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Aire comprimido en el sector de la ingeniería mecánica

Hay pocos sectores tan importantes y variados como la ingeniería mecánica. En este ramo, se fabrican máquinas a motor y de procesamiento, máquinas herramienta, instalaciones de transporte y máquinas para la industria de fabricación de vehículos.

Igualmente variadas pueden ser las posibilidades de aplicación y, por tanto, los requisitos sobre el aire comprimido. Este se usa, por ejemplo, en herramientas y elevadores de aire comprimido, en procesos de refrigeración, para el tratamiento de superficies, para la limpieza o como aire respiratorio con una calidad superior.

En la ingeniería mecánica, los procesos especialmente fiables y estables son fundamentales para garantizar una producción económica. Pero la eficiencia energética o la huella de carbono cobran cada vez más importancia. Por eso, es necesario diseñar individualmente el tratamiento del aire comprimido, dependiendo de la aplicación y de las condiciones del entorno de la estación de aire comprimido.

De lo contrario, pueden producirse averías de máquinas y desechos de productos, elevados costes de energía y de explotación, así como una reducción en la vida útil de las máquinas.

Aplicaciones en el sector de la ingeniería mecánica

Impulsión
air tool

Energía de impulsión

En la ingeniería mecánica se da preferencia a las herramientas de aire comprimido frente a las herramientas eléctricas por su manejabilidad, porque no requieren tensión eléctrica y por su reducido peso. Algunas aplicaciones requieren aire comprimido como energía motriz. Requiere una elevada calidad del aire comprimido, a menudo, es suficiente con instalar un secador frigorífico y un filtro. Sin embargo, es importante diseñar correctamente el tratamiento porque, de lo contrario, se generan costes de energía innecesarios.

El aire comprimido se usa, por ejemplo, para limpiar lugares de trabajo, instalaciones y máquinas: si el aire se despresuriza con una boquilla especial, se logra un flujo rápido e intenso de aire. Con este flujo de aire se pueden eliminar líquidos o partículas.

Hoy es prácticamente imposible construir maquinaria sin robots: estos ayudan en los procesos como soldar, montar, recoger y alimentar. Para estos procesos se necesitan componentes neumáticos como robots de manipulación estáticos o móviles, de modo que el aire comprimido es un componente importante en el marco del control y accionamiento de los robots.

Otros ámbitos de uso del aire comprimido incluyen:

  • Taladradora de precisión de aire comprimido

  • Martillo de aire comprimido

  • Freno de aire comprimido

  • Lijado, procesamiento de chapas y atornillado con aire comprimido

Aire respiratorio

Aire respiratorio

En muchas áreas de producción se realizan actividades en un entorno con polvo, pinturas y otras sustancias muy peligrosas. Aquí es necesario proteger a los trabajadores de la inhalación de aerosoles y polvos muy finos y de los consiguientes riesgos para la salud. Un equipo de protección respiratoria suministra gas respiratorio a las personas que incluso, al igual que los astronautas, deben llevar trajes protectores totalmente estancos. Para ahorrar espacio, el aire comprimido se suele almacenar en botellas, usando compresores de protección respiratoria. Para su uso como gas respiratorio, el aire comprimido debe cumplir elevados criterios de pureza. Los distintos límites en materia de contenido de aceite residual y del grado de secado se establecen en UNE EN 12021.

Refrigeración y calefacción
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Aire de refrigeración y calefacción

La refrigeración y la calefacción con aire comprimido se realizan con ayuda de tubos de Ranque-Hilsch, en el que los gases se pueden separar en corrientes calientes y frías por rotación. A continuación, estos gases salen por orificios de distintos tamaños según su temperatura.

Si hay aire comprimido disponible en la planta, se recomienda el uso para esta aplicación, ya que se trata de una solución muy económica. Así, el aire comprimido, por ejemplo, es recomendable en el marco del corte de metales, para la refrigeración de una taladradora o un torno, porque de lo contrario no se logra la necesaria limpieza del refrigerante líquido adherente.

Aire de barrido

Aire de barrido / gas protector

El aire comprimido se puede usar para sellar instalaciones y dispositivos sin contacto. En este proceso, la cavidad se sella sin fricción ni desgaste usando aire comprimido. En la ingeniería mecánica, es necesario proteger las piezas y superficies especialmente delicadas del polvo, la suciedad o la humedad. Esto se realiza colocando las llamadas cortinas de aire sobre las superficies.

El aire comprimido también se puede usar para comprobar juntas y fugas.

Superficies

Tratamiento de superficies: Chorro de aire comprimido y pintura

En el marco de los tratamientos superficiales, se puede usar aire comprimido para aplicar agentes de granallado y pulverizar pinturas:

Con el chorro de aire comprimido o el chorro de arena se describe el tratamiento superficial de un material o de una pieza (material de proyección) mediante la acción de agentes de granallado. La arena, por ejemplo, se usa como agente de granallado contra el óxido, la suciedad, la pintura, la herrumbre y otras impurezas o para matificar la superficie.

Al pintar con aire comprimido, hay que asegurarse de garantizar una elevada clase de pureza y mantener los valores límite en lo tocante a las partículas, el aerosol y vapor de aceite, las sustancias que contienen silicona y el condensado. Además, no pueden aparecer sustancias que impiden la reticulación de la pintura.

Impresión 3D

Impresión 3D

El procedimiento de fabricación aditiva y la impresión en 3D son cada vez más importantes en la ingeniería mecánica, no solo para crear prototipos, sino también como una respetable tecnología de fabricación complementaria. La impresión en 3D y la fabricación aditiva también se pueden utilizar en muchas otras industrias, como la fabricación de plásticos y metales.

En el campo de la impresión en 3D, existen varios métodos y enfoques para la fabricación de objetos tridimensionales. Aunque el aire comprimido no es necesario en todos los procedimientos, en aquellos en los que está presente debe ser de calidad. En el procedimiento láser (SLS y SLM), por ejemplo, se utiliza aire comprimido. En estos procedimientos, el aire comprimido se utiliza para producir nitrógeno. El Nitrógeno se utiliza en la cámara de trabajo para proteger el material impreso de la oxidación.

Además, casi todas las impresoras 3D requieren algún tipo de postprocesamiento, pero el procedimiento en cuestión y el coste implicado pueden variar significativamente. Para algunos, es suficiente eliminar los residuos de polvo con aire comprimido y sumergir el componente en agua; para otros, son necesarios procedimientos más complejos como la eliminación de las estructuras de soporte de polímeros.

A menudo se pasa por alto la influencia del aire comprimido en la calidad del producto y como causa de los tiempos de inactividad. Las partículas, la humedad y el vapor de aceite en el aire comprimido pueden afectar al procedimiento de impresión e influir en la calidad del producto.

Referencias

Casos de éxito

lasercutting

Refrigeración de cortadoras láser con aire comprimido

Horstmann, en Verl, apuesta en la refrigeración de cortadoras láser por el aire comprimido libre de aceite tratado por BEKOKAT. El aire comprimido aquí empleado es aire de proceso que entra en contacto directo con el láser.

glashütte

Aire comprimido en la producción de cristal

Stölzle Lausitz GmbH, en la localidad sajona de Weißwasser, es una de las principales fábricas de vidrio de Alemania. En sus procesos de fabricación, el aire comprimido seco es el principal recurso energético. Se consigue con un secador frigorífico DRYPOINT RA.

kondensatableiter

Tecnología de condensado para turbocompresores

La red de aire comprimido en la sede de ThyssenKrupp Steel Europe AG en Duisburgo tiene más de diez kilómetros de longitud. Naturalmente, el volumen de aire comprimido in situ es muy alto. Los turbocompresores necesitan purgadores de condensados especiales BEKOMAT para la cantidad de condensado que se genera.

schaumdichtung

Con aire comprimido a la espuma de sellado eficaz

En la fabricación de espumas de sellado, es indispensable un suministro de aire comprimido de alta calidad. Un fabricante de maquinaria del sur de Alemania muestra cómo establecer una producción eficiente.