutz der Oberfläche von metallischen Werkstoffen verwendet. In diesem Artikel werden Beschichtungsmaterialien beschrieben, die im industriellen Bereich verwendet werden.

Im Allgemeinen bilden Beschichtungsmaterialien einen Film auf der Oberfläche des Objekts und haben einen Mechanismus, um die Auswirkungen der Außenwelt zu reduzieren. Sie werden auch zur Schmierung zwischen Objekten verwendet, um die Reibung beim Einsetzen und Verbinden zu verringern.

Ein Beispiel für die Filmbildung ist die wasserabweisende Wirkung von Beschichtungsmaterialien auf Regenkleidung. Durch Auftragen eines Beschichtungsmaterials mit einem Pinsel oder durch Aufsprühen kann verhindert werden, dass es von der Außenwelt angegriffen wird.

Ein weiteres Beispiel für die Filmbildung zum Zweck der Schmierung sind die Gleichlaufgelenke in Automobilen. Gleichlaufgelenke haben einen Mechanismus zur Übertragung der Kraft vom Motor auf die Reifen, sodass nicht nur die Reibung, sondern auch die Belastbarkeit durch Fressen usw. berücksichtigt werden muss. Daher verhindert die Verwendung von Molybdänfett usw., das ebenfalls belastbar ist, das Auftreten von Problemen.

Anwendungen für Beschichtungsmaterial

Beschichtungsmaterial wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, z. B. als Oberflächenschutz für Fahrzeuge und zur Verhinderung von Abplatzungen an feuerfesten Materialien. Beschichtungsmaterial wird auch im Vorbehandlungsprozess des Drahtziehens eingesetzt.

Beim Oberflächenschutz von Kraftfahrzeugen werden sie neben der bereits erwähnten Schmierung von Gleichlaufgelenken auch zur Bildung von Filmen auf verblichenen Formteilen, Harzteilen usw. verwendet. Seitenspiegel, Türvisiere, Wischerarme, Linsen und Formteile von Kraftfahrzeugen bestehen aus Kunstharz, das mit der Zeit zerkratzt und verblasst. Das Beschichtungsmaterial dringt in die Oberflächenkratzer ein und verbessert so nicht nur das ästhetische Erscheinungsbild, indem es der verblassten Oberfläche Glanz verleiht, sondern bietet auch Schutz vor neuen, kleineren Kratzern.

Feuerfeste Steine und gießbare feuerfeste Materialien, die bei hohen Temperaturen verwendet werden, haben keine hohe Wärmeleitfähigkeit, sodass sie bei schneller Erwärmung und Abkühlung durch den Temperaturunterschied zwischen innen und außen zerbrechen (Abplatzungserscheinung). Um solche Probleme zu vermeiden, können Beschichtungsmaterialien aufgetragen werden, die die Wärmebeständigkeit verbessern, die Ausdehnung hemmen und eine schnelle Abkühlung verhindern.

Schließlich wird der Vorbehandlungsprozess des Drahtziehens beschrieben. Das Drahtziehen ist ein Verfahren, bei dem die Duktilität und Dehnbarkeit von Metallen genutzt wird, um das Werkstück in Stangen-, Draht- oder Rohrform zu ziehen. Beim Drahtziehen wird eine Entzunderung durchgeführt, um die Reaktivität der Walzdrahtoberfläche zu erhöhen.

Dies erfordert jedoch ein Beizen mit Salzsäure oder Schwefelsäure, das Probleme wie Schlamm und Rost verursacht. Beschichtungsmaterial beim Drahtziehen wird hauptsächlich verwendet, um das Ziehen des Schmiermittels zu erleichtern, wenn der Draht durch die Matrizen gezogen wird, aber es werden neue Beschichtungsmaterialien entwickelt, um die oben genannten Probleme zu lösen.

Funktionsweise der Beschichtungsmaterialien

Beschichtungsmaterialien sind in der Regel Produkte in flüssiger, fester oder pulverförmiger Form. Beschichtungsmaterial wird in Behältern wie Sprays oder Flaschen abgefüllt verkauft und hat Funktionen wie Wasserabweisung, Schutz, Hitzebeständigkeit und Schmierung.

