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Guía de herramientas y equipos esenciales para joyeros profesionales
Guía de herramientas y equipos básicos para la fabricación de joyas
Introducción:
La fabricación de joyas es un proceso complejo en el que intervienen múltiples procedimientos y diversas herramientas y equipos. La base para dominar el arte de la joyería es conocer a fondo y utilizar correctamente estas herramientas y equipos. Este capítulo presenta brevemente las principales herramientas y equipos que intervienen en la producción de joyas.
Índice
Sección ⅠHerramientas de uso común en joyería
1. Banco de trabajo
El banco de trabajo es el equipo más básico para la fabricación de joyas, normalmente de madera, y puede dividirse en bancos de trabajo generales (Figura 1-1) y bancos de trabajo con microincrustaciones (Figura 1-2). En el caso de los bancos de trabajo generales para joyería, aunque su aspecto puede variar, en general existen varios requisitos estándar para su estructura y funcionamiento:
(1) Debe ser robusto y sólido, especialmente en la zona de trabajo principal del tablero, que suele ser de madera dura de más de 50 mm de grosor, ya que el tablero suele sufrir impactos durante el procesamiento;
(2) Existen requisitos específicos de altura para el banco de trabajo, generalmente de 90 cm de alto, que permiten que los codos del operario descansen o se apoyen;
(3) El tablero de la mesa debe ser plano y liso, sin alabeos ni huecos significativos, con barreras más altas en los lados izquierdo, derecho y trasero para evitar que las gemas o las piezas de trabajo caigan en los huecos o reboten;
(4) Debe tener cajones para recoger el polvo metálico y estantes o ganchos para colocar las herramientas;
(5) Debe tener tapones de mesa de procesamiento convenientes, y el tablero de la mesa generalmente tiene soporte para colgar amoladoras de eje flexible. La longitud y la anchura del banco de trabajo para microincrustaciones deben ser mayores que las del banco de trabajo general para acomodar un microscopio binocular y dejar suficiente espacio operativo. El tablero de la mesa suele tener forma de arco cóncavo para facilitar el manejo.
Figura 1-1 Workbench multiuso
Figura 1-2 Banco de trabajo de microinlay
2. Cuchillo para tallar cera
Los cuchillos para tallar cera pueden dividirse en dos categorías principales: un tipo es de uso general y puede adquirirse en el mercado de equipos de procesamiento de joyería; el otro tipo consiste en herramientas fabricadas según diferentes necesidades. En función de sus características de uso, se pueden dividir a grandes rasgos en cuchillos especializados para tallar cera (Figura 1-3), cuchillos extendidos para tallar cera (Figura 1-4) y cuchillos caseros para tallar cera (Figura 1-5).
Figura 1-3 Cuchillo especializado para tallar cera
Figura 1-4 Cuchillo extendido para tallar en cera
Figura 1-5 Cuchillo casero para tallar cera
Los cuchillos para tallar cera suelen utilizarse durante el proceso de tallado en cera de los anillos. Son herramientas especializadas para ampliar el tamaño del anillo, hechas de madera o plástico, con una cuchilla incrustada en el lateral. Cuando se utiliza, la cuchilla se introduce en la cera del anillo y se gira uniformemente para aumentar su tamaño (figura 1-6).
3. Amoladora eléctrica de eje flexible y fresas de acero
La amoladora de eje flexible se denomina comúnmente motor suspendido y se utiliza mucho en joyería. La amoladora de eje flexible consta de un motor, un interruptor de pedal, un eje flexible y un cabezal de máquina (Figura 1-7). La potencia se transmite al cabezal de la amoladora de eje flexible a través del eje flexible, que está cubierto con un tubo metálico de piel de serpiente, lo que permite una flexión significativa y un funcionamiento flexible. El pedal controla la velocidad de la amoladora de eje flexible, y varios contactos internos están conectados al cable de resistencia. Al pisar el pedal, cambia la resistencia, lo que altera la velocidad de la amoladora de eje flexible.
El juego completo de fresas de acero (comúnmente conocidas como brocas) utilizadas con la Amoladora de Eje Flexible varía en forma, y las fresas de acero de diferentes formas tienen diferentes usos, tales como taladrado, rectificado y torneado. Las fresas de acero más utilizadas son las siguientes (Figura 1-8).
(1) Fresas /F203
Las fresas se utilizan a menudo al crear moldes de joyería para perforar los tamaños correspondientes de posiciones o patrones de piedras. También se suelen utilizar para ajustar las posiciones de las piedras y los patrones durante la sujeción del molde y el engaste de las piedras. El tamaño de las fresas suele ser de 0,05-0,23 cm. Si la broca no está suficientemente afilada, puede afilarse con una piedra de aceite antes de seguir utilizándola.
(2) Fresas onduladas /F1
La forma de las fresas onduladas es próxima a la esférica, con un tamaño generalmente de 0,05-0,25 cm. Durante el proceso de moldeado de joyas, se utiliza a menudo para limpiar el polvo de yeso o las cuentas de metal del fondo de la cabeza de la flor, reproducir las líneas del patrón, limpiar las zonas de soldadura, etc. Al engastar piedras, la fresa de onda leve se utiliza a menudo para hacer una herramienta de succión de cuentas, mientras que la más grande se puede utilizar para engastar piedras de superficie curva, y la fresa de onda más gigante se puede utilizar para engastar bordes volantes y posiciones inclinadas suaves.
(3) Fresas de rueda /F3
El tamaño de las fresas suele ser de 0,07-0,50 cm. Durante el proceso de colocación de la piedra, se utiliza para abrir fosas y fondos de pala, con las zonas paladas relativamente lisas.
