Fabricación nociones

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Ingeniería	Estudio y aplicación, por especialistas, de las diversas ramas de la tecnología
Tecnología	1. Conjunto de teorías y de técnicas que permiten el aprovechamiento práctico del conocimiento científico 2. Conjunto de los instrumentos y procedimientos industriales de un determinado sector o producto
Ciencia	Conjunto de conocimientos obtenidos mediante la observación y el razonamiento, sistemáticamente estructurados y de los que se deducen principios y leyes generales
Fabricación	1. Acción y efecto de fabricar 2. Aplicación de procesos físicos y químicos para modificar la geometría, propiedades y apariencia de un material de partida para generar piezas o productos. 3. Transformación de materiales en productos de mayor valor
Fabricar	1. Producir objetos en serie, generalmente por medios mecánicos 2. Construir un edificio, un dique, un muro o cosa análoga
Manufactura	1. Obra hecha a mano o con auxilio de máquina 2. Lugar donde se fabrica
Producir	1. Fabricar, elaborar cosas útiles 2. Crear cosas o servicios con valor económico
Ingeniería de Fabricación	ciencia que estudia los procesos fabricación de componentes, con la adecuada precisión dimensional, así como de la maquinaria, herramientas y demás equipos necesarios para llevar a cabo la realización física de tales procesos, su automatización, planificación y verificación
En el inicio de la fabricación se usaron 3 materiales	Piedra, cerámica y metal
Desarrollo de la máquina de vapor Fecha y consecuencia	- Finales del siglo XVIII - Revolución Industrial - Elevadas potencias en diferentes localizaciones - Avance de los procesos de fabricación - Crecimiento de la producción
Revolución Industrial Características	sustitución de la fuerza física del trabajador por la potencia mecánica
Operaciones de fabricación en la producción de productos	 Operaciones de transformación  Operaciones de control de calidad  Operaciones de transporte y manipulación  Operaciones de almacenamiento
Proceso de Fabricación	conjunto de operaciones que permiten obtener productos según especificaciones de diseño (planos e instrucciones) a partir de preformas o materias primas, con el apoyo de recursos de producción (materiales, equipos auxiliares, energía, información, personal, etc.), realizado en un sistema de fabricación, mediante el empleo de una máquina o instalación con un método óptimo, de acuerdo a ciertas reglas conocidas y sometido simultáneamente a parámetros no controlados
Tipos de procesos de fabricación	- Operaciones de proceso - Operaciones de unión
Operaciones de proceso	el material de trabajo se transforma de una etapa a otra más avanzada, hasta llegar al estado final deseado para el producto
Operaciones de unión	ensamblar dos o más componentes para crear una nueva entidad
operaciones de proceso tipos	 Operaciones de conformado  Operaciones de mejora de propiedades  Operaciones de procesado de superficies
Operaciones de conformado	a. Fundición, moldeado b. Procesado de partículas c. Procesos de deformación d. Procesos de eliminación de material
Fundición,moldeado	el material inicial se calienta lo suficiente para llevarlo a un estado líquido o a un estado altamente plástico (semifluido).Se vierte en una cavidad donde se solidifica, adoptando la forma de la misma. Casi todos los materiales pueden conformarse de esta forma:metales, vidrios cerámicos y plásticos.
Procesado de partículas	polvo fino metálico o cerámico es prensado en una matriz a alta presión, adoptando la forma de la misma. Es necesario calentarla a una temperatura por debajo de su punto de fusión (sinterización) para que las partículas individuales se cohesionen.
Procesos de deformación	un material dúctil se deforma por la aplicación de fuerzas que superan el límite a la deformación plástica del material. La ductilidad es necesaria para evitar la rotura. Para aumentar esta propiedad se calienta el material de partida. Se usa en metales
Procesos de eliminación de material	se quita el exceso de material para formar la geometría final. Los procesos tradicionales son el torneado, fresado, aplicados sobre metales sólidos, utilizando herramientas de corte y abrasión de materiales más duros que la pieza de trabajo. Pero también se emplean descargas eléctricas, erosión química, rayos láser o haces de electrones.
Operaciones de mejora de propiedades	Aumentan el valor del material porque mejoran sus propiedades físicas o mecánicas sin alterar (casi siempre) su forma inicial. Son tratamientos térmicos como el temple o el recocido. Ej: resistencia elevada en aleaciones de aluminio para aeronaves; aleaciones de titanio para elevados esfuerzos
Operaciones de procesado de superficies	limpiar, tratar, revestir o depositar materiales en la superficie para proteger contra la corrosión, resistir al desgaste, preparar para operaciones posteriores o la apariencia de la pieza. Incluye medios mecánicos (chorro de arena) y químicos (implantación iónica) para eliminar la suciedad, grasa o contaminantes. Ej: anodizado del aluminio, los recubrimientos orgánicos (pinturas), o los procesos de deposición por película delgada.