Das Prinzip der Beschichtungsmaterialien zum Schutz der Oberfläche eines Objekts ähnelt dem der Oberflächenbeschichtung.

Oberflächenbeschichtungen schützen Objekte, indem sie von der Oberfläche eindringende Zersetzungsfaktoren abfangen. Zu den abbauenden Faktoren gehören Wasser, Sauerstoff, Salze und Kohlendioxid.

Zu den Oberflächenbeschichtungen gehören z. B. Oberflächenbeschichtungen und Oberflächenimprägnierungen als Betonbauverfahren. Oberflächenbeschichtungen sind ein Verfahren, bei dem die Oberfläche des Betons mit einem Film, wie einer Beschichtung oder Folie, bedeckt wird. Oberflächenimprägniermittel hingegen werden verwendet, um die Oberflächenschicht von Beton zu verändern, indem ein Schutzmittel auf die Oberflächenschicht aufgetragen wird, das die Wasseraufnahme hemmt.

Es gibt zwei Arten von Oberflächenimprägnierungen: wasserabweisende Materialien auf Silanbasis und verfestigende Materialien auf Silikatbasis, aber in diesem Artikel wird nur auf Materialien auf Silanbasis eingegangen.

Materialien auf Silanbasis sind eine Art wasserabweisendes Material auf Silikonbasis, das die hydrophoben Gruppen (Alkylgruppen) des Silikons mit „-OR“-Gruppen kombiniert, die als Alkylalkoxysilane bezeichnet werden. Wenn Materialien auf Silanbasis an Beton haften, bildet sich eine Struktur, bei der die hydrophoben Gruppen der Oberfläche zugewandt sind, und die hydrophobe Kraft bewirkt eine wasserabweisende Wirkung.

Dadurch wird das Beschichtungsmaterial wirksam, indem es der Oberfläche des Objekts einen Schutzfaktor verleiht, ähnlich dem Prinzip der Oberflächenbeschichtung, das vor allem in Betonbauverfahren verwendet wird.

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Taptite-Schraube

Was ist eine Taptite-Schraube?

Taptite ist eine Hochleistungsschraube, die kein Innengewinde benötigt. Eine ähnliche Schraube wird als Blechschraube bezeichnet, aber sie hat eine andere Form und andere Eigenschaften. Normale Schrauben haben einen Bolzen, das sogenannte Außengewinde, und eine Mutter, das sogenannte Innengewinde. Die Schraube wird durch die Kombination dieser beiden Gewinde zusammengehalten. Taptite-Schrauben benötigen jedoch kein Innengewinde. Aufgrund seiner Form kann es direkt auf der Gegenseite befestigt werden, indem beim Anziehen ein Innengewinde angebracht wird.

Anwendungen von Taptite-Schrauben

Taptite-Schrauben werden aufgrund ihrer hohen Leistungsfähigkeit in verschiedenen Bereichen eingesetzt. Zum Beispiel in Situationen, in denen eine hohe Verarbeitbarkeit erforderlich ist. Da kein Innengewinde erforderlich ist, kann Taptite-Schrauben allein für die Befestigung verwendet werden, was die Arbeitseffizienz erhöht. Darüber hinaus bedeutet das relativ niedrige Drehmoment, dass die Belastung durch die Befestigung gering ist. Sie werden für plastifizierbare Kunststoffe und dünne Bleche verwendet. Andererseits sind sie nicht geeignet, wenn eine Entfernung der Schraube erforderlich ist. Dies liegt daran, dass sie ein Lösen sehr gut verhindern und sich nach der Befestigung nur schwer wieder entfernen lassen.

Funktionsweise von Taptite-Schrauben

Taptite-Schrauben haben aufgrund ihrer einzigartigen Form hervorragende Eigenschaften. Hier ist eine Einführung in seine Struktur und seine Eigenschaften.

