U1-Materiales

Tecnologa I

Introduccin 1. Definiciones Diseo para fabricacin

2. Seleccin de materiales

3. Propiedades de los materiales

4. Estados y cambio de la materia

5. Propiedades fsico-mecnicas, qumicas y tecnolgicas

6. Conceptos sobre rugosidad superficial

7. Conceptos de economa en la fabricacin

Tecnologa I

Diseo (del Latn Designare: marcar, designar )

1. m. Traza o delineacin de un edificio o de una figura.

2. m. Proyecto, plan. Diseo urbanstico

3. m. Concepcin original de un objeto u obra destinados a la

produccin en serie. Diseo grfico, de modas, industrial

4. m. Forma de cada uno de estos objetos. El diseo de esta

silla es de inspiracin modernista

5. m. Descripcin o bosquejo verbal de algo.

6. m. Disposicin de manchas, colores o dibujos que

caracterizan exteriormente a diversos animales y plantas.

Diseo para fabricacin

Revolucin Industrial 1750/1914

Eli Whitney (1765/1825) a los 13 pelador de manzanas; a

los 28 desgranadora de algodn; a los 40, mosquetes.

Henry Ford (1863/1947)

Concepto de Fordismo:

Sistemas alta produccin,

Bajo costo,

Maquinaria especializada,

Nmero elevado de trabajadores.


1940 Anlisis de valor: produccin con valor al menor costo 1950 Valor ingenieril: diseo con factibilidad tecnolgica

1960 Producibilidad: General Electric Handbook

1970 Ensamblabilidad: estrategias acelerar producciones

Concepto de Diseo para fabricacin

TOTAL EVOLUCION


1 1940 Anlisis de valor: produccin con valor al menor costo

1950 Valor ingenieril: diseo con factibilidad tecnolgica

1960 Producibilidad: General Electric Handbook

1970 Ensamblabilidad: estrategias acelerar producciones

Concepto de Diseo para fabricacin

TOTAL EVOLUCION

Total colaboracin entre disciplinas

Seleccin de materiales

Seleccin de materiales paso decisivo y complicado

Mas de 80.000 materiales de uso tecnolgico

40.000 metlicos + 40.000 no metlicos

Metales : Hierro, Cobre, Aluminio, Magnesio, etc.

Cermicos : rojas, blancas , cemento, yeso, almina, etc.

Polmeros: PE, PS, PP, PVA, PS, ABS, PMMA, PTFE, etc.

Elastmeros : Gomas, Elsticos, etc.

Vidrios : Translcidos, Opacos, Cristal, etc.

Compuestos : Fibras, Kevlar, C - C, Cermets, ect.

Seleccin de materiales

Propiedades de los materiales

Propiedad forma o modo de ser

Cuerpo: peso, geometra y tamao

Material: densidad, resistencia, dureza y muchas otras mas

Estructura atmica Estructura cristalina Defectos estructurales Microestructura Macroestructura

Tensin Corrosin

Temperatura Radiacin Vibracin

Ciencia de

Materiales

Ingeniera de

Materiales

Propiedades de

Materiales

Estructura Comportamiento


Producto: envase contenedor

Metlicos Cermicos Polimricos

Material tpico Aluminio Vidrio Polietileno

Resistencia Alta Alta Baja

Tenacidad Alta Baja Baja

Dureza Moderada Alta Baja

Resistencia a la corrosin Alta Alta Alta

Conductividad trmica Alta Baja Baja

Facilidad de conformado Alta Alta Alta

Facilidad de reciclado Alta Alta Baja

Peso (en funcin de ) Bajo Moderado Bajo

Rigidez Baja Alta Baja

Costo Moderado Moderado Moderado

Propiedades de los materiales Propiedades Fsicas

Estructura

Densidad

Temperatura de fusin

Presin de vapor

Viscosidad

Porosidad

Permeabilidad

Reflectividad

Transparencia

Propiedades pticas

Estabilidad dimensional

Propiedades Elctricas

Conductividad

Constante dielctrica

Fuerzas cohesivas

Histresis

Propiedades Nucleares

Media Vida

Estabilidad

Propiedades Trmicas

Conductividad

Calor especfico

Coeficiente dilatacin trmica

Emisividad

Absorvidad

Resistencia a la llama

Propiedades Mecnicas

Dureza

Mdulo de elasticidad

de tensin

de compresin

Curva Tensin Deformacin

Comportamiento a la fatiga

a la fractura

al impacto

a altas temperaturas

Comportamiento al desgaste

a la abrasin

a la adhesin

a la erosin

al desgaste por corrosin

Comportamiento balstico

Propiedades Qumicas

Potencial Electroqumico

Corrosin - Degradacin

atmosfrica

medios clorados o salinos

cidos

gases calientes

rayos ultravioletas

Oxidacin

Estabilidad trmica

Estabilidad biolgica

Corrosin bajo tensin

Dao por Hidrgeno

Propiedades

Tecnolgicas

