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Materiales para diseño

Angie Lorena Moreno Mateus diseño Español

Contenido del mapa

Metales
- Definicion
  - Los metales son elemetos no quimicos carracterizados por su brillo, alta conductividad termica y electrica, ductilidad, maleabilidad y resistencia mecanica. Se encuentran en la naturaleza en forma mineral y se extraen mediante procesos de mineria y refinamiento.
- Clasificacion
  - Metales ferrosos (contienen hierro)
    - Acero
    - Hierro fundido
    - Hierro forjado
  - Metales no ferrosos (no contienen hierro)
    - Alumunio
    - Cobre
    - Plomo
    - Zinc
    - Estaño
  - Metales precisos
    - Oro
    - Plata
    - Platino
    - Paladio
  - Metales ultraligeros y ligeros
    - Magnesio
    - Titanio
    - Aluminio
  - Metales pesados
    - Mercurio
    - Plomo
    - Tugsteno
- Propiedades generales
  - Fisicas
    - Alta densidad
    - Conductividad electrica y termica
    - Brillo metalico
  - Mecanicas
    - Resistencia
    - Ductilidad (se pueden estirar en hilos)
    - Maleabilidad (se pueden laminar en hojas)
  - Quimicas
    - Pueden reaccionar con oxigeno formando oxidos (corrosion), algunos son resistentes a la oxidacion como el oro y el platino
- Usos principales
  - Construccion
    - Estructuras metalicas, herramientas, maquinas pesadas
  - Electronica
    - Cables electricos (cobre, aluminio), circuitos (oro, plata)
  - Transporte
    - Automoviles, barcos, aviones (alumino, acero)
  - Joayeria
    - Oro, plata, platino
  - Medicina
    - Protesis, instrumentos quirurgicos (titatio, acero inoxidable)
- Procesamiento y obtencion
  - Mineria
    - Extraccion de minerales metalicos
  - Refinamiento
    - Eliminacion de impurezas mediante proceos quimicos o termicos
  - Aleaciones
    - Mezcla de metales para mejorar sus propiedades (acero=hierro + carbono)
- Recilaje y sostenibilidad
  - Los metales pueden reciclarse y reutilizarse sin perder sus propiedades, lo que ayuda a reducir el impacto ambiental y el consumo de recursos naturales
Ceramicos
- Tipos
  - Ceramicos tradicionales (basados en arcilla)
    - Ladrillos
    - Porcelana
    - Loza
    - Azulejos
  - Ceramicos avanzados (Materiales diseñados para aplicaciones industriales y tecnologicas)
    - Carburos
    - Nitruros
    - Oxidos
- Definicion
  - Los ceramicos son materiales inorganicos y no mtalicos, obtenidos a partir de compuestos como arcillas, oxidos, carburos y nitruros. Se caracterizan por su alta dureza, resistencia termica y quimica. pero suelen ser fragiles
- Propiedades generales
  - Alta resistencia termica y a la corrosion
  - Aislantes electricos y termicos
  - Dureza y rigidez elevadas
  - Fragilidad, pueden romperse con impactos bruscos
  - Baja densidad, lo que hace ligeros en comparacion con metales
- Principales usos
  - Construccion: Ladrillos, baldosas, sanitarios, revestimientos
  - Electronica: condensadores, aislantes, superconductores
  - Medico: protesis dentales, implantes oseos
  - Aeroespacial y automatizacion: recubrimientos termicos, frenos ceramicos
  - Industria quimica: Refractareos para hornos, tuberias resistentes a corrosion
- Procesamiento y obtencion
  - Moldeo de arcillas o polvos ceramicos en la forma deseadad
  - Secado para eliminar el agua
  - Coccion o sintetizacion a altas temperaturas para endurecer el material
- Reciclaje y sostenibilidad
  - Las ceramicas tien un reciclaje dificil, pero pueden reutilizarse como relleno en construccion
Polimeros
- Tipos
  - Segun su origen
    - Naturales
      - Celulosa
      - Caucho natural
      - Proteinas
      - ADN
    - Sintetricos
      - Polietileno
      - Nailon
      - Poliester
      - PVC
  - Segun su comportamiento termico
    - Termoplasticos
      - Se ablandan con el calor y pueden moldearse varias veces
        PET
    - Termoestables
      - No se reblanden con el calor una vez moldeados
        Baquelita
        Resinas epoxi
    - Elastomeros
      - Tienen alta elasticidad y resistencia mecanica
        Caucho sintetico
        Silicona
- Definicion
  - Los polimeros son macromoleculares por la repeticion de unidades estructurales llamadas manomeros, que estan unidas mediante enlaces quimicos. Pueden ser naturales o sinteticos y presentan una gran variedad de propiedades segun su composicion y estructuta.
