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En el presente artículo se muestra la determinación del grado de importancia de cuatro variables en la calidad del acabado superficial del concreto autocompactable de elementos de concreto fabricados en laboratorio. Se utilizaron tres materiales de formaleta (madera contrachapada fenólica, acero laminado en caliente y plástico), cuatro naturalezas de agente desmoldante (Sin desmoldante, de aceite mineral, de aceite vegetal y petrodiésel), dos tipos de superplastificantes a base de policarboxilatos y cuatro condiciones de curado durante 7 días (sin curado, con agua, con film plástico y con tela quirúrgica). En total se fabricaron en laboratorio 96 elementos de concreto autocompactable de dimensiones de 0.5 m X 0.5 m X 0.05 m. La calidad de la superficie de concreto de cada elemento fue evaluada y clasificada bajo la guía ACI 347.3R-13. Para determinar el nivel de influencia o grado de importancia de cada variable se utilizó el modelo de clasificación estadístico para datos categóricos de bosques aleatorios o random forest, en el cual los resultados arrojaron que la variable con mayor importancia es el agente desmoldante, seguido por el material de formaleta, el agente superplastificante y por último la condición de curado, sin embargo, dependiendo del tipo de material de formaleta la influencia de dichas variables puede ser alterada. This article shows the determination of the degree of importance of four variables in the quality of the surface finish of self-compacting concrete of laboratory-made concrete elements. Three fortminating materials (phenolic plywood, hot rolled Steel and plástic), four natures of release agent (No desoldering, mineral oil, vegetable oil and petrodiesel) were used, two types of superplasticizers at polycarboxylate base and four curing conditions for 7 days (uncured, with water, with plástic film and with surgical fabric). In total, 96 self-compacting concrete elements of 0.5 m X 0.5 m X 0.05 m dimensions were manufactured in the laboratory. The quality of the concrete surface of each element was evaluated and classified under the ACI 347.3R-13 guide. To determine the level of influence or degree of importance of each variable, the statistical classification model for random forest categorical data or random forest was used, in which the results showed that the most important variable is the desoldering agent, followed by the forblator material, the superplasticizing agent and finally the curing condition, however, depending on the type of fortire material the influence of such variables can be altered. Magíster en Ingeniería Civil Maestría

Se realizó un estudio experimental sobre el efecto de tres técnicas de suministro del fluido de corte (maquinado en seco, externo por chorro, internamente a través de la herramienta de corte) en la superficie resultante del proceso de fresado frontal sobre la aleación de aluminio AA7075. Se estudió el efecto sobre la rugosidad de superficie, y se identificó que los parámetros de rugosidad Rt, Rz y Rmax son los más sensibles al método de suministro del fluido de corte. También, se realizó un análisis morfológico de las superficies maquinadas mediante microscopía electrónica de barrido, encontrando que la interacción entre el borde de la herramienta y partículas intermetálicas ricas en hierro produjo los defectos de desgarros y adhesión en la superficie maquinada. Por último, se empleó la técnica de difracción de rayos-X, se determinó que las muestras maquinadas empleado los métodos de suministro con fluido de corte tienden a desarrollar esfuerzos residuales a compresión, en contraste, el maquinado en seco desarrollo esfuerzos a tensión. Adicionalmente, se realizó un estudio de transformaciones de fase, se observaron cambios en la microestructura superficial a partir de los análisis a los difractogramas de las muestras maquinadas, estos cambios indican el refinamiento de grano, por ejemplo, las muestras maquinadas con el método interno a alta presión presento un tamaño de grano mayor causado probablemente a la deformación direccional de la superficie maquinada, por otro lado, las muestras maquinadas en seco presentó una posible recristalización por temperatura, que originan tamaños de grano similares a los del material base. Abstract: This thesis presents an explanation of the effect of the cutting fluid supply method on the surface integrity, in the front milling process in the 7075 aluminum alloy. This study was addressed based on the analysis of the surface roughness and the surface microstructure. To do this, an experimental block design was proposed, in order to compare the effect of three cutting fluid supply methods on the surface roughness, from the DBCA, a specimen was designed under the parameters established in the experimental model, additionally, the design process considered the assembly possibilities of the HARTFORT SMC-5 machining center of the laboratory of machines and tools of the National University, guaranteeing a precise and rigid clamping of the raw material. The manufacturing plan was designed taking into account product and process engineering criteria; was