Saltar la navegación

11.1.- Materiales para elementos estructurales.

Los materiales más utilizados en elementos estructurales de MMHH (bastidores, bancadas, columnas...) son la fundición gris, el acero soldado, el acero moldeado y los hormigones poliméricos.

Tabla I
Tabla de requisitos y propiedades.

Los requisitos exigidos a los elementos estructurales son los siguientes:

  • Resistencia mecánica suficiente para evitar deformaciones plásticas y rotura por fatiga.
  • Rigidez estática.
  • Rigidez dinámica.
  • Resistencia al desgaste cuando el elemento estructural lleva guías integrales.
  • Estabilidad geométrica en el tiempo ante fenómenos de fluencia y deformaciones por tensiones internas.
  • Estabilidad térmica.

Las propiedades de los materiales asociados a estos requisitos se recogen en la imagen de la tabla I que se encuentra en la parte superior. En la tabla II que se encuentra a continuación, se exponen las características asociadas a cada grupo de materiales.

Tabla II
Tabla de características y materiales.

Comparando las propiedades en relación con los requisitos se pone de manifiesto:

  • La superioridad del acero con relación a la fundición y los hormigones poliméricos en cuanto a características mecánicas y, por lo tanto, en cuanto a resistencia y rigidez.
  • La superioridad de los hormigones poliméricos con relación a las fundiciones, y de éstas con relación al acero en cuanto a amortiguamiento interno (de histéresis) y por lo tanto en cuanto a rigidez dinámica de los elementos.
  • La superioridad de los hormigones poliméricos sobre los materiales férreos en cuanto a tensiones internas, aunque no en cuanto a fluencia.
  • La superioridad de la fundición por su microestructura y dureza en relación con el comportamiento al desgaste, tema éste que se tratará en el apartado de guías.

Teniendo en cuenta el compromiso entre características mecánicas y maquinabilidad y en relación con la función de distintos tipos de elementos estructurales una propuesta básica para la selección de fundiciones podría ser la recogida en la Tabla III.

Tabla III
Tabla de fundiciones, aplicaciones y criterio de selección.

No existe un material superior a los demás desde todos los puntos de vista y la consideración de factores económicos ligados al material y a la fabricación de los elementos lleva a una situación que se podría resumir así:

  • El acero tanto soldado como moldeado constituye una solución frecuente en máquinas de conformación por deformación, donde los elementos estructurales se diseñan con criterios de resistencia.
  • Las fundiciones son los materiales más frecuentes en máquinas de conformación por arranque de viruta, sus características combinadas de rigidez, resistencia, amortiguamiento, estabilidad térmica, conformabilidad y costo hacen que la fundición resulte la mejor solución de compromiso. Las fundiciones grises empleadas en elementos estructurales son las FG 15, FG 20, FG 25 y FG 30 según UNE 36.111.
  • Tabla IV
    Tabla de propiedades de los principales hormigones poliméricos.
  • Los hormigones poliméricos tienen una aplicación limitada en elementos estructurales de base (bancadas) de máquinas de tamaño pequeño y medio. Las razones para su empleo son su comportamiento dinámico y estabilidad térmica. 
Las propiedades más importantes de los hormigones poliméricos comerciales se recogen en la tabla IV, la imagen que se encuentra a la derecha.

Autoevaluación

Pregunta

¿Qué material seleccionarías para la realización de una columna de taladradora?

Respuestas

FG 15 UNE 36.111

FG 25 UNE 36.111

FG 20 UNE 36.111

Retroalimentación

Autoevaluación

Decide si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas.

Pregunta 1

El acero se considera superior a los demás desde todos los puntos de vista y la consideración de factores económicos ligados al material y a la fabricación de los elementos.

Pregunta 2

Los hormigones poliméricos tienen una aplicación limitada en elementos estructurales de base (bancadas) de máquinas de tamaño pequeño y medio.

Pregunta 3

Los hormigones poliméricos tienen una superioridad sobre los materiales férreos en cuanto a tensiones internas, aunque no en cuanto a fluencia.