Wie die Blechschraube ist auch die Taptite einfach aufgebaut, zeichnet sich aber dadurch aus, dass der Schaftteil ein reiskugelförmiges Dreieck ist. Die Spitze des Dreiecks drückt die Gegenseite auseinander und wendet das Innengewindeverfahren an. Diese Konstruktion bietet mehrere herausragende Eigenschaften:

  • Hohe Arbeitseffizienz
    Im Vergleich zu anderen Schrauben zeichnet sich diese Schraube durch ihren hohen Wirkungsgrad aus. Nur die Spitze des Dreiecks berührt die Seiten des Lochs, sodass weniger Drehmoment erforderlich ist. Dies erhöht die Arbeitseffizienz, da sie mit weniger Kraftaufwand angezogen werden kann. Es ist jedoch Vorsicht geboten, denn wenn das untere Loch zu klein ist, ist auch das Drehmoment zu hoch. Es ist notwendig, ein geeignetes Vorloch zu bohren, damit sich das Taptite-Schrauben nicht lockert.
  • Schwierig zu lösen
    Ein weiteres Merkmal des Taptite ist seine Widerstandsfähigkeit gegen das Lösen. Wenn die Gegenseite aufgedrückt und das Innengewinde bearbeitet wird, dehnt sich das Material aus und zieht sich zusammen, wodurch eine Widerstandskraft entsteht. Diese Kraft reduziert das Lösen der Taptite-Schrauben und sorgt für eine hohe Anti-Lockerungswirkung. Es kann auch bei Produkten verwendet werden, die Vibrationen und Stößen ausgesetzt sind.
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Containersack

Was ist ein Containersack?

Containersäcke werden hauptsächlich für den Transport von Pulvern und Granulaten in loser Form und in großen Mengen verwendet. Es handelt sich um ein sackförmiges Verpackungsmaterial, das weich und stabil ist und Griffe ähnlich einer Tasche hat, sodass es sehr leicht zu tragen ist. Er hat außerdem einen Auslass am Boden, der durch Anheben der Griffe von unten herausgezogen werden kann.

Anwendungen von Containersäcken

Containersäcke werden aufgrund ihrer sehr einfachen Struktur in einer Vielzahl von Branchen verwendet. Sie werden hauptsächlich für die Aufbewahrung von Pulver und Granulat verwendet.

Zu den Anwendungen gehören Behälter für Kunststoffgranulat, Soja, Chemikalien, Reis und Mehl. Sie werden auch als Sandsäcke verwendet, indem man sie mit Erde füllt. Zu diesem Zweck werden große, wetterfeste Containersäcke verwendet.

In der Regel werden runde Säcke verwendet, manchmal aber auch quadratische Säcke, um sie beim Befüllen zu stabilisieren. Sie können auch mit einem Innensack verwendet werden, um ein Auslaufen zu verhindern.

Funktionsweise der Containersäcke

Material: Hergestellt aus gewebten Kunstfasern wie Polypropylen oder Polyethylen. Die Verwendung von wetterfesten Kunstfasern macht sie stabil und leicht. Sie haben außerdem den Vorteil, dass sie bei Nichtgebrauch platzsparend zusammengefaltet werden können. Die Tragfähigkeit kann bis zu 1 Tonne betragen. Die verwendeten Materialien sind Polypropylen und Polyethylen, sodass bei der Verbrennung keine giftigen Stoffe freigesetzt werden.

Der Nachteil ist, dass sie aufgrund ihres Materials anfällig für Hitze sind. Aus demselben Grund sind sie auch anfällig für UV-Zersetzung. Containersäcke werden mit einer kleinen Menge eines UV-Mittels gemischt, um den Verfall zu verhindern. Es können zudem UV-geschnittete Abdeckung verwendet werden um den Verfall durch UV-Einstrahlung weiter zu minimieren.

Um den Containersack zu verwenden, wird er mit einem Gabelstapler oder einem Hebegurt angehoben, von der Entnahmeöffnung gelöst und nach unten ausgeworfen. Viele Unternehmen bieten auch Geräte zum Aufsaugen und Absaugen der Containersäcke von oben an. Diese Produkte basieren hauptsächlich auf dem Vakuum-Saugverfahren.

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Linearschiene

Was ist eine Linearschiene?