- Porpiedades generales
  - Baja densidad en comparacion con los metales y ceramicos
  - Alta resistencia quimica, no se corroen facilmente
  - Baja conductividad termica y electrica, utiles como aislantes
  - Flexibilidad y elasticiddad, depentiendo del tipo de polimero
  - Algunos son trasparentes, como el PET o el policarbonato
- Principales usos
  - Industrial del embalaje: Bolsas plasticas, botelleas, envases (PET, polietileno)
  - Textiles: Ropa sintetica (poliester, nailon, spandex)
  - Construcion: tuberias, revestimientos, aislamiento termico (PVC, poliuretano)
  - Electronica: Componentes aislantes, carcasas (ABS, Policarbonato)
  - Automotriz y aeroespacial: Piezas ligeras, neumaticos, recubrimientos (fibra decarbono, poliuretano)
  - Medicina: protesis, suturas absorbibles, dispositivos medicos (silicona, polieros biodegrabales)
- Procesamiento y obtencion
  - Polimerizacion
    - Proceso quimico en el que los monomeros se enlazan formando macromoleculas
  - Modelo y extrusion
    - Metodos de fabricacion para dar forma a los polimeros
  - Reciclaje
    - Algunos polimeros pueden reciclarse para reducir l impacto ambiental
- Reciclaje y sostenibilidad
  - Algunos polimeros como el PET y el polietileno pueden reciclarse, mientras que otros como ciertos termoestables son mas dificiles de reutilizar. Se investiga el desarrollo de biopolimetos biodegrabales como alternativa ecologica
Materiales compuestos
- Tipos
  - Compuestos con matriz matalica (MMC)
    - Utilizan metales como aluminio o titanio con refuerzos ceramicos o de carbono
  - Compuestos con matriz polimerica (PMC)
    - Plasticos reforzados con fibra de vidrio, carbono o kevlar
  - Compuestos con matriz ceramica (CMC)
    - Ceramicas reforzaas con fibra de carburo de silicio o carbono para mejorar su resistencia al choque termico
- Definicion
  - Los materiales compuestos son aquellos formados por dos o mas materiales diferentes, combinados para obtener propiedades superiores a las de sus componentes individuales. Generalmente, constan de una fase matriz (material base) y una fase de refuerzo (material que mejora la resistencia, rigidez u otras propiedades)
- Propiedades generales
  - Alta resistencia mecanica y rigidez en comparacion con los materiales tradicionales
    - Ligereza, lo que los hace ideales para aplicaciones en aviacion y automocion
      - Resistencia a la corrosion y agentes quimicos, dependiento del tipo de matriz
        Baja condustividad termica y electrica, especialmente en compuestos polimericos y ceramicos
        Buena capacidad de diseño, pueden fabricarse con formas y estructuras especificas
- Principales usos
  - Aeroespacial: Partes estructurales de aviones y naves espaciales (fibra de carbono, kevlar)
  - Automotriz: Componentes ligeros y resistentes para automoviles deportivos y electricos
  - Construccion: Materiales de alta resistencia para puentes, vigas y refuerzos estructurales(concreto reforzado con fribra)
  - Deportes: Bicicletas, raquetas, cascos y esquis de alto rendimiento
  - Medicina: Protesis oseas, implantes dentales y dispositivos medicos avanzados
- Procesamiento y obtencion
  - Moldeo y laminacion: Se combinan capas de refuerzo con la matriz en moldes
  - Curado termico: En algunos casos, se someten a altas temperaturas para mejorar la rigidez y adhesion
  - Tecnicas avanzadas: infusion de resina, impresion 3D, autoclave para compuestos de alta tecnologia
- Reciclaje y sostenibilidad
  - El reciclaje de materiales compuestos es complejo debido a la dificultad de separar sus componente, pero se investigan nuevas tecnologias para reutilizacion de fibras y reduccion de desechos insutriales
Maderas
- Tipos
  - Segun su dureza
    - Maderas duras