(4) Fresas de melocotón /F6
La forma de las fresas de melocotón es similar a la de un melocotón, con un tamaño generalmente de 0,08-0,23 cm. Es la herramienta principal para engastar piedras, y su efecto de posicionamiento es más adecuado para engastar diamantes redondos, sin necesidad de otras herramientas de ayuda. Puede utilizarse como herramienta auxiliar en operaciones como el engaste en bisel, el engaste en pavé y el engaste en canal.
(5) Fresas de paraguas /F5
La forma de las fresas paraguas es similar a la de un paraguas, con un tamaño generalmente de 0,07-0,25 cm. Las fresas paraguas de mayor tamaño son la herramienta principal para engarzar piedras en garra. En comparación, las especificaciones más pequeñas suelen utilizarse para engastar piedras en forma de corazón, marquesa, triángulo y otras posiciones. Cuando se engastan piedras gruesas, se puede utilizar para posicionar la cintura de la piedra.
(6) Fresas /F36 & F38
Las fresas dentales, también conocidas como palillos de dientes de lobo, pueden subdividirse en palillos de dientes de lobo rectos y palillos de dientes de lobo inclinados, con un tamaño generalmente de 0,06-0,23 cm. En un engaste de piedras preciosas, la fresa dentada se utiliza a menudo para alisarlo si la posición de la piedra es demasiado estrecha o los bordes son desiguales. También se puede utilizar para el posicionamiento cuando se engarzan piedras en garra. Durante el moldeado de joyas, se suele utilizar para raspar costuras entre capas, limpiar esquinas muertas y aclarar zonas con líneas poco claras.
(7) Fresas de platillo volante F253 F25W F249
El tamaño del platillo volante suele ser de 0,08-0,25 cm, con variaciones de grosor, que pueden seleccionarse en función del grosor de la cintura de la gema. Generalmente, los platillos volantes finos se utilizan para engastar piedras con garras de partículas diminutas y, a veces, también pueden utilizarse para engastar diamantes redondos. La posición de calibrado durante la configuración inicial utilizará platillos volantes gruesos.
(8) Fresas de vaso /F256 F256A
El tamaño de la ventosa suele ser de 0,09-0,23 cm. En el mercado se pueden encontrar ventosas ya hechas o fabricarlas en casa. Las ventosas prefabricadas suelen tener marcas de dientes en la ventosa y se suelen utilizar para succionar garras o anillos metálicos más gruesos; las ventosas caseras suelen ser lisas y se utilizan para succionar partículas de uñas. Cuando hay muchas partículas de uñas rugosas, se necesita una gran cantidad de ventosas, y se pueden utilizar herramientas viejas para fabricar ventosas, lo que reduce eficazmente los costes de producción.
4. Herramientas combinadas, tejas de soldadura y pinzas de soldadura
4.1 Herramientas de soldadura combinada
Las herramientas de soldadura combinada incluyen principalmente la pistola de soldadura, el balón de aire y el depósito de aceite, conectados en una unidad mediante mangueras (Figura 1-9). El balón de aire está compuesto por dos tablas de madera con forma de palas de ping-pong conectadas entre sí. La parte superior y los laterales de las tablas están recubiertos de goma. Al pisar las tablas, el caucho del balón de aire se infla, introduciendo aire en el depósito de aceite, que vaporiza el aceite del interior. A continuación, la mezcla de aceite y aire se pulveriza desde la pistola de soldar, y puede utilizarse una vez encendida. La pistola de soldar se utiliza principalmente para soldar, fundir y recocido.
El depósito de aceite puede dividirse en el tubo de entrada de aire (el tubo móvil del depósito de aceite conectado al balón de aire) y el tubo de escape (el tubo fijo del depósito de aceite conectado a la pistola de soldar). El depósito de aceite sólo debe llenarse hasta 1/3 de su capacidad. Si se llena en exceso, al pisar el balón de aire la pistola de soldar rociará gasolina, pudiendo provocar un accidente.
4.2 Baldosas y pinzas de soldadura
Las baldosas de soldadura suelen utilizarse para colocar los materiales de soldadura, ya que ofrecen funciones ignífugas y de aislamiento térmico e impiden que la llama de la pistola de soldadura queme directamente el banco de trabajo. Las pinzas de soldadura se dividen en dos tipos: Pinzas de bloqueo forcep y pinzas de soldadura. Las pinzas de bloqueo pueden mantener la pieza de trabajo en su lugar para facilitar las operaciones de soldadura; las pinzas de soldadura pueden realizar soldaduras por puntos, mantener el material de soldadura en posición y agitar el material de soldadura uniformemente durante el proceso de fusión (Figura 1-10).
Figura 1-9 Herramientas de soldadura combinada
Figura 1-10 Soldadura de baldosas traseras y pinzas de soldadura.
5. Sierra de arco (sierra de bastidor)
El objetivo principal de la sierra de arco (sierra de bastidor) es cortar varillas y tubos, así como serrar muestras según los patrones dibujados, e incluso puede utilizarse como lima. La hoja de sierra (en forma de línea) que se utiliza con ella es de dos tipos: fija y ajustable (Figura 1-11).
La sierra de arco tiene un tornillo en cada extremo para fijar la hoja de sierra. La hoja de sierra viene en diferentes grosores y anchuras y se utiliza para la fabricación de joyas. Generalmente, la más gruesa es la número 6, y la más fina es la 8/0, comúnmente conocida como "ocho círculos", pero las más usadas son la 4/0 o la 3/0, también conocidas como "cuatro círculos" y "tres círculos". Las especificaciones de las hojas de sierra utilizadas habitualmente en joyería se muestran en la Tabla 1-1.
