TECNOLOGÍA DE LOS PROCESOS DE MANUFACTURA
LOGRO (S) DEL CURSO
Al finalizar el curso el alumno evalúa técnicamente procesos de manufactura y toma decisiones económicas y ecológicas respecto de dichos procesos; los procesos deben garantizar la calidad del producto y productividad del proceso. Los resultados los presenta en un informe escrito en forma clara, ordenada, y lo sustenta en una exposición.
Manufactura y el ingeniero industrial
El ingeniero industrial observa a la manufactura como un mecanismo para la transformación de materiales en artículos útiles para la sociedad. También es considerada como la estructuración y organización de acciones que permiten a un sistema lograr una tarea determinada.
UNIDAD 1 : INTRODUCCION, ESTRUCTURA DE LO PROCESOS DE MANUFACTURA
LOGRO:
Al término de la unidad, el alumno conoce y realiza el análisis de los diversos estados en que los materiales se pueden procesar en la industria, los clasifica y establece diferencias y semejanzas entre ellos, con el fin de obtener posibles métodos de manufactura para producir componentes específicos.
MODELO GENERAL DE LOS PROCESOS
Material (e) Material(s) (El material es producto + desperdicio Energía ( e) Energía ( s) Información (e ) Información ( s)
Un proceso de material puede ser descrito mediante el correspondiente sistema de flujos: flujo de material, flujo de energía y flujo de información. El término “proceso”, se puede definir, como un cambio en las propiedades de un objeto, incluyendo geometría, dureza, estado y contenido de información.
Proceso
FLUJO DE MATERIALTrata del estado del material al cual se le cambia la geometría y/o propiedades, del proceso utilizado para realizar el cambio y del tipo de flujo que caracteriza al proceso.
Flujo de Material
Estado del Material
Solido
Granular
Liquido
Gaseoso
Proceso Básico
Mecánico
Térmico
Químico
Tipo de Proceso
Conservación de Masa
Reducción de Masa
Unión
Estado del Material.-
-Estados en que el material puede ser procesado: sólido, líquido, granular y gaseoso.-Cuando se procesan materiales compuestos, pueden aparecer al mismo tiempo diferentes estados.-El estado granular puede ser considerado como una subdivisión del estado sólido.-Los diferentes estados de los materiales dan por resultado estructuras de proceso muy diferentes.-Además del estado del material, su composición también es importante.-Los materiales también pueden caracterizarse por sus propiedades térmicas, químicas, mecánicas y de manufactura.
Materiales homogéneos incluyen mezclas homogéneas y materiales puro, en forma de elementos y compuestos químicos. Materiales heterogéneos incluyen mezclas mecánicas.
Procesos básicos
-Crean cambios en la geometría y/o en las propiedades de los materiales. -Se caracterizan por la naturaleza de su interacción con el material.-Un proceso de manufactura consiste generalmente en una serie de procesos básicos que constituyen la estructura del flujo de material.Cualquier serie de procesos básicos puede dividirse en tres fases típicas:Fase 1, procesos básicos de calentamiento, fusión, aserrado, recorte: confieren al material un estado adecuado para efectuar el cambio primario de geometría y/o de propiedades.Fase 2, procesos básicos primarios ( de acuerdo con el objetivo primario), permiten crear la geometría y/o los cambios de propiedades deseados. Fase 3, procesos básicos (enfriamiento, solidificación, eliminación de rebabas) que confieren al componente el estado final especificado. Los procesos básicos asociados a las fases 1 y 3 se llaman procesos básicos secundarios.
Procesos básicos
MecánicosDeformación elásticaDeformación plásticaFractura frágilFractura dúctilFlujoMezclaSeparaciónColocaciónTransporte
TérmicosCalentamientoEnfriamientoFusiónSolidificaciónEvaporaciónCondensación
QuímicosSolución/disoluciónCombustiónEndurecimientoPrecipitaciónTransformación de faseDifusiónEtc
Esta clasificación se basa en la naturaleza de la interacción con el material de trabajo
Tipo de proceso
Se divide en:1- Flujo directo, correspondiente a procesos de conservación de masa (dM=0): La masa inicial del material de trabajo (materia prima) es igual, o casi igual, a la masa final del material trabajado (producto final), solo cambia de forma. Ejemplo: forja, extrusión, laminación.
2- Flujo divergente, correspondiente a procesos de reducción de masa (dM<0): Se efectúa un cambio de forma a través de la remoción de material. Ejemplo: mecanizado en torno, fresadora.
3- Flujo convergente, correspondiente a procesos de ensamble o unión (dM>0): La geometría final se obtiene ensamblando o uniendo componentes, de manera que la masa de la geometría final es aproximadamente igual a la suma de las masas de los componentes, los cuales se manufacturan usando algunos de los métodos previos o ambos. Ejemplo: Procesos de soldadura
Conformación de materiales en estado líquido
Incluye las siguientes fases:Fase 1: fusiónFase 2: conformación (creación de forma).Fase 3: solidificación ( estabilización de la forma)En la práctica, las fases 2 y 3 pueden estar más o menos integradas.El proceso depende de la composición química del material, de su afinidad hacia el medio circundante, de su absorción de gases y otros factores.Producida la fusión, se requiere la disponibilidad de un molde adecuado para una solidificación apropiada.Después de la solidificación, el producto se enfría a temperatura ambiente, produciéndose una contracción uniforme determinada por la diferencia entre la temperatura de fusión y la ambiente. Esta contracción se compensa empleando un molde ligeramente mayor que el producto terminado.
Conformación de materiales en estado líquido
Conformación de materiales en estado líquido
Conformación de materiales en estado sólido
Procesos de conservación de masa.- En la conformación de metales, el proceso básico primario es la deformación plástica de tipo mecánico. La capacidad de un material para experimentar deformación plástica está determinada principalmente por su ductilidad. La curva esfuerzo-deformación proporciona información al respecto.Procesos de reducción de masa.- Son procesos mecánicos (fractura dúctil o frágil), químicos (disolución y combustión) o térmicos (fusión). Lo procesos basados en la fractura, industrialmente son los más importantes, ya que incluyen todos los procesos de corte, el comportamiento de un material al proceso de corte se conoce como maquinabilidad (interacción entre la herramienta de corte y el material)Procesos de unión.- Principalmente se considera al proceso de soldadura por fusión.
Procesos de conservación de masa
Procesos de reducción de masa Arranque de viruta
Procesos de union-soldadura
Conformación de materiales en estado granular
Todos los materiales que pueden producirse en estado granular pueden ser compactados y sinterizados.Un material granular es una mezcla de partículas o granos sólidos que pueden tener tamaños variados. Cada grano o partícula puede ser una combinación de unidades más pequeñas (los cristales de los granos metálicos).El uso de este proceso se justifica por; -El material solo puede producirse en estado granular. -La manufactura del producto es más económica que por otros métodos. -Los componentes pequeños son difíciles de producir por otros métodos.
Conformación de materiales en estado granular
VIDEOS CLASE
Aceros Arequipa - Proceso de Producción v.2011 http://www.youtube.com/watch?v=pb66CS8YeQwG-1 Carga y fusiónG-2 producción de palanquillasG-3 Control de calidad: MP y producto terminadoG-4 laminación en caliente y alambrónG-5 SSO, Medio ambiente.G-6 Uso de residuos.