Eine Linearschienenbahn besteht aus einer Schiene und einem Tisch und ist eine Vorrichtung, die mit Hilfe von Kugeln oder anderen Vorrichtungen einen reibungslosen, schwingungsfreien schienenartigen Transport ermöglicht. Da die Linearschienen selbst keine Antriebskraft haben, müssen sie mit Kugelumlaufspindeln, Zylindern oder manueller Kraft an der Befestigung angetrieben werden. Linearschienen werden auch als Linearführungen vermarktet. Es gibt eine breite Palette von Umschlingungen, die von der Art der Befestigung des Tisches oder der Schiene, der Größe und der zulässigen Belastung abhängen.

Anwendungen von Linearschienen

Linearschienen werden für den Transport von Gütern in Produktionslinien in verschiedenen Branchen eingesetzt. Sie eignen sich besonders für den Transport von Präzisionsgeräten, da diese ohne Vibrationen transportiert werden können. Bei der Auswahl einer Linearschienenbahn müssen die Länge der Schienen, die Größe des Tisches, die zulässige Last, die zulässige Geschwindigkeit, die Vibrationsarmut während des Betriebs und die Montageart berücksichtigt werden. Bei der Auslegung der Anlage ist zu bedenken, dass die Linearschienen allein keinen Vortrieb bewirken.

Funktionsweise von Linearschienen

In diesem Abschnitt werden die Merkmale von Linearschienen beschrieben. Eine Linearschiene besteht aus einer Schiene, Kugeln, die in die Rillen der Schiene eingelassen sind, und einem Tisch, der mit den Rillen verbunden ist und sich leichtgängig und vibrationsfrei auf der Schiene bewegen kann. Die in den Rillen eingebauten Kugeln sind Spezialkugeln, die es dem Tisch ermöglichen, sich reibungslos und ohne Reibung auf der Schiene zu bewegen. Der Tisch verfügt über Gewindebohrungen und andere Löcher zur einfachen Befestigung von Spritzen und Kugelumlaufspindeln.

Mit zunehmender zulässiger Belastung werden die Schienen breiter und können größere Lasten tragen, indem sie die Belastung der Schienen verringern. Sie können durch Anbringen eines Tisches o. ä. an den Tisch angepasst werden, um größere Lasten zu bewegen. Es wurden auch zahlreiche Methoden zur Schienenbefestigung entwickelt, darunter die Montage von oben, unten und an der Seite, sodass je nach Ausrüstung und Einrichtung viele Optionen zur Auswahl stehen. Viele Produkte sind aus rostfreiem Stahl oder Kohlenstoffstahl gefertigt, was ihnen sehr gute Eigenschaften gegen Korrosion und Reibung verleiht.

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Miniatur-Kugellager

Was ist ein Miniatur-Kugellager?

Miniatur-Kugellager, auch Miniaturlager genannt, sind kleine Lager mit einem Außendurchmesser von weniger als 9 mm oder einem Außendurchmesser von mehr als 9 mm und einem Innendurchmesser von weniger als 10 mm. Ein Lager ist ein Bauteil, das für die reibungslose Drehung von Gegenständen sorgt. Ihre Hauptaufgaben bestehen darin, die Reibung zu verringern, die rotierende Welle zu justieren und Schäden an den Teilen zu verhindern, die die Rotation unterstützen. Sie werden in fast allen Maschinen mit einer rotierenden Welle verwendet.

Anwendungen von Miniatur-Kugellagern

Die Nachfrage nach Miniatur-Kugellagern nimmt in der heutigen Zeit, in der kleinere, leichtere und dünnere Lager in allen Industriezweigen dringend benötigt werden, rapide zu. Insbesondere die jüngste Entwicklung und die wachsende Nachfrage nach Informationsausrüstung hat einen Bedarf an hochwertigen Miniatur-Kugellagern geschaffen. In unserer unmittelbaren Umgebung werden Miniatur-Kugellager in Angelrollen, Mini-Allradantrieben und computerbezogenen Teilen verwendet. Bei etwas größeren Produkten werden sie zur Miniaturisierung in medizinischen Geräten und verschiedenen Messmaschinen verwendet.

Funktionsweise von Miniatur-Kugellagern

Miniatur-Kugellager sind miniaturisierte Versionen von Lagern, und ihr Funktionsprinzip unterscheidet sich nicht von dem allgemeiner Lager, weshalb das Funktionsprinzip von Lagern im Allgemeinen hier kurz erläutert wird.