Tabla 1-1 Especificaciones de las cintas de sierra para joyería
| Modelo | Espesor de la sierra (mm) | Anchura de la sierra (mm) | Modelo | Espesor de la sierra (mm) | Anchura de la sierra (mm) |
|---|---|---|---|---|---|
| 8/0 | 0.160 | 0.320 | 0 | 0.279 | 0.584 |
| 7/0 | 0.170 | 0.330 | 1 | 0.305 | 0.610 |
| 6/0 | 0.178 | 0.356 | 1.5 | 0.318 | 0.635 |
| 5/0 | 0.203 | 0.399 | 2 | 0.340 | 0.701 |
| 4/0 | 0.218 | 0.445 | 3 | 0.356 | 0.737 |
| 3/0 | 0.241 | 0.483 | 4 | 0.381 | 0.780 |
| 2/0 | 0.330 | 0.518 | 5 | 0.401 | 0.841 |
| 1/0 | 0.279 | 0.559 | 6 | 0.439 | 0.940 |
6. Archivo
En joyería, las limas que se utilizan suelen pertenecer al grupo de limas para metal. Sin embargo, dado que la joyería es una forma relativamente fina de trabajo del metal, las limas utilizadas son en su mayoría pequeñas. No obstante, existen muchos tipos con distintas especificaciones, a menudo denominadas según sus formas transversales, como limas planas, limas triangulares, limas de media caña y limas redondas (Figura 1-12). Las anteriores son varias limas de uso común, mientras que otras más especializadas son las limas de cuchilla, las limas de hoja de bambú, las limas de lengua negra, las limas cuadradas, las limas planas, etc.
La longitud de una lima suele ser estándar, refiriéndose normalmente a la longitud desde la punta de la lima hasta el extremo del mango, siendo las longitudes estándar de 6 pulgadas u 8 pulgadas. La distancia entre los dientes de la lima varía. La cola de la lima está marcada con un número que empieza por 00-8. El número 00 tiene los dientes más gruesos. El número 00 tiene los dientes más gruesos, que liman el metal rápidamente pero pueden dejar áspera la superficie de la pieza; el número 8 tiene los dientes más densos, que pueden producir un efecto más suave en la superficie del metal. Por lo general, se suelen utilizar dientes de los números 3 y 4.
El objetivo principal de una lima es uniformizar la superficie metálica o modificar el corte del metal según el patrón deseado. Las diferentes formas de limas pueden crear diferentes formas de superficies metálicas, como por ejemplo una lima triangular puede crear rebajes triangulares; una lima redonda puede crear rebajes redondos y también puede agrandar pequeñas áreas redondas; las partes redondas de una lima de media caña y una lima cuadrada pueden utilizarse para limar los bordes elevados del metal, etc. La elección del tipo de lima depende de la forma de la joya. Una lima de media caña es un tipo de uso común, más grande y con dientes más gruesos, y el mango mide unas 8 pulgadas de largo. Debido a que su mango está pintado de rojo, en la industria se la suele llamar "lima de mango rojo", que se utiliza principalmente para dar forma a un producto. La lima deslizante es otro tipo muy utilizado. También tiene forma semicircular, mide unos 20 cm de largo y tiene una cola afilada que debe insertarse en un mango para su uso. El objetivo principal de una lima deslizante es hacer los ajustes finales, alisando la superficie del metal para el lijado y el pulido.
Cuando se hacen modelos de cera, también hay un juego de limas, pero las limas que se utilizan para limar cera difieren de las que se utilizan para limar metal; las primeras tienen dientes más gruesos(Figura 1-13).
7. Alicates, tijeras
Existen muchos tipos de alicates, y sus usos varían de unos a otros. Los alicates más comunes son los de punta redonda, los de punta plana, los de punta de aguja y los cortaalambres (figuras 1-14).
Los alicates de punta redonda y plana se utilizan principalmente para retorcer alambres y chapas metálicas. Los alicates de punta plana también se utilizan a veces para sujetar piezas pequeñas, facilitando su manipulación, y para engarzar piedras preciosas.
Los cortaalambres son en realidad unos alicates grandes que se utilizan en ferretería para tirar de los alambres y cortar los alambres metálicos más gruesos en joyería. Además de los alicates mencionados, también existen tornillos de banco para sujetar las piezas de trabajo y pinzas de madera para anillos (figura 1-15). Los alicates de banco utilizados en joyería suelen ser bastante pequeños, a menudo con una articulación esférica que permite diferentes ángulos, lo que los hace muy prácticos. Una estructura común de las pinzas de madera para anillos es añadir una cuña de madera en el extremo inferior para sujetar la pieza de trabajo, que se utiliza principalmente para sujetar engastes metálicos para engastar piedras. Las pinzas de madera para anillos no suelen dejar marcas en la superficie de las joyas de acabado fino.
Las tijeras se utilizan principalmente para cortar piezas de chapa grandes y finas; las piezas gruesas y complejas no son adecuadas para las tijeras. Los tipos más comunes de tijeras son las tijeras de mango negro y los alicates de corte, que pueden dividirse a su vez en tijeras de mango negro, tijeras de podar, tijeras rectas y tijeras angulares (Figura 1-16).