      - Provienen de arboles de crecimiento lento (son densas y resistentes)
        Robles
        Caoba
        Nogal
    - Maderas blandas
      - Provienen de arboles de crecimiento rapido (son mas ligeras y faciles de trabajar)
        Pino
        Abeto
        Cedro
  - Segun su tratamiento
    - Madera natural
      - No ha sido procesada, solo cortada y secada
    - Madera cortada
      - Ha pasado por procesos de proteccion contra humedad, plagas o fuego
    - Madera industrializada
      - Transformada en productos derivados como contrachapado, MDF o aglomerado
- Definicion
  - La definicion es un material natural, renovable y biodegradable obtenido del tronco de los arboles, Se compone principalmente de celulosa, hemicelulosa y lignina, lo que otorga resistencia, flexibilidad y durabilidad. Es ampliamente utilizada en construccion, mobiliario, carpinteria y artesania
- Propiedades generales
  - Resistencia mecanica alta en relacion con su peso
    - Dureza y densidad variable segun la especie
  - Higroscopicidad, absorbe y libera humedad
  - Aislante termico, cortar y ensamblar
- Principales usos
  - Construccion: vigas, pisos, techos, puertas ventanas
  - Mobiliario: Mesas, sillas, armarios, estaterias
  - Carpinteria y artesanias ; Instrumentos musicales, esculturas, decoraciones
  - Industria del papel: Materia prima para pulpa de papel y carton
  - Energia: combustible en forma de leña o biomasa
- Procesamiento y obtencion
  - Tala y corte: Extraccion de los arboles y corte en tablones
  - Secado: Eliminacion de humedad para evitar deformaciones
  - Tratamiento: Aplicacion de quimicos o procesos termicos para mejorar la durabilidad
  - Transformaciones: Elaboracion de productos terminados o derivados
- Reciclaje y sostenibilidad
  - El uso sostenible de la madera implica reforestacion, certificaciones ambientales (FSC, PEFC) y reciclaje de productos de madera. Ademas, se fomenta la utilizacion de maderas recicladas y compuestas para reducir la deforestacion.
Vidrio
- Definicion
  - El vidrio es un material inorganico, amorfo y trasparente, compuesto principalmente por silice (SiO2) Se obtiene mediante la fusion de materiales y su enfriamiento sin cristalizacion
- Tipos
  - Vidio comun
    - soda cal
      - Uso general ventanas y botellas
  - Vidrio templado
    - Mas resistente, se fragmenta en trozos pequeños
      - Parabrisas y mamparas
  - Vidrio laminado
    - Combinado con laminas plasticas para mayor seguridad
      - automoviles, arquitectura
  - Vidrio borosilicato
    - Alta resistencia termica y quimica
      - Laboratorios, utensilios de cocina
- Propiedades generales
  - Trasnparencia y capacidad de transmision de luz
  - Dureza y resistencia a la compresion
  - Fregilidad, pero puede mejorarse con tratamientos como templado o laminado
  - Impermeabilidad y resistencia quimica
- Principales usos
  - Construccion: Ventanas, fachadas, aislmiento termico
  - Automocion: parabrisas, espejos
  - Electronica: Pantallas de dispositivos, fibra optica
  - Laboratorios y cocina: Cristaleria de laboratorio, utensilios resistentes al calor
  - Decoracion y diseño: Lamparas, esculturas, vitrañes
- Procesamiento y obtencion
  - Fusion de materias primas (silice, sodio, calcio) en hornos a altas temperaturas
  - Formado en placas o moldes
  - Enfriamiento controlado para evitar tensiones internas
- Reciclaje y sosteniblidad
  - El vidrio es 100% reciclable sin perder calidad, lo que lo hace una opcion ecologica en la industria

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Descripción: diseño Mapa Mental sobre Materiales para diseño, creado por Angie Lorena Moreno Mateus el 09/03/2025.
Creado por: Angie Lorena Moreno Mateus
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