Die Hauptaufgabe eines Lagers besteht darin, die Reibung während der Drehung zu verringern, und die Theorie, wie die Reibung verringert wird, beruht auf der Abrollbewegung der im Lager eingebauten „Wälzkörper“.
Bei den Wälzkörpern handelt es sich um kleine Kugeln oder Rollen (zylindrisch und nicht kugelförmig), von denen es mehrere in einem Lager gibt, die bei der Drehung der Welle abrollen. Durch ihr Zusammenrollen unterstützen die Wälzkörper die Rotation und verringern so die Reibung während der Drehung.

Als nächstes werden Lager beschrieben, die den Schlupf ausnutzen. Bei dieser Art von Lagern gibt es keine Wälzkörper; stattdessen wird ein Material mit guten Gleiteigenschaften, wie z. B. Harz, im Lager verwendet, wodurch die Reibung verringert wird. Gleitlager haben gegenüber Wälzlagern den Vorteil, dass sie einfacher aufgebaut und weniger bruchanfällig sind.

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Diseños conceptuales

¿Qué es el Diseño Conceptual?

El diseño conceptual, como su nombre indica, es una especie de visión del mundo a partir de la cual se crea un diseño.

A la hora de vender o expresar algo, es importante hacer honor al “concepto” que más se quiere transmitir. En la sociedad actual, la tecnología gráfica ha evolucionado y es más fácil captar la atención de la gente expresando un sentido del mundo a través de diseños como imágenes y vídeos que mediante palabras, por lo que el diseño conceptual suele esbozarse primero al expresar una “cosa” y luego incorporarse al diseño detallado.

Usos del Diseño Conceptual

El diseño conceptual tiene una amplia gama de usos, ya que es necesario para crear una visión del mundo y no es una “cosa” como una máquina.

Por ejemplo, algunos ejemplos familiares son los anuncios de  productos y las páginas web. El producto o la marca que se quiere promocionar tiene un público objetivo claro, así que el principio del diseño conceptual es crear una visión del mundo que resuene con la generación y las características del público objetivo y, a continuación, diseñarlo.

Principio del Diseño Conceptual

Concepto significa “el marco básico que recorre el conjunto”.

Sin un concepto claro, los anuncios y los sitios web pueden acabar dando una impresión chic y tranquila cuando promocionan un producto para niños, o una impresión colorista y enérgica cuando promocionan un producto para adultos. Esto puede dar lugar a una imagen desajustada que no resuene con el público objetivo.

Identifique el mensaje que quiere transmitir y el público objetivo al que quiere llegar, y decida qué tipo de imagen quiere proyectar al público objetivo. A continuación, se buscan puntos que encajen con la imagen (por ejemplo, color, tacto, etc.) y se incorporan al diseño. El producto final es el diseño conceptual.

El diseño conceptual también es importante para la animación, que se ha convertido en un tema candente en los últimos años, para proyectar una visión del mundo.

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Software de simulación CFD

¿Qué es el Software de Simulación CFD?

El software de simulación CFD es la solución de ecuaciones fluidodinámicas en un ordenador.

Es un método para aclarar el flujo de diversos materiales y los distintos fenómenos que se producen, y se aplica al diseño y desarrollo de productos y equipos reproduciendo diversos fenómenos de flujo en un ordenador. No es necesario fabricar prototipos y realizar experimentos, sino que se pueden simular en un ordenador, lo que reduce el tiempo y los costes.

Además, se pueden reproducir incluso fenómenos de flujo complejos (por ejemplo, turbulencias) que son difíciles de analizar experimentalmente.

Usos del Software de Simulación CFD

El software de simulación CFD se utiliza en diversos campos relacionados con los fluidos. Por ejemplo, en el diseño y desarrollo de automóviles y aviones, es necesario tener en cuenta la resistencia aerodinámica, que debe reproducirse mediante software de simulación CFD.

Dependiendo del diseño, esto puede tener un impacto significativo en el rendimiento de conducción y vuelo y puede conducir a una mejora de la eficiencia del combustible. Comprender las propiedades de los gases y líquidos que fluyen por las tuberías también es fundamental para diversas infraestructuras (energía, agua, gas). Aquí es donde se utiliza el software de simulación CFD para analizar los fluidos.