Operaciones de Unión	- soldadura - el pegado por adhesivos - la unión por fijaciones mecánicas
Tipos de soldadura	Soldadura por fusión (por arco eléctrico,por resistencia,con gas,otros procesos) ; Soldadura en estado sólido (por difusión, por fricción, ultrasónica) ; Soldadura Fuerte-Blanda
Soldadura por arco eléctrico	Se calienta la superficie. A veces se aplica presión y generalmente se utiliza metal de aportación.
Soldadura por resistencia	la fusión se obtiene con el calor generado por la resistencia eléctrica al paso de un flujo eléctrico entre las partes en contacto
Soldadura con gas	mediante una mezcla de gases combustible y comburente que producen una llama para fundir los componentes
Soldadura por fusión con otros procesos	utilizan otras fuentes de energía. Ej: la soldadura por rayo láser o la soldadura con haz de electrones
Soldadura en estado sólido	Se usa Presión solamente o Presión y Calor (Tª por debajo del pto de fusión de los metales). No se usa material de aportación.
Soldadura por difusión	se colocan dos superficies bajo presión con calor
Soldadura por fricción	la unión se obtiene mediante el calor de la fricción entre las dos superficies
Soldadura ultrasónica	Se aplica presión moderada entre las dos partes, en dirección paralela a las superficies de contacto. La combinación de fuerzas normales y vibratorias produce tensiones que eliminan las capas superficiales produciéndose la unión atómica de las superficies.
Soldadura fuerte-blanda	Con material de aportación y sin fusión del metal base. Se funde el metal de aportación y se reparte mediante capilaridad entre las superficies de las partes metálicas que van a unirse. Se usa cuando el metal base tiene poca soldabilidad, cuando se unen metales distintos o no se necesita mucha resistencia en la unión. Tª de fusión del metal de aportación <450ºC blanda ; >450ºC fuerte (inferior al pto de fusión del metal)
Pegado con uniones adhesivas	Se usa adhesivo (casi siempre polímero) sometido al galvanizado (para cambiarlo de líquido a sólido) a través de una reacción química (polimerización, condensación o vulcanización.)
Condiciones del Pegado con uniones adhesivas	a) superficies limpias b) el adhesivo, en su fase líquida, debe conseguir una humidificación completa de las superficies c) es conveniente una cierta rugosidad superficial, de forma que el área de contacto aumente y se facilite el entrelazado mecánico
Tipos de adhesivos	a) Adhesivos naturales b) Adhesivos inorgánicos c) Adhesivos sintéticos
Adhesivos naturales	fuentes naturales: las gomas, el almidón, el flúor de soja, la dextrina y el colágeno. Su uso está limitados a aplicaciones de baja tensión (cartulinas, libros, muebles), o cuando se trata de grandes áreas de superficie (madera contrachapada)
Adhesivos inorgánicos	Basados principalmente en el silicato de sodio y en el cloruro de magnesio. Son de bajo coste pero tienen muy poca resistencia
Adhesivos sintéticos	Son los más importantes a nivel industrial; incluyen diversos polímeros termoplásticos y duroplásticos (termoendurecibles). Algunos de ellos se aplican en forma de películas o recubrimientos. Ejemplos : adhesivos epóxicos,silicón, uretano.
Fijaciones mecánicas	facilidad de ensamble y desmontaje. No requiere mano de obra ni herramientas especializadas, tecnología simple y tiempo breve, con fácil inspección de resultados. Es ventajoso para traslado de productos grandes o pesados y sustitución de piezas en mantenimiento.
Fijaciones/uniones mecánicas: Tipos	a) uniones desmontables: fijaciones roscadas, como tuercas y tornillos b) uniones permanentes: remaches y roblones
Automatización	Proceso de hacer que las máquinas sigan un orden predeterminado de operaciones con poca o ninguna mano de obra, usando equipos especializados que ejecutan y controlan los procesos de fabricación.
¿En qué áreas se ha implementado la automatización?	Procesos de fabricación. Manipulación de materiales. Inspección. Ensamble. Empaquetamiento.
Metrología	La metrología industrial se ocupa de asegurar el adecuado funcionamiento de los patrones e instrumentos de medida empleados en la industria y en los procesos de producción y verificación.