8. Tablero de tracción de cables
Durante la fabricación de joyas, a menudo se necesitan alambres metálicos de distintos diámetros que deben fabricarse utilizando un tablero de dibujo. El tablero de estirado es de acero. El tablero de dibujo suele tener lo siguiente:
39 agujeros (0,26-2,5 mm), 36 agujeros (0,26-2,2 mm), 24 agujeros (2,3-6,4 mm) y 22 agujeros (2,5-6,4 mm) y otras especificaciones. Los agujeros en el tablero de dibujo están hechos de acero especial (acero de tungsteno), que es extremadamente duro y no se deforma fácilmente. Los tamaños de los agujeros en el tablero de dibujo varían, y hay muchas formas, tales como redonda, cuadrada, rectangular, triangular, e incluso en forma de corazón, lo que permite la selección de los agujeros de alambre adecuados en función de las necesidades de procesamiento, con el más comúnmente utilizado es redondo(Figura 1-17).
9. Yunque, martillo, anilla de hierro y artículos similares
Los yunques, los martillos y el hierro para anillos suelen utilizarse juntos, lo que les permite dar forma de anillos al metal.
9.1 Martillo
Los martillos son muy útiles en la industria de la joyería; incluso con un laminador, sigue habiendo muchos lugares donde se necesita un martillo. En cuanto al material, además de los martillos de hierro, los más utilizados son los de cuero, los de madera y los de caucho; en cuanto a la forma, hay martillos planos, redondos y puntiagudos (figura 1-18). Los martillos de hierro se utilizan principalmente para golpear el metal o dar forma a la circunferencia del anillo y también se pueden utilizar con el hierro del anillo, yunques y otras herramientas. Los pequeños martillos de acero se utilizan principalmente para engastar piedras. Si quiere evitar dejar marcas en la superficie del metal después de golpear, puede utilizar martillos de cuero, goma o madera.
9.2 Yunque
El yunque es una herramienta importante que se utiliza con el martillo, principalmente para apoyar el golpeo de piezas metálicas (Figura 1-19). La forma del yunque varía: los yunques planos cuadrados se utilizan principalmente para golpear almohadillas de piezas de trabajo; también hay yunques con forma de cuerno que pueden utilizarse para golpear esquinas y arcos. Un hierro de foso es también un tipo de yunque, que tiene ranuras de diferentes tamaños, así como varios tamaños de fosos redondos y ovalados, la posición se utiliza principalmente para el procesamiento de piezas de trabajo semicirculares. Similar al hierro de foso es el molde de barra, que tiene varias ranuras y patrones semicirculares y redondos. Además, hay yunques de cuba de hierro o cobre, que tienen algunas fosas semiesféricas de diversos tamaños, algunas de las cuales tienen ranuras semicirculares en el lateral, utilizadas principalmente para procesar piezas de trabajo semiesféricas o semicirculares. Conjuntamente con el yunque de cubeta se utiliza un juego de punzones esféricos, denominado trabajo de cubeta.
9,3 Anillo Barra de hierro
El hierro anular es una varilla cónica de hierro macizo(Figura 1-20). Cuando se modifica la abertura del anillo o se hace redondo, se puede colocar en el hierro anular para golpear. Además, los anillos de soldadura también dependen del hierro anular. Similar a la barra de hierro anular es la barra de hierro de mayor diámetro que se utiliza para hacer brazaletes.
10. Mandril, aguja de acero, piedra de aceite
10.1 Chuck
Un mandril es una herramienta que sujeta una aguja de acero para operaciones como el engaste de piedras o el marcado de líneas. La aguja de acero se inserta en el mandril y, a continuación, se aprieta la cabeza del mandril. Los hay de varias formas: algunos mangos de madera se asemejan a setas y se llaman portabrocas de seta, mientras que otros se asemejan a calabazas y se llaman portabrocas de calabaza. Además de los mangos de madera, también hay mangos de hierro, que tienen un diámetro de aproximadamente 1 cm y están recubiertos de motivos antideslizantes(Figura 1-21).
10.2 Aguja de acero
Las agujas de acero también se utilizan habitualmente en joyería, para marcar líneas, dibujar formas y grabar en placas metálicas. Cuando se afilan en forma de pala plana, pueden utilizarse para engarzar piedras y ribetear.
10,3 Piedra bituminosa
La piedra de aceite es una herramienta indispensable en las operaciones de colocación de la piedra. Cuando la aguja de acero se desafila, hay que afilarla de nuevo o rectificarla para obtener una pala plana, lo que requiere el uso de una piedra de aceite. Una piedra de aceite de buen rendimiento para afilar palas de colocación de piedras es bastante cara.
11. Papel de lija
El papel de lija viene en varios grados de grosor, normalmente indicados por números. 200# es papel de lija grueso, 400# es relativamente grueso, 800# es más fino y 1200# es el más fino. Estos son algunos de los tipos de papel de lija más utilizados (Figura 1-22). El papel de lija puede tener un soporte de papel o de tela, y el papel de lija de papel está disponible en amarillo, negro y verde oscuro. Las partículas abrasivas del papel de lija también varían, e incluyen arena de cuarzo, corindón y granate.
El papel de lija puede eliminar las marcas superficiales ásperas que quedan en las piezas de trabajo tras el funcionamiento de la herramienta, seguido del esmerilado y el pulido. Cuando se utiliza, el papel de lija debe adoptar diferentes formas, como empujadores, palos de lija, pinzas, agujas y puntas de lija.
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12. Herramientas de medición
La fabricación de joyas es un oficio preciso, por lo que las herramientas utilizadas para la medición también deben ser precisas. Entre las herramientas de medición más comunes se incluyen las reglas de acero, los calibres electrónicos, los medidores de anillos, los círculos de tamaño de anillos y las balanzas electrónicas (Figura 1-23).
