Los pasos básicos en el proceso de perforación por fricción son: A. Aplicar presión. B. La herramienta calienta el objetivo y lo derrite. C. Roscar el tornillo.
La perforación por fricción es un método para hacer agujeros en el metal en el que el material se empuja hacia afuera con la ayuda del calor de la fricción. El proceso también se denomina perforación térmica, perforación por flujo, perforación por encofrado o perforación por fricción y agitación. [1]
En 1923, el francés Jean Claude de Valière intentó fabricar una herramienta que pudiera perforar el metal mediante calor por fricción, en lugar de mecanizarlo. Tuvo un éxito moderado, porque en ese momento aún no se disponía de los materiales adecuados y, además, todavía no había descubierto la forma adecuada para este tipo de herramienta.
No fue hasta la década de 1980 que se pudo producir una herramienta útil. [ cita requerida ]
Principio
La perforación por fricción utiliza una broca cónica hecha de un material muy resistente al calor, como el carburo cementado . Este dispositivo se presiona contra un material objetivo con alta velocidad de rotación y alta presión. De esa manera, hay una alta producción local de calor que ablanda el objeto, volviéndolo plástico . Luego, la herramienta se "hunde" a través del objeto, haciendo un agujero en él. Los lubricantes ayudan a evitar que el material de trabajo se adhiera a la broca. A diferencia de la perforación , el material que fluye no se pierde, sino que forma un manguito alrededor del orificio. La longitud de ese manguito es hasta 3 veces el espesor original del material. La presencia de este borde metálico alrededor de los bordes del orificio hace que las conexiones sean más fuertes.
Existen varias opciones disponibles con esta tecnología. Las brocas pueden incluir un dispositivo de corte que elimina el típico "collar" de material plastificado que fluye hacia arriba, de modo que el resultado es una superficie superior uniforme. Se pueden utilizar orificios de inicio perforados para reducir la fuerza axial requerida y dejar un acabado liso en el borde inferior del buje. Las roscas internas de los tornillos se pueden cortar con machos de roscar o laminar con matrices .
Ventajas
Proceso muy rápido (2 a 6 segundos) [2]
El proceso remodela todo el material de manera que no se pierda nada. El material sobrante forma un manguito que es aproximadamente tres veces más largo que el espesor original del material de destino, lo que permite realizar uniones atornilladas muy resistentes en material delgado.
Es un proceso limpio porque no se produce basura (partículas).
No es necesario acceder a la parte posterior de la pieza de trabajo, como con los herrajes a presión o con cierre automático .
Más confiable y rápido que las tuercas remachables (una alternativa que tampoco requiere acceso a la parte posterior de la pieza de trabajo).
Funciona en casi todo tipo de metales. [3]
Desventajas
La perforación por fricción no es posible en materiales masivos, ya que el metal desplazado debe poder fluir hacia algún lugar. El espesor máximo del material suele ser la mitad del diámetro del orificio [4] y los fabricantes de brocas brindan orientación específica. [5]
El material a tratar debe ser capaz de soportar el calor añadido. Los materiales que han sido pintados, revestidos con plástico, galvanizados o tratados térmicamente suelen ser inadecuados para este proceso.
Requiere mayor capacidad de motor y velocidad de rotación que los taladros convencionales. [2]
Referencias
^ Scott F. Miller; Albert J. Shih; Peter J. Blau (octubre de 2005). "Alteraciones microestructurales asociadas con la perforación por fricción de acero, aluminio y titanio" (PDF) . Journal of Materials Engineering and Performance . 14 (5): 647–653. Bibcode :2005JMEP...14..647M. doi :10.1361/105994905x64558. S2CID 53559794. Archivado desde el original (PDF) el 2013-05-04 . Consultado el 2013-03-12 .
^ ab "Perforación térmica". Diseño de máquinas. 23 de octubre de 2008.
^ "Materiales - Taladro central". Archivado desde el original el 11 de mayo de 2013. Consultado el 12 de julio de 2013 .
^ Criste, Erin (febrero de 2013). "Steel Interchange" (PDF) . Construcción moderna de acero . Archivado desde el original (PDF) el 2014-07-02 . Consultado el 2013-03-04 .
^ "Espesor máximo de pared". Archivado desde el original el 11 de mayo de 2013. Consultado el 12 de julio de 2013 .