Metales	sólidos a temperatura ambiente; relativamente pesados; las superficies pulidas presentan un brillo elevado, pero la mayoría se oxidan y se corroen con rapidez.
¿Por qué se caracteriza el magesio?	Por su baja densidad
¿Por qué se caracteriza el titanio?	por su elevada relación resistencia-masa
¿Por qué se caracteriza el cobre?	Por sus excelentes propiedades eléctricas
Tipos de metales	Ferrosos y no ferrosos
Metales ferrosos. Definición y cuales son los más importantes	Materiales cuya matriz básica es el hierro, y tienen cantidades variables de carbono.Los más importantes son el acero (es aleación de hierro y carbono que contiene de 0,02 a 2,11 % de carbono) y el hierro colado (fundición gris)
¿Por qué el acero es el material más utilizado?	 Buena resistencia mecánica  Relativo bajo coste frente a otros metales  Facilidad para procesarlo en una gran variedad de operaciones
Hierro colado	Aleación de hierro y carbón (2% a 4%) que se utiliza principalmente en la fundición en arena. También se encuentra presente el silicio (0,5% a 3%)
Propiedades de algunos Metales no ferrosos	 Alta conductividad térmica  Baja densidad elevada ductilidad  Elevada relación resistencia/peso  Facilidad de fabricación  Color atractivo  Elevada resistencia a la corrosión  temperatura de fusión es relativamente baja  módulo de elasticidad bajo  baja tensión de fluencia
Metales no ferrosos más importantes	cobre, aluminio, magnesio, cinc, titanio y sus aleaciones.
Materiales cerámicos	Contienen compuestos de materiales metálicos y no metálicos, ya sean óxidos metálicos, carburos, nitruros o vidrios. Son duros y frágiles, baja densidad, elevada temperatura de fusión, baja conductividad térmica, resistencia al choque térmico, al desgaste, a la corrosión y a la oxidación.
Materiales cerámicos: 5 grupos	 Vidrios  Cerámicas tradicionales o productos de la arcilla (azulejos, ladrillos, etc.)  Nuevas cerámicas de altas prestaciones  Cemento  Rocas y minerales
Materiales polímeros Ventajas	 Son fáciles para conformar en geometrías complejas, en la forma prácticamente final.  baja densidad,alta resistencia a la corrosión, baja conductividad térmica y eléctrica.  Requieren menos energía que los metales para su producción, ya que su temperatura de procesado en inferior.  Son muy utilizados en materiales compuestos.
Materiales polímeros limitaciones	 Baja resistencia en relación a metales y cerámicas.  Reducido módulo de elasticidad, que en el caso de los elastómeros es favorable  Bajo rango de temperatura útil (<350º).  Algunos son sensibles a la luz.  Algunos son difíciles de reciclar.
Clases de polímeros	a) Polímeros naturales b) Termoplásticos c) Termofijos d) Elastómeros
Polímeros naturales	celulosa, lignina o las proteínas
Polímeros Termoplásticos	Son sólidos a temperatura ambiente, calentándose a temperatura no muy elevada, se convierten en líquidos viscosos. Comercialmente son los más importantes. No se degradan mucho.
Polímeros Termofijos	Primero se calientan para hacer que se ablanden y fluyan en el moldeo. Con temperaturas elevadas producen una reacción química que endurece el material y lo convierte en un sólido que no se funde. Si se recalienta, se degrada en lugar de ablandarse.
Polímeros elastómeros	extrema capacidad de extensión cuando se someten a esfuerzos mecánicos reducidos, alargándose algunos de ellos hasta 10 veces su longitud, recuperando completamente su forma original al cesar el esfuerzo
Materiales compuestos	Son materiales diferentes, cuyas identidades se mantienen después de que se haya formado el nuevo componente. Formados por partículas o fibras de una fase (fase dispersa) mezcladas con una segunda fase denominada matriz, que rodea a la primera. La matriz puede ser polimérica (la más común) metálica o cerámica.
Materiales compuestos según la fase dispersa	1) compuestos reforzados con partículas, 2) compuestos reforzados con fibras, 3) compuestos estructurales
Materiales compuestos según la matriz	1)Compuestos de matriz metálica (MMC); 2) Compuestos de matriz cerámica (CMC); 3)Compuestos de matriz polimérica (PMC).
¿Qué so los cermets?	Metal+Cerámica. El más común es el de partículas de carburo de wolframio (metal duro) unidas a cobalto metálico, o los plásticos reforzados con fibra de vidrio o de carbono.

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