12.1 Medidor de anillos
El medidor de anillos se utiliza para medir el tamaño del círculo interior de un anillo, también conocido como palillo. Este medidor es principalmente de cobre, con una parte superior fina que se va engrosando gradualmente hacia la parte inferior. La parte inferior del medidor tiene un mango de madera, normalmente de 30 cm de largo, con escalas grabadas. Los países tienen escalas diferentes, que suelen incluir medidas estadounidenses, hongkonesas, japonesas, italianas y suizas.
12.2 Medidor de anillos (también conocido como anillo de dedo)
El medidor de anillos se utiliza principalmente para medir el grosor de los dedos. Consta de docenas de anillos metálicos de diferentes tamaños, cada uno marcado con una escala para indicar su tamaño.
12.3 Calibre Vernier
El pie de rey consta de dos partes: una parte es el cuerpo fijo, llamado escala principal, que tiene graduaciones, cada graduación de 1 mm; encima de la escala principal, hay una parte móvil llamada escala nonio, que también tiene graduaciones, cada graduación de 0,02 mm.
12.4 Calibre electrónico
La estructura de la escala principal del calibre electrónico es similar a la del calibre de nonio. Sin embargo, la escala vernier se sustituye por un dispositivo de visualización electrónico que permite leer el valor de medición directamente en la pantalla.
12.5 Balanza electrónica
Las balanzas electrónicas se utilizan mucho en joyería y son una herramienta de pesaje indispensable. Existen muchas especificaciones de balanzas electrónicas, cada una con diferentes precisiones y rangos de medición, adecuadas para pesar metales, diamantes y piedras preciosas(Figura 1-24).
Sección II Equipo común para la fabricación de joyas
1. Máquina de prensar
La máquina de prensar se utiliza principalmente para laminar chapas o alambres metálicos, disponible en tipos manual(Figura 1-25) y eléctrico(Figura 1-26), que funcionan según el mismo principio. La parte de trabajo de la máquina de prensar consiste en un par de rodillos cilíndricos con rodillos de espejo lisos, pero la mayoría tienen ranuras a ambos lados de los rodillos. Antes de prensar, hay que limpiar los rodillos y las tiras metálicas, y ajustar la separación entre los rodillos. La separación se ajusta mediante tornillos situados a ambos lados, que se controlan mediante una placa de engranajes en la máquina de prensado; girando la placa de engranajes se ajusta la separación entre los rodillos. La distancia presionada cada vez no debe ser demasiado grande para no dañar la máquina.
Figura 1-25 Prensa manual de tabletas
Figura 1-26 Prensa eléctrica de tabletas
2. Máquina de moldeo de caucho
La máquina de moldeo de caucho (también conocida como máquina vulcanizadora de caucho, Figura 1-27) se utiliza principalmente para la vulcanización de moldes de caucho. El moldeo requiere una cierta presión, que es controlada por la placa de prensado superior impulsado por un polo de tornillo, con una plataforma giratoria en el tornillo para facilitar la operación. La vulcanización del caucho debe llevarse a cabo a una cierta temperatura, y hay cables de calefacción incorporados dentro de la placa de prensado, con un controlador de temperatura para regular la temperatura. Hay varios marcos de molde disponibles para adaptarse a la máquina de moldeo, como marco simple, marco doble y marco cuádruple, la mayoría de los cuales están hechos de aleación de aluminio.
3. Máquina de inyección de cera
Existen muchas máquinas de inyección de cera, siendo las más avanzadas las máquinas de inyección neumática (Figura 1-28) y la máquina de inyección de cera al vacío (Figura 1-29). Ambas máquinas de inyección de cera utilizan presión de aire para llenar el líquido de cera en la cavidad del molde de caucho. Las máquinas de inyección neumática de cera suelen utilizar controladores de temperatura ordinarios y son relativamente baratas. Si el producto no tiene grandes requisitos técnicos, este equipo puede utilizarse para fabricar moldes de cera para la producción en masa, pero la calidad de los moldes de cera es relativamente difícil de garantizar. La máquina de inyección de cera al vacío aspira el molde antes del encerado, optimizando el rendimiento de llenado y facilitando la inyección incluso de moldes de cera relativamente finos.
Figura 1-28 Máquina neumática de inyección de cera
Figura 1-29 Máquina de inyección de cera al vacío
También existen varios tipos de máquinas de inyección de cera al vacío. En el pasado, el nivel de automatización de las máquinas de inyección de cera al vacío era relativamente bajo y requería la alineación manual del molde de caucho con la boquilla de cera y el accionamiento del pedal para inyectar la cera. En la actualidad, se han desarrollado máquinas de inyección de cera al vacío altamente automatizadas, como el sistema digital de inyección de cera al vacío producido por la empresa japonesa Yausi(Yoshida), que utiliza un sistema de inyección de cera secundaria que minimiza la contracción del molde de cera. Parámetros como la presión de inyección primaria, la presión de inyección secundaria, el tiempo de inicio de la presión de inyección secundaria, la presión de sujeción del molde, el tiempo de mantenimiento y la presión de compresión pueden combinarse y almacenarse libremente para lograr la mejor combinación de parámetros de ajuste de la inyección de cera. El molde de caucho se coloca en el brazo mecánico de sujeción, se introduce el número de programa y, al pulsar el botón de inicio, se completarán automáticamente todas las acciones, como la sujeción, el avance, la alineación automática del puerto de inyección de cera, la evacuación, la inyección primaria de cera, la inyección secundaria de cera, el mantenimiento de la solidificación del molde de cera y la apertura del molde. El control de la temperatura es preciso, y la calidad de los moldes de cera inyectada es buena.
