Desarrollo y producción de un fluido de corte para el mecanizado de metales obtenido mediante la utilización del aceite de piñón (Jatropha Curcas).

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Ph.D Yoandrys Morales Tamayo

DIRECTOR

Entidad ejecutora:

Universidad Técnica de Cotopaxi

Dirección de Investigación
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Descripción del proyecto:

El uso de los fluidos de corte en los procesos de mecanizado puede reducir la temperatura de corte proporcionando una lubricación a la herramienta de corte y la pieza de trabajo. Esto se traduce en una mayor duración de la herramienta y una mejor calidad de la superficie mecanizada. Esta investigación propone la obtención de un fluido de corte biodegradable para eliminar los problemas que provocan en el medio ambiente, en la salud de los operarios y en los costos de fabricación. Este fluido de corte estará constituido fundamentalmente por aceite de piñón (Jatropha curcas) extraído mediante dos máquinas (trituradora y centrifuga). El compuesto será evaluado para analizar su utilización en los procesos de mecanizados. El cultivo de piñón se utiliza como barrera natural en la agricultura con esta investigación se brindaría valor agregado a este cultivo.

Caracterización del proyecto:

La demanda de componentes mecánicos de alta calidad y gran exactitud para sistemas de elevado desempeño ha aumentado considerablemente en los últimos 30 años a nivel mundial. Este hecho ha provocado el desarrollo de nuevas tecnologías aplicadas a los procesos de corte (Liu, Wang, Wang, & Liu, 2009; Martínez, Sánchez, Frías, & Pinilla, 2006). El corte de metales, y específicamente del acero, constituye un proceso industrial importante muy utilizado en la mayoría de los países económicamente desarrollados en todo tipo de industrias manufactureras como la automotriz, ferroviaria, aeronáutica, de construcción naval, y de equipos electrodomésticos y de la construcción (Hernández, Pérez, Zambrano, Siller, & Toscano, 2013).

Actualmente, el avance alcanzado en las máquinas herramientas, en las herramientas de corte, en los sistemas de información, en las técnicas de ingenierías y en la ciencia de la fabricación han favorecido el surgimiento de nuevos métodos de mecanizado como el micro-mecanizado, el mecanizado de alto desempeño, el mecanizado de alta velocidad (también referido en la literatura especializada como HSM) entre otros (Molinari & Nouari, 2002). El rendimiento productivo se puede alcanzar aumentando las condiciones de corte. La utilización de altas velocidades de corte es una de las soluciones utilizadas actualmente con frecuencia para disminuir los tiempos de fabricación pero trae como consecuencia el aumento de la temperatura en la zona de corte, provocando un mayor desgaste en herramienta de corte, a pesar de esto, posibilita el corte de materiales duros empleados en piezas para la fabricación de moldes y matrices (Martínez et al., 2006).

Estas severas condiciones tribológicas a favor de los mecanismos de desgaste en el mecanizado de alta velocidad reducen drásticamente la vida de la herramienta por lo que se debe prestar atención a la predicción del desgaste (Aslantas, Ucun, & Cicek, 2012; List, Sutter, & Bi, 2009). Un fluido de corte no debe mejorar solamente el proceso de corte sino que también no debe incendiarse, no debe ser perjudicial para el sistema de lubricación de la máquina, debe proteger a la superficie recién maquinada de la corrosión y por supuesto debe tener un buen precio (Shokrani, Dhokia, & Newman, 2012; Sreejith & Ngọi, 2000).

En los últimos cinco años las principales investigaciones han estado dirigidas a buscar una alternativa que posibilite la mínima utilización de los fluidos de corte. La aplicación de los fluidos de cortes convencionales provoca serios problemas medio ambientales, consecuencias negativas en la salud de los operarios provocando irritaciones en la piel y problemas respiratorios que pueden terminar en cáncer. Además por cuestiones económicas su costo representa cerca del 17 % del costo total de la pieza. Todos estos problemas generados por la utilización de los fluidos convencionales pueden ser eliminados con la utilización de aceites naturales como fluidos de corte

Objetivo general:

Obtener un fluido de corte biodegradable mediante la utilización del aceite natural de piñón como componente fundamental.

Objetivos específicos:

  • Diseñar y fabricar las máquinas encargadas de la extracción del aceite de piñón.
  • Extraer el aceite vegetal de piñón de su ambiente natural teniendo en cuenta las  condiciones ecuatorianas.
  • Determinar mediante el diseño de experimento la concentración y viscosidad efectiva del aceite de vegetal.
  • Realizar un estudio del rendimiento del aceite vegetal de en el mecanizado de metales mediante la comparación con otros fluidos de corte.

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