Utillaje es un conjunto de instrumentos y herramientas que optimizan la realización de las operaciones de un proceso de fabricación, mediante el posicionamiento y sujeción de una pieza o conjunto de piezas a un sistema de referencia, para poder ejecutar operaciones de diversa índole.thumb|Plato de garra, Plase II Herramientas universales
Finalidad del utillaje
La aplicación de los utillajes permite:
Reducir los tiempos de fabricación. Disminuir los costes de producción. Mayor precisión en la fabricación. Alto grado de uniformidad. Intercambiabilidad.
Tipos de Utillajes
Podemos hacer una clasificación genérica según su:
Aplicación, es decir, si se va a realizar operaciones de tipo mecanizado, ensamblaje, almacenamiento o inspección. Máquina: Tipo y nivel del sistema de automatización de fabricación. Dedicación, según si lo que se tiene en cuenta son el número de piezas o el número operaciones de utillaje. Uso principal, ya sea con el objetivo de posicionar y sujetar (Fixture) o actuar de guía para la herramienta (Jib). Productividad y versatilidad, que en este caso nos encontramos con utillaje estándar, utillaje dedicado a operaciones específicas o flexibles.
El utillaje estándar nos permite un bajo volumen de trabajo de producción y son más genéricas y flexibles, como por ejemplo ocurre con las mordazas, bridas, plato de garras, etc. Las dedicadas permiten operaciones y componentes específicos en altos volúmenes de producción, diseñadas bajo especificaciones según la planificación del proceso. Y por último las flexibles que combinan la ventaja de la flexibilidad del utillaje estándar con la productividad del utillaje dedicado.
Consideraciones para el diseño y selección de un utillaje
Si atendemos al proceso de fabricación, hay que tener en cuenta el tipo de molde bien sea abierto-cerrado, macho-hembra…, la temperatura de curado, precisión deseada y accesorios. Por otro lado y también importante, los requisitos estructurales, si se va a realizar operaciones a alta temperatura, tenemos que tomar en cuenta las características de dilatación del propio utillaje.
Requisitos y tipos de materiales más comunes en el utillaje
Los materiales más comunes para la fabricación de utillaje, teniendo en cuenta, la densidad, la capacidad calorífica específica, conductividad térmica, temperatura límite y coste, podemos destacar el Invar, Acero, Aluminio, Electroconformado del níquel, los materiales compuestos (CFRP, carbon Fibre Reinforced Polymer y CFRP, Glass Fibre Reinforced Polymer), cerámicos y siliconas aunque este último tiene un uso exclusivo como utillaje auxiliar para geometrías complejas e interiores de las piezas.
Invar: Ventaja:estabilidad dimensional, bajo coeficiente de expansión, alta conductividad y duraderos. Inconvenientes:alto coste y peso
Acero: Ventajas: alta conductividad, soldable y bajo coste. Inconvenientes: baja estabilidad dimensional a altas temperaturas y alta densidad.
Aluminio: Ventajas:fácil de mecanizar, alta conductividad térmica, baja densidad y bajo coste. Inconvenientes: baja rigidez a temperaturas superiores a los 180ª.
Níquel: Ventajas:Porosidad cero, estanqueidad perfecta, resistente a la corrosión, geometrías complejas. Inconvenientes: Alto coste y coeficiente de expansión térmico similar al Acero.
Materiales compuestos (CFRP, GFRP): Ventajas:Buena estabilidad dimensional, ligeros, buena resistencia química y evita problemas de dilatación. Inconvenintes:A elevadas temperatura, baja vida de utilización.
Cerámicas: Ventajas:Bajo coeficiente de expansión térmica, resistente a altas temperaturas. Inconvenientes:Fragilidad, largo tiempo de calentamiento y enfriamiento y mecanizado difícil. Silicona: Ventajas:Modelos de geometrías complejas y bajo coste. Inconvenientes:Difícil control dimensional, baja durabilidad.
Tabla comparativa
Material Ventajas Inconvenientes Invar • Estabilidad dimensional • Bajo coeficiente de expansión • Alta conductividad • Duraderos • Alto coste • Peso Acero • Alta conductividad • Soldable • Bajo coste • Baja estabilidad dimensional a altas temperaturas • Alta densidadAluminio • Fácil de mecanizar • Alta conductividad térmica • Baja densidad • Bajo coste • Baja rigidez a temperaturas superiores a los 180ª Níquel • Porosidad cero • Estanqueidad perfecta • Resistente a la corrosión • Geometrías complejas • Alto coste • Coeficiente de expansión térmico similar al Acero Materiales Compuestos(CFRP, GFRP) • Buena estabilidad dimensional • Ligeros • Buena resistencia química • Evita problemas de dilatación, según fibras • A elevadas temperatura, baja vida de utilización Cerámicas • Bajo coeficiente de expansión térmica • Resistente a altas temperaturas • Fragilidad • largo tiempo de calentamiento • Largo tiempo de enfriamiento • Mecanizado difícil Silicona • Modelos de geometrías complejas • Bajo coste • Difícil control dimensional Durabilidad
Véase también Utillaje industrial Utillaje lítico
Referencias
Bibliografía
Categoría:Herramientas