4. Mezclador de polvo y bomba de vacío
La mezcladora de polvo es una máquina que mezcla polvo de colada y agua en una pasta uniforme. Sustituye a la mezcla manual, mejorando la eficacia y garantizando una mezcla más uniforme. Se divide en dos tipos: simple y automática de vacío.
El mezclador de polvo simple (Figura 1-30) tiene una estructura poco costosa. Como la mezcla se produce en la atmósfera, puede aspirar gases. Después de mezclar la lechada de yeso, se necesita una bomba de vacío para eliminar los gases. Una bomba de vacío común es una máquina compuesta principalmente por una bomba y un manómetro, con una placa plana montada en la parte superior de la carcasa de la máquina. Las esquinas de la placa tienen muelles que pueden vibrar, y una capa de estera de goma está sobre la placa equipada con una cubierta acrílica semiesférica(Figura 1-31). Durante la aspiración, la cubierta se sella herméticamente con la alfombrilla de goma para evitar fugas de aire, garantizando la calidad del vacío. El uso del mezclador de polvo simple para la preparación de polvo implica varios pasos: mezclar, aspirar, verter y volver a aspirar, lo que resulta relativamente engorroso.
Figura 1-30 Mezclador de polvo simple
Figura 1-31 Bomba de vacío
La máquina mezcladora automática de polvo al vacío es un dispositivo de apertura de polvo relativamente avanzado (Figura 1-32, Figura 1-33). Este tipo de máquina combina una mezcladora y un dispositivo de sellado al vacío, lo que permite realizar todo el proceso, desde la mezcla de polvo de colada hasta la formación de lechada, manteniendo un estado de vacío, reduciendo eficazmente las burbujas y mejorando la suavidad del producto. Las máquinas mezcladoras al vacío suelen estar equipadas con funciones como la adición cuantitativa de agua, el ajuste del tiempo de mezcla y el ajuste de la velocidad de mezcla, lo que mejora el nivel de automatización de la apertura del polvo. En comparación con las máquinas mezcladoras simples, elimina operaciones complejas como mezclar, aspirar, verter y volver a aspirar, haciendo la operación más simple y eficiente en términos de tiempo.
Figura 1-32 Máquina de revestimiento automática de vacío 1
Figura 1-33 Máquina de revestimiento automática de vacío 2
5. Horno de combustión
Los hornos de calcinación de yeso utilizados por las empresas de fabricación de joyas son generalmente de resistencia, y algunos utilizan hornos de aceite, normalmente equipados con dispositivos de control de temperatura y capaces de lograr un control de temperatura segmentado. La figura 1-34 muestra un horno de calcinación por resistencia típico, que puede implementar el control de temperatura en programas de cuatro u ocho segmentos. Este tipo de horno utiliza generalmente calentamiento por tres lados, y algunos utilizan calentamiento por cuatro lados; sin embargo, la distribución de la temperatura en el interior del horno no es uniforme, lo que dificulta el ajuste de la atmósfera durante el quemado. En los últimos años, han surgido hornos de calcinación avanzados para lograr una distribución uniforme de la temperatura en el interior del horno, eliminar los residuos de cera y automatizar el control. Por ejemplo, un nuevo tipo de horno desarrollado por la empresa italiana Schultheiss cuenta con una cubierta de acero resistente al calor entre los elementos calefactores y el molde de yeso, con un ventilador instalado en la parte superior del horno para obligar al aire a fluir sobre los elementos calefactores y volver a la cámara del horno desde la parte inferior, forzando así la circulación de aire en el interior del horno.
Además, un horno de calcinación más avanzado desarrollado en Alemania utiliza un método de lecho giratorio (Figura 1-35), que permite calentar el molde de yeso de manera uniforme, con una pared interior lisa y fina, especialmente adecuada para los requisitos de los procesos avanzados de fundición con incrustación de cera. Actualmente, muchos países están produciendo este tipo de horno de combustión. Este robusto horno de resistencia proporciona el mejor entorno de producción para la fundición de campanas de acero más grandes y numerosas, y la caja del horno de este horno de calcinación cuenta con calentamiento por cuatro lados, con tabiques de ladrillo refractario de doble capa en el interior, asegurando un calor uniforme y estable, junto con un buen aislamiento. Sus gases de escape se someten a dos procesos completos de combustión, resultando en la descarga final de gases no contaminantes.
Figura 1-34 Horno de quemado típico
Figura 1-35 Horno de combustión rotativo
6. Máquina de fundición
La fabricación moderna de joyas utiliza principalmente el método de fundición a la cera perdida. Dado que las piezas de joyería son piezas relativamente finas, se solidifican rápidamente durante el vertido y pierden fluidez. Por lo tanto, el vertido convencional por gravedad es difícil de asegurar la forma, y deben introducirse ciertas fuerzas externas para promover el llenado rápido de la cavidad del molde con metal fundido para obtener piezas fundidas con formas completas y contornos claros. La máquina de colada es un equipo muy importante en el proceso de colada a la cera perdida para joyería, y es una de las bases importantes para garantizar la calidad del producto. De acuerdo con la forma de la fuerza externa, las máquinas de fundición de joyería comúnmente utilizadas incluyen principalmente los siguientes tipos.
6.1 Máquina de fundición centrífuga
La máquina de fundición centrífuga utiliza la fuerza centrífuga generada por la rotación a alta velocidad para introducir el metal fundido en la cavidad del molde. En la fundición centrífuga, la velocidad de llenado del metal fundido es relativamente rápida, lo que resulta beneficioso para formar piezas pequeñas y complejas, por lo que resulta adecuada para fundir aleaciones como el oro y la plata. Dado que el tiempo necesario para el platino es muy corto para el estado líquido, la fundición centrífuga también es muy adecuada. Por ello, las máquinas de fundición centrífuga siguen siendo los equipos de fundición más utilizados por los fabricantes de joyas.
