Introducción a los procesos de fabricación

Departamento de Ingeniería Mecánica y Fabricación Tecnología Mecánica II. ETSII. UPM

Historia Fabricación Años Desarrollos 1500–1600 Energía hidráulica para trabajo en metales; laminado para acuñación de moneda 1600–1700 Torno manual para Madera, calculadoras mecánicas 1700–1800 Mandrinado, torneado, roscado en torno, prensa troqueladora 1800–1900 Torno copiador, torreta de torno, fresadora universal; calculadora mecánica avanzada 1808 Tarjetas de chapa perforadas para control automático de telares 1863 Pianos automáticos (Pianola, Organillo) 1900–1920 Torno con selección de velocidad; roscado automático; embotellado automático 1920 Primer empleo de la palabra Robot 1920–1940 Máquinas Transfer; producción en grandes serie 1940 Primera máquina de calculo electrónica 1943 Primera computadora electrónica digital 1945 Primer empleo de la palabra Automatización 1948 Invento del transistor 1952 Primer prototipo de máquina CN 1954 Desarrollo del lenguaje simbólico APT (Automatically Programmed Tool); Control adaptativo 1957 Máquinas de CN disponibles comercialmente 1959 Circuitos integrados; primer uso del término tecnología de grupos 1960s Robots Industriales 1965 Ciruitos integrados a gran escala 1968 Controles lógicos programables 1970 Primer sistema Integrado de fabricación; soldadura robotizada para carrocerías de automóviles 1970s Microprocesadores; Sistemas de fabriacación flexible; aplicaciones de la tenología de grupos 1980s Inteligencia Artificial; robots inteligentes; sensors inteligentes; 1990s Sistemas de fabricación integrados; inteligencia distribuida; telecomunicaciones y redes globales de

fabricación; lógica borrosa; redes neuronales; herramientas de Internet

• Ciclo de lanzamiento de un producto

Formas y procesosForma geométrica Procedimiento de fabricación Superficies planas Laminado, brochado, fresado, conformado, rectificado Piezas con cavidades Fresado de acabado, electroerosión, mecanizado

electroquímico, moldeo Piezas con características afiladas

Moldeo con molde permanente, mecanizado, rectificado, Pulvimetalurgia

Formas delgadas huecas

Moldeo, electrodeposición

Formas tubulares Extrusión, trefilado, laminado de forma, moldeo Secciones transversales

Trefilado, extrusión, torneado, rectificado

Pequeños agujeros Laser, electroerosión, mecanizado electroquímico Texturas en superficies Moleteado, rectificado, etching, deposición, texturizado

laser Detalles en superficies Estampado, moldeo, mecanizado Piezas roscadas Mecanizado de rosca, laminado de rosca, rectificado

de rosca Piezas muy grandes Moldeo, forja, montaje Piezas muy pequeñas Microfresado, Micromoldeo, etching, pulvimetalurgia,

LIGA, micromecanizado

Alternativas de fabricación

Métodos posibles para la fabricación de una pieza (a) Moldeo o pulvimetalurgia, (b) forja (c) extrusión, (d) mecanizado (e) unión de dos piezas

Mecanizado de cavidad

Elementos comunes

Evaluación del tiempo

• Unidad de medida en fabricación• Tiempos de fabricación

– Preparación• Carga y descarga• Programación, simulación, inspección• Tiempos muertos

– Conformado• Productividad y flexibilidad

Evaluación de costes

• Costes fijos. No sufren variación• Costes variables. Asociados a una

magnitud y proporcionales a esta• Concepto de automatización flexible

Elementos de fábrica

• Almacenes• Máquinas• Transporte• Personal

Almacenes

• Idea antigua del almacén. “Satisfacer la demanda sea cual sea su intensidad”

• Idea actual. “Eliminarlos”– Costes inmovilizado– Costes de no calidad

• Intermedios– Idea antigua. Pulmones de regulación– Idea actual. Subconjuntos de piezas

Máquinas

• Ubicación racional para adaptarse al flujo de material. Minimizar el transporte

• Manuales de operación detallados• Mejoras con valor añadido

– Transporte– Tiempo de fabricación– Mejora desmontaje

Transporte

• Constituye una inversión• Movimiento origina coste• Costes de no calidad

Personal

• Delimitación y especificación de tareas• Procurar comodidad y satisfacción• Plan de incentivos y mejora continua• Técnicas nuevas pueden encontrar

fuerte resistencia• Eliminar costes que aun generando

valor añadido no generan satisfacción del cliente

Elementos del mercado• Productos

– Reducción de plazos de entrega– Vida corta del producto– Acortamiento de series– Calidad y precio del producto

• Fabricación– Tiempos de preparación– Tiempos de fabricación– Automatización flexible– Participación activa de empleados

• Clientes– Gusto variable– Mayor nivel adquisitivo– Mayor formación. Productos sofisticados

Operación de taladrado

• Manual– Coste máquina bajo– Preparación

• Plantilla• Utillaje

– Mecanizado• Marcado• Punteado• Taladrado• Movimientos

manuales

• Automatica– Coste de maquina

alto– Programación CNC– Tiempo prep. Bajos– Tiempo mec. Bajos

Organigrama

Planificación Programación

Operaciones

Lanzamiento Control

Seguimiento

Talleres

Of.TécnicaProducción

Mantenimiento

Of. TécnicaMantenimiento

Jefe de producción

Dpto. de Producción

Estimac. Demanda

Ventas

Métodos

Costes

Dpto. Administración

Fabric. asistida

Of. CAD/CAM/CAE

Dpto. Tecnico

Plan Inspec.Diseño operac.

Calidad Prod.

Dpto. Calidad

Dirección general

Of. Técnica producción

• Planificación de la producción– Necesidades de máquinas, herramientas, utillaje,

personal, etc.• Programación de la producción

– Programación a 1 mes con revisiones semanales– Diagramas de ocupación

• Diseño de operaciones– Fases, operaciones, preparación

• Lanzamiento– Elaboración de documentación

Clasificación de procesos

Moldeo de metalesMetal Casting

Deformación PlásticaForming ang Shaping

Arranque de materialMaterial removal

UniónJoining

Superficie/MicrofabricaciónSurface/Microfabrication

Conformado no metálicosNon metallic Forming

Medida e inspecciónMetrology and instrumentation

AutomatizaciónAutomation

Ingeniería de los procesos de fabricaciónManufacturing Technology