simulated, before running it on the real machine. Samples were extracted from the surfaces of the machined test part by means of the wire electrical discharge machining process. These, first, the surface morphology was evaluated by means of the scanning electron microscopy, finding a series of superficial defects characteristic of each method used. | The second analysis was through an ANOVA (analysis of variance) evaluating the influence of the method of supply of cutting fluid on the surface quality. The results of the experimental design showed that the cutting fluid factor was not statistically significant on the surface roughness. To validate this result, the validation of the statistical assumptions was performed through a graphical analysis and statistical tests to approve the suitability of the selected experimental model. Finally, a study of x-ray diffraction was carried out in order to study the microstructure of the machined surface. In a study of phases, it was possible to demonstrate that the method of supply of cutting fluid causes partial changes in the surface and subsurface of the material, these changes are mainly due to an increase in temperature that causes the partial change. Maestría

Se ha fabricado y recubierto una serie de moldes físicos: chapas rectangulares de Al-Mg, con distintos materiales poliméricos que han permitido abarcar distintos puntos de vista de la ingeniería de superficies que se contemplan en las asignaturas implicadas en este proyecto. Sobre estos modelos se ha podido medir, verificar, proponer estudios, informes, etc., y se ha desarrollado actividades académicamente dirigidas y trabajos por competencias. A series of physical mouldings have been manufactured and coated: rectangular plates of Al-Mg, with different polymeric materials that have allowed including different points of view in the the engineering of surfaces that are contemplated in the subjects involved in this project. On these models it has been possible to measure, to verify, to propose studies, reports, etc., and has developed activities academically directed and works by competences.

Resumen: Las aleaciones de titanio son clasificadas dentro de los materiales difíciles de maquinar, no obstante, son usadas en la fabricación de componentes para las industrias aeroespacial, química, biomédica, debido a su excelente relación resistencia mecánica – peso, resistencia a la corrosión y buen desempeño a altas temperaturas. El proceso de fresado con herramienta de punta esférica es utilizado para la obtención de superficies de forma compleja, conformadas por secciones de superficie con curvaturas cero, positivas y negativas. En dichas condiciones, variables como el material de la pieza, el ángulo de inclinación del eje de la herramienta con respecto al vector normal de la superficie, el cambio de la sección transversal de la viruta y la variación del estado tensión-deformación, inciden directamente en la vibración de la herramienta, produciendo cambios anisotrópicos en la rugosidad superficial. En esta tesis se presenta una explicación del efecto de la estrategia de maquinado, en el proceso de fresado de acabado con herramienta de punta esférica, sobre la rugosidad y la microestructura superficial de la aleación de titanio Ti-6Al-4V, fue abordado con base en el modelamiento cinemático del proceso de maquinado y el modelamiento geométrico de la evolución del espesor de la viruta durante su proceso de formación. A efecto de comparación también fueron fabricadas superficies en la aleación de aluminio 7075. Fue diseñada una probeta con superficies de curvatura cero, positiva y negativa. El proceso de diseño consideró las posibilidades de montaje en un centro de mecanizado vertical de cuatro ejes, garantizando una sujeción precisa y rígida de la materia prima. El plan de manufactura fue diseñado teniendo en cuenta criterios de ingeniería de producto y proceso; y fue simulado, antes de ejecutarlo en la máquina real, en un centro de maquinado multiejes CNC virtual implementado en un sistema CAM. Los experimentos piloto permitieron validar el correcto desarrollo de la secuencia de operaciones de manufactura y la rigidez del montaje tecnológico. El comportamiento del vector de velocidad de corte, que define la dirección de desprendimiento de la viruta, fue modelado cinemáticamente en función de los radios de curvatura de la superficie y de la posición relativa entre el eje de la herramienta y el vector normal a la superficie. Debido a que la morfología de la viruta cambia, en función de la dirección del vector de velocidad de corte, el modelamiento geométrico permitió observar la evolución teórica del espesor de la viruta durante su proceso de formación. De las superficies de la probeta maquinada fueron extraídas muestras por medio del proceso de electroerosión de hilo. Se tomaron datos de rugosidad de las muestras de las superficies por medio de microscopia confocal y como resultado se detectaron mayores valores de rugosidad en zonas localizadas de las superficies cóncavas y convexas. Las zonas que presentaron mayor rugosidad superficial corresponden a aquellas en que el proceso de formación de la viruta ocurrió del menor al mayor espesor. En estas zonas se practicaron análisis de microscopía electrónica de barrido, encontrando virutas parcialmente formadas, adheridas y redepositadas sobre la superficie. Se realizaron análisis de microdureza sub-superficial que permitieron determinar una mayor microdureza en las zonas en dónde se presentó el defecto, con respecto a las zonas en donde no se presentó y con respecto al material base. De acuerdo con los análisis metalográficos realizados, en ninguna de las superficies estudiadas se presentó deformación plástica en la sub-superficie. El proceso de fresado de acabado con herramienta de punta esférica no generó el defecto en la aleación de aluminio 7075. De otra parte, el defecto sobre las superficies maquinadas de la aleación de titanio puede ser explicado por la interacción de varios factores: la alta fricción y dificultades para la formación inicial de la viruta, cuando esta se forma del menor al mayor espesor; la alta resistencia a la tracción de esta aleación de titanio junto con su bajo módulo de elasticidad; y a sus características de endurecimiento e inestabilidad termo-plástica durante el proceso de maquinado. Abstract: Titanium alloys are classified within the category of difficult-to-cut materials, nevertheless, they are used for the manufacturing of a great variety of components in the aerospace, chemical, and medical industries due to its excellent relation between mechanical resistance and weight, corrosion resistance and good performance at high temperatures. The CNC multi-axis machining process with a ball-end tool is commonly used to obtain free-form surfaces, which are formed by zero, positive and negative curvature surfaces. In these conditions, variables like the material of the part, the tool inclination angle with respect to the surface normal vector, the change of the transversal section of the chip, and the variation of the stress and strain tensors, have a direct influence on tool vibration, which produces anisotropic changes in the superficial roughness. This thesis present an explanation of the effect of the machining strategy, in the process of ball-end milling, on roughness and the superficial microstructure of the titanium alloy Ti-6Al-4V, was done on the basis of kinematic modeling of the machining process and the geometric modeling of the evolution of the thickness of the chip during its formation process. Surfaces were also produced in the aluminum alloy 7075 for the purpose of comparison. A test part was designed with zero-curvature surfaces, positive and negative. The designing process considered the possibilities of assembly in a 4-axis vertical machining center, guaranteeing precise and rigid subjection of the raw material. Product and process engineering criteria were taken into account in designing the manufacturing plan; and it was simulated, in a virtual CNC multi-axis machining center implemented in a CAM system before being done on the actual machine. The experiments made it possible to validate the correct development of the sequence of manufacturing operations and the stiffness of the technological setup. The performance of the cutting-speed vector, which defines the direction of formation of the chip, was modeled kinematically according to the radii of curvature of the surface and of the relative position between the axis of the tool and the normal vector to the surface. Due to the fact that the morphology of the chip changes, depending on the direction of the cutting-speed vector, the geometric modeling made it possible to observe the theoretical evolution of the thickness of the chip during its formation process. Samples were extracted from the surfaces of the machined test part by means of the wire electrical discharge machining process. Data were collected regarding the roughness of the samples by means of confocal microscopy and, as a result, greater roughness values were detected in localized zones of the concave and convex surfaces. The zones that presented greatest superficial roughness were those in which the process of forming the chip occurred from lesser to greater thickness. Electronic microscope scanning was done in these zones and partially formed chips were found, smeared and adhered to the surface. Analyses of subsurface micro-hardness were done which made it possible to determine greater micro-hardness in the zones where the defect appeared, with respect to the zones where it did not occur and with respect to the raw material. According to the metallographic analyses carried out, no plastic deformation of subsurface was detected on any of the surfaces studied. The ball-end milling process did not generate the defect in the aluminum alloy 7075. On the other hand, the defect on the machined surfaces of the titanium alloy can be explained by the interaction of various factors: the high friction and difficulties in the initial formation of the chip, when it is formed from lesser to greater thickness; the high tensile strength of this titanium alloy, together with its low elastic modulus; and to its work-hardening characteristics and thermo-plastic instability during the machining process Doctorado