(1) Máquina de fundición centrífuga de accionamiento mecánico(Figura 1-36). Se trata de una máquina de fundición centrífuga sencilla, que suele utilizarse en algunas pequeñas fábricas de procesamiento de joyas. No viene con un dispositivo de calentamiento por inducción, oxígeno-acetileno para fundir el metal, o un horno de fusión para fundirlo y luego verterlo en el crisol para la fundición centrífuga.
(2) Máquina de colada centrífuga marca Manfredi(Figura 1-37). Este tipo de máquina de fundición centrífuga se utiliza comúnmente en las fábricas de procesamiento de joyas, integrando el calentamiento por inducción y el vertido centrífugo. Es adecuada para fundir aleaciones de oro, plata y cobre.
(3) Máquina de fundición centrífuga de platino marca Yausi(Yoshida)(Figura 1-38). Este tipo de máquina de fundición centrífuga se utiliza comúnmente para verter aleaciones de platino; completa la fusión y el vertido centrífugo en vacío, lo que es beneficioso para la calidad de la fundición de metales.
Figura 1-36 Máquina de colada centrífuga de accionamiento mecánico
Figura 1-37 Máquina de colada centrífuga marca Manfredi
Figura 1-38 Máquina de platino de fundición centrífuga marca Yausi(Yoshida)
En comparación con la fundición estática, la fundición centrífuga tradicional presenta las siguientes desventajas.
(1) Debido a la rápida velocidad de llenado, la turbulencia del metal fundido durante el vertido es grave, lo que aumenta la posibilidad de atrapamiento de gas y la formación de poros.
(2) La descarga de gas dentro del molde es relativamente lenta, lo que da lugar a una alta contrapresión dentro del molde, que aumenta la probabilidad de que aparezcan poros en la colada.
(3) Cuando la presión del metal fundido de llenado es demasiado alta, ejerce un importante efecto de socavación en la pared del molde, lo que puede provocar fácilmente grietas o desconchados en el molde.
(4) Durante el vertido, la escoria puede entrar en la cavidad del molde junto con el metal fundido, afectando a la calidad de la fundición.
(5) Debido a la elevada presión de llenado generada por la fuerza centrífuga, la cantidad máxima de metal que una máquina de colada centrífuga puede colar dentro de un margen de seguridad es menor que la de una máquina de colada estática. Además, las atmósferas inertes suelen utilizarse menos porque la cámara de colada es más grande.
En respuesta a los problemas anteriores, las modernas máquinas de fundición centrífuga han mejorado significativamente la tecnología de accionamiento y la programación, aumentando el nivel de automatización del proceso de fundición. Por ejemplo, el ángulo del eje central del molde y el brazo oscilante está diseñado para ser variable, funcionando en función de la velocidad de rotación, pudiendo cambiar de 90° a 0°. De este modo, se tienen en cuenta de forma integral las funciones de la fuerza centrífuga y la fuerza de inercia tangencial a la hora de impulsar el metal fundido fuera del crisol y dentro del molde, lo que ayuda a mejorar el equilibrio del flujo de metal y evita que el metal fundido fluya preferentemente a lo largo de la dirección de rotación inversa de las paredes del canal de vertido. Además, se instala un dispositivo de escape en la parte inferior del molde para facilitar la descarga suave del gas dentro de la cavidad, mejorando la capacidad de llenado. También está equipado con un dispositivo de medición de la temperatura para minimizar al máximo los errores de juicio humano.
6.2 Máquina de colada estática
El principio de funcionamiento de la máquina de colada estática consiste en utilizar métodos como la colada por succión al vacío y la presurización al vacío para promover el llenado del líquido metálico en la cavidad del molde. En comparación con las máquinas de fundición centrífuga, el proceso de llenado de las máquinas de fundición estática es relativamente suave, y el efecto de socavación del líquido metálico en la pared del molde es menor. Debido al efecto de vacío, la contrapresión del gas en la cavidad del molde también es menor, lo que permite fundir una mayor cantidad de metal de una sola vez. Por lo tanto, las máquinas de fundición estática son cada vez más utilizadas. Existen muchas máquinas de colada estática, entre las cuales la más sencilla es la máquina de succión (Figura 1-39).
El componente principal de esta máquina es el sistema de vacío, que no incluye un dispositivo de calentamiento y fusión, por lo que debe utilizarse junto con un soplete u horno de fusión. La máquina de succión es relativamente fácil de manejar, muy eficiente y muy utilizada en fábricas de procesamiento de joyas pequeñas y medianas. Sin embargo, como el vertido se realiza en la atmósfera, el líquido metálico tiene un problema de oxidación secundaria y absorción de gases. Además, como todo el proceso de colada está controlado por el operario, incluida la temperatura de colada, la velocidad de colada, la altura de la cabeza y el tratamiento de la escoria en la superficie del líquido, muchos factores humanos pueden afectar a la calidad de las piezas fundidas.
La máquina automática de colada por succión al vacío es la máquina de colada estática más avanzada y utilizada. Hay muchos modelos de este tipo de máquina, como la japonesa Yausi(Yoshida, Figura 1-40), Tanabe(Figura 1-41), la italiana Italimpianti(Figura 1-42), y la americana Neutec(Figura 1-43), todas ellas marcas bien consideradas en el mundo.
Figura 1-40 Máquina de colada en vacío Yausi(Yoshida) de Japón
Figura 1-41 Máquina de colada Tanabe Kenden (Japón)
Figura 1-42 Máquina de fundición italiana Italimpianti
Figura 1-43 Máquina de colada American Neutec
Las máquinas producidas por diferentes empresas tienen cada una sus propias características, pero en general, integran el calentamiento por inducción, los sistemas de vacío, los sistemas de control, etc., en una sola unidad, adoptando normalmente una estructura vertical, con la parte superior como cámara de fusión por inducción y la parte inferior como cámara de colada al vacío. Utilizan un método de vertido inferior, con un orificio en el fondo del crisol, que se sella con una barra de émbolo refractaria durante la fusión. La varilla de émbolo se levanta al verter, permitiendo que el metal fundido fluya hacia la cavidad del molde. Generalmente, se coloca un termopar dentro de la varilla del émbolo, que puede reflejar con precisión la temperatura del metal fundido. También hay termopares colocados en la pared del crisol para medir la temperatura. Aun así, la temperatura medida no puede reflejar directamente la temperatura del metal fundido y sólo puede servir como referencia. Las máquinas automáticas de colada al vacío suelen fundir y colar metales en condiciones de vacío o gas inerte, lo que reduce eficazmente la posibilidad de oxidación del metal y la absorción de gases. Utilizan ampliamente el control de programación por ordenador, tienen un alto grado de automatización y la calidad de los productos fundidos es relativamente estable y con menos defectos, lo que las convierte en la opción preferida de muchos fabricantes; se utilizan mucho para la fundición al vacío de metales preciosos como el oro, el oro K y la plata. Algunos modelos también vienen con dispositivos de granulación que pueden preparar aleaciones intermedias granulares.
7. Máquina pulidora
La superficie altamente pulida de los productos de joyería depende del pulido. En el pasado, las joyas producidas en serie se moldeaban manualmente y luego se pulían. Para reducir los costes y la intensidad de la mano de obra durante el proceso de moldeado y mejorar la eficacia de la producción, cada vez se utilizan más equipos de pulido mecánico para pulir los productos de joyería, e incluso existen dispositivos de esmerilado y pulido que pueden sustituir al pulido manual. Los equipos comunes de pulido mecánico incluyen máquinas pulidoras de tambor(Figura 1-44), máquinas pulidoras magnéticas(Figura 1-45), y máquinas pulidoras vibratorias(Figura 1-46), entre otras.
Figura 1-44 Máquina pulidora de tambor
Figura 1-45 Pulidora magnética
Figura 1-46 Máquina pulidora vibratoria
Una vez moldeada y engastada con piedras, la joya debe someterse al pulido final, que el pulidor realiza con una máquina pulidora. Existen varios tipos de pulidoras, como las de una estación, las de dos estaciones y las de varias estaciones, que suelen constar de un motor, una cubierta de sellado y un sistema de recogida de polvo. El sistema de recogida de polvo puede incluirse aleatoriamente (Figura 1-47) o puede ser un colector de polvo central. El extremo del eje del motor tiene una rosca cónica invertida, y la rueda de tela se monta en el eje, utilizando la fricción generada durante el pulido para apretarla aún más. En el eje pueden instalarse ruedas de tela, ruedas de goma, varillas de alambre y cepillos de distintos materiales y formas para satisfacer los diferentes requisitos de calidad superficial de las joyas.
8. Máquina de limpieza por ultrasonidos
Las ondas ultrasónicas son ondas sonoras con una frecuencia superior a 20 kHz. El principio de funcionamiento de una máquina de limpieza por ultrasonidos es que cuando las ondas sonoras actúan sobre un líquido, crean muchas burbujas diminutas dentro del líquido. Cuando estas burbujas estallan, generan ondas de choque muy energéticas, con lo que se consigue limpiar y enjuagar las superficies de la pieza. La limpieza por ultrasonidos se originó en la década de 1960, y en las primeras fases de aplicación, debido a las limitaciones de la industria electrónica, la fuente de alimentación de los equipos de limpieza por ultrasonidos era relativamente grande, con poca estabilidad y vida útil, y resultaba cara. Con el rápido desarrollo de la industria electrónica, ha surgido una nueva generación de componentes electrónicos. Debido a la aplicación de nuevos circuitos y componentes electrónicos, la estabilidad y la vida útil de las fuentes de alimentación por ultrasonidos se han mejorado aún más, su tamaño se ha reducido y los precios han bajado gradualmente. Las nuevas fuentes de alimentación por ultrasonidos se caracterizan por su pequeño tamaño, alta fiabilidad y larga vida útil, lo que mejora aún más la eficacia de la limpieza, mientras que los precios han bajado a un nivel aceptable para la mayoría de las empresas.
El equipo de limpieza por ultrasonidos consta de un tanque de limpieza, un generador de ultrasonidos y una fuente de alimentación. La máquina de limpieza por ultrasonidos de uso común en las fábricas de joyería (Figura 1-48) tiene ventajas tales como alta eficiencia de limpieza, buen efecto de limpieza, amplia gama de uso, bajo costo de limpieza, baja intensidad de mano de obra, y un buen ambiente de trabajo. Históricamente, la limpieza de las esquinas muertas, agujeros ciegos, y la suciedad de difícil acceso en piezas de joyería ha sido un problema complicado, pero la limpieza por ultrasonidos puede resolver este problema. Esto es particularmente importante para los productos de joyería, ya que son en su mayoría componentes complejos y delicados, por lo que las máquinas de limpieza por ultrasonidos uno de los dispositivos importantes indispensables en la fabricación de joyas.
