Post on 20-Dec-2015
Criterios para la selección de materiales
Principales materiales disponibles:
- Metales ferrosos: aceros al carbono, aleaciones, inoxidables...
Metales no ferrosos: aluminio, magnesio, cobre, niquel, titanio, superaleaciones, metales refractarios, berilio,
zirconio, aleaciones de bajo punto de fusión y metales preciosos.
- Plásticos (polímeros): termoplásticos, termoestables y elastómeros.
- Cerámicos: vidrios, cerámicos vidriados, grafito, diamante.
Composites: plásticos reforzados, de matriz metálica, de matriz cerámica (materiales de ingeniería).
- Nanomateriales, aleaciones con memoria de forma, aleaciones amorfas, semiconductores,
superconductores y otros materiales avanzados con propiedades únicas.
Propiedades a tener en cuenta a la hora de seleccionar un material:
- Mecánicas (resistencia, tenacidad…).
- Físicas (densidad, calor especifico, conductividad eléctrica…).
- Químicas (oxidación, corrosión…).
- Propiedades de manufactura (determinan que tecnologías de fabricación son aplicables a cada material, si
se puede fundir, mecanizar…).
- Costo.
- Disponibilidad.
- Aspecto.
- Vida útil.
- Reciclaje.
Criterios para la selección de los procesos. Clasificación de los procesos de fabricación
Para cada producto y/o componente suelen existir diferentes procesos de fabricación posibles.
Existen diferentes criterios para clasificar los diferentes procesos de fabricación:
- Según el producto obtenido (solido, liquido o gaseoso, etéreo). Esta clasificación es demasiado sencilla e
implica algunas dudas, .donde incluimos los productos pastosos?
- Según el campo del sector productivo:
Procesos de Fabricación Mecánica: se obtienen productos en los que no se altera, en principio, su
composición química. Generalmente se obtienen productos sólidos.
Procesos de Fabricación Química: su objetivo principal es alterar la composición química del
material que se trabaje. Generalmente se obtienen productos líquidos y gaseosos, aunque también
sólidos.
Procesos de Obtención de Sistemas de Información: su objetivo es crear herramientas que sirven
de enlace y control de otros tipos de procesos.
La frontera entre un tipo de proceso y otro no es definitiva, existen procesos de fabricación que se pueden
considerar procesos mecánicos y químicos.
- Los Procesos de Fabricación Mecánica pueden ser:
Dar consistencia: se parte de materia prima en estado líquido, pastoso, granulado o gaseoso y se
obtienen productos sólidos (Ej. La fundición).
Conservar la consistencia: se transforma una materia conservando su masa, sin eliminar ni añadir
nada (Ej. Conformado por deformación plástica).
Disminuir la consistencia: se transforma una materia eliminando material (Ej. Mecanizado).
Aumentar la consistencia: se transforma una materia añadiendo material (Ej. Galvanizado).
Alternativas de clasificación de los procesos de fabricación:
- Producto final obtenido: se pueden obtener piezas/productos semiacabado, componentes, piezas/productos
finales, productos industriales, prototipos o productos de consumo. .Donde incluimos el reciclado?
- Material sobre el que se trabaja: metales (aceros y derivados, aluminio…), materiales plásticos
(termoplásticos, termoestables…), madera (madera natural, papel, conglomerados…), materiales compuestos,
vidrio (laminado, ornamental), cerámicas, porcelanas y textiles.
- Sector industrial al que se destina el producto obtenido (gremios artesanales ): automóvil, aeronáutico,
naval, ferroviario, electrónico, electrodomésticos, minería, mueble, forestal, juguetes, construcción, edificación
y obras públicas, petroquímico, energético, alimentario, médico y farmacéutico.
- Características del proceso : moldear, conformar, separar, unir, recubrir, modificar las propiedades del
material, modificar las propiedades del producto.
- Máquina y herramienta : prensas, fresadoras o centros de mecanizado, tornos o centros de torneado, hornos,
maquinas taladradoras, cilindros de laminación, máquinas de tracción o torsión. Algunas herramientas son
susceptibles de ser implementadas en varios tipos de máquinas o funcionar de manera autónoma:
herramientas de roscado, herramientas de atornillado, herramientas de marcado, herramientas de palpado.
- Grado de calidad del producto obtenido : no es lo mismo fabricar una tubería para la bajante de aguas
residuales de un edificio residencial, que una tubería para una bajante de aguas residuales de un centro de
investigación con productos altamente contaminantes o que una tubería para el circuito primario de una central
nuclear.
- Grado de innovación tecnológica del proceso: podemos diferenciar entre procesos convencionales y
procesos no convencionales. En general nos referimos a procesos en los que trabajamos con nuevos
materiales avanzados, que requieren nuevos procesos de fabricación, de conformado, alto requerimiento de
calidad, personal cualificado, procesos altamente automatizados, complejidad de formas, reducción de
desechos, nuevas herramientas… Aunque lo que hoy podemos denominar no convencional, manana será
convencional.
- Consideraciones ambientales: contaminan, no contaminan, uso eficaz de los recursos o no (materiales,
energía…), reciclado, reutilización...
- Otras clasificaciones: según costes, según tipo de energía…
En nuestro caso vamos a establecer la siguiente clasificación:
- Fundición: moldes desechables o moldes permanentes.
- Conformado por deformación plástica y moldeado: laminación, forja, extrusión, estirado o trefilado,
conformado de chapa, metalurgia de polvos y moldeo.
- Maquinado o Mecanizado: torneado, mandrilado, taladrado, fresado, cepillado, escariado y rectificado,
mecanizado por ultrasonidos, mecanizado químico, eléctrico y electroquímico; mecanizado por rayos laser.
- Unión: soldadura (blanda y fuerte), unión por difusión, por adhesión y unión mecánica.
- Acabado: pulido, tratamientos superficiales, satinado, recubrimiento…
- Nanofabricación: la tecnología más avanzada, capaz de producir piezas con dimensiones en el nivel nano
(una milmillonésima).
- La selección de un proceso o método de fabricación en concreto dependerá de múltiples factores: tipo de
industria, tipo de materiales, capacidad de la empresa de incorporar determinadas tecnologías…
FUNDICIÓN
Modelo y molde desechables y otros
Molde desechable, modelo permanente
Molde permanente
Fundición de revestimiento Molde de arena Molde permanente
Fundición a la espuma perdida Molde de cáscara A presión
Crecimiento de monocristales Molde cerámico Centrífuga
Proceso rotativo Por compresión