Principio del Software de Simulación CFD

CFD son las siglas de Computational Fluid Dynamics (dinámica de fluidos computacional).

El software de simulación CFD ha avanzado a medida que el rendimiento de los ordenadores se ha desarrollado significativamente y el análisis numérico de los fenómenos de flujo se ha vuelto más práctico: desde aproximadamente 1970, el uso de superordenadores se ha ido generalizando gradualmente y ha contribuido a impulsar el progreso de la tecnología CFD.

Incluso los fenómenos de flujo difíciles de analizar experimentalmente pueden reproducirse mediante simulación numérica de las ecuaciones de Navier-Stokes. El software de simulación CFD desempeña un papel especialmente importante en los problemas de turbulencia, que siguen siendo problemas sin resolver que no pueden analizarse de forma clásica.

Las simulaciones suelen utilizar modelos físicos simplificados para analizar el movimiento de los fluidos, lo que da lugar a errores con el flujo real. Si se define un modelo físico detallado para una simulación más precisa, aumenta la cantidad de cálculos que hay que procesar, por lo que se requieren hardware y software de altas especificaciones.

En este caso, pueden utilizarse superordenadores para realizar la enorme cantidad de procesamiento aritmético y gráfico a gran velocidad.

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Registradores de CO2

¿Qué es un Registrador de CO2?

Un registradores de CO2 es un dispositivo para medir y registrar los cambios en la concentración de CO2 en el medio ambiente a lo largo del tiempo.

Los valores medidos por el registrador de CO2 pueden comprobarse en la pantalla del propio dispositivo, pero los cambios en los valores a lo largo del tiempo se registran como datos en el dispositivo y pueden emitirse para su análisis.

Tradicionalmente, el método principal consistía en registrar los datos en el soporte de grabación del propio dispositivo y recuperarlos, pero recientemente han salido al mercado modelos que utilizan Bluetooth, Wi-Fi, etc. para poder comprobar las cifras a distancia.

Usos de los Registradores de CO2

Los registradores de CO2 se utilizan para gestionar la concentración de CO2 con el fin de favorecer la ventilación en oficinas y salas de reuniones y promover el crecimiento de las plantas en los invernaderos.

Desde el punto de vista del mantenimiento del ambiente interior, la temperatura, la humedad, etc. se miden simultáneamente con la concentración de CO2.

Mientras que los sensores de CO2 y los monitores de CO2, que miden los valores actuales, también se utilizan en obras de construcción, pozos de registro, etc., para evitar accidentes por acidificación, los registradores de CO2, que miden los cambios a lo largo del tiempo, se utilizan específicamente para el mantenimiento del medio ambiente en invernaderos agrícolas, gimnasios deportivos, oficinas, etc.

Principio de los Registradores de CO2

Los registradores de CO2 utilizan el método de absorción infrarroja no dispersiva (NDIR) para medir la concentración de CO2.

El método NDIR aprovecha la propiedad de los gases de absorber rayos infrarrojos de longitudes de onda específicas. Para la detección de CO2, el gas a detectar se hace pasar a través de una célula de gas, y una lámpara infrarroja instalada en la célula emite rayos infrarrojos con una longitud de onda de 4,26 μm. La concentración de CO2 se determina a partir de la ley de Lambert-Beer.

Los principales componentes del aire, como el N2 y el O2, no tienen un espectro de absorción en la región infrarroja, por lo que el CO2 puede detectarse selectivamente, pero el CO y el H2O tienen espectros de absorción parcialmente superpuestos, lo que afecta a los resultados de la medición.

Las mediciones de concentración basadas en NDIR están sujetas a errores y requieren una calibración periódica, pero el funcionamiento continuo del Registradores de CO2 y el registro de valores significa que el valor más bajo de CO2 durante un periodo de tiempo se corrige automáticamente para convertirse en el valor de referencia.

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Dispositivos NC

¿Qué son los Dispositivos NC?

Los dispositivos NC son máquinas herramienta con control numérico.

NC es el acrónimo de “Numerical Control” (control numérico) y hace referencia a los equipos que realizan el mecanizado controlando la trayectoria de la herramienta y los movimientos de la máquina herramienta con respecto a la pieza mediante información numérica. Esta tecnología se desarrolló en EE.UU. en los años 50.

No sólo automatiza las operaciones manuales basadas en la intuición y la experiencia de los operarios convencionales, sino que también realiza mecanizados de alta precisión en poco tiempo.

Usos de los Dispositivos NC

Los dispositivos NC se utilizan en la fabricación de casi todos los componentes de precisión que requieren corte. Algunos ejemplos son los componentes relacionados con la electrónica, como persianas y pantallas de luz, y el procesamiento de productos relacionados con el interior, como piezas accesorias y utensilios de cocina.

Otras aplicaciones incluyen el procesamiento de piezas relacionadas con equipos médicos y semiconductores, como tubos de catéter.

Principio de los Dispositivos NC

Los dispositivos NC utilizan un programa de control, conocido como “programa NC”, para especificar la trayectoria del movimiento de la herramienta y el orden en que deben utilizarse las herramientas. Esto significa que este programa controla el orden en el que se utilizan varias herramientas y las operaciones de corte necesarias para cada proceso.

Una vez que el dispositivo NC establece la trayectoria de la herramienta, la velocidad del husillo, las condiciones de mecanizado, etc., el dispositivo NC envía estas órdenes al servomecanismo, que controla el movimiento de toda la máquina. A continuación, el servomecanismo selecciona las herramientas necesarias y desplaza la mesa en la que está fijada la pieza, al tiempo que corta la forma especificada.

Más Información sobre los Dispositivos NC

1. Programa NC

Los programas NC pueden ser introducidos por el operario de la máquina o creados por una aplicación de PC (CAM). En concreto, el movimiento del filo de corte de una herramienta, como una broca, se establece en los ejes de coordenadas y un dispositivo denominado servomotor mueve la herramienta basándose en esta información para producir la forma especificada.

Este método también se conoce como CNC (Control Numérico Computarizado) y actualmente es el método dominante. Anteriormente, NC se refería a un método de control de una máquina herramienta que utilizaba únicamente transistores y hardware de circuitos aritméticos. En las máquinas NC, el sistema de coordenadas, el tipo de fresa que se va a utilizar, los pasos de mecanizado y las condiciones de mecanizado se determinan de antemano.

2. Sistema de Coordenadas

El sistema de coordenadas utilizado en CN es un sistema de coordenadas cartesianas de tres ejes con ejes X, Y y Z; las coordenadas CN pueden ser coordenadas de la máquina, coordenadas de la pieza o coordenadas relativas. Las coordenadas de la máquina son las coordenadas inherentes al equipo. El origen de la máquina es el punto en el que el husillo se eleva hacia arriba en el eje Z.

Las coordenadas de la pieza se basan en el sistema de coordenadas de la pieza establecido como origen. Se denomina origen de mecanizado. Cuando se utilizan coordenadas de la pieza, el sistema de coordenadas de la máquina debe introducirse en el sistema de coordenadas de la pieza antes del mecanizado. Las coordenadas de la máquina introducidas en el sistema de coordenadas de trabajo ajustado son el origen de las coordenadas de trabajo. Las coordenadas relativas son coordenadas que pueden modificarse a discreción del operario y se utilizan para la comprobación.

3. Fresa a utilizar

Las fresas son herramientas de fresado con aristas de corte en la periferia de la herramienta y en la punta. La fresa puede utilizarse para diversas operaciones de mecanizado, como el ranurado, el fresado lateral, etc. El tipo y el tamaño de la fresa y la cantidad de saliente se planifican durante la planificación del mecanizado NC. 

4. Fases de Mecanizado y Condiciones de Mecanizado

La fase de mecanizado requiere la planificación de cómo se realizará el mecanizado NC, si se trata de un mecanizado de desbaste o de acabado. Las condiciones de mecanizado determinan la velocidad de giro y el avance. La velocidad de rotación es la velocidad de la fresa y el número de veces que gira el husillo por minuto.

El avance es la velocidad a la que se desplaza la fresa por minuto. Estos valores se calculan en función de la velocidad de corte, el diámetro de la fresa, el material de la pieza y el método de corte. Los cálculos se realizan utilizando la experiencia previa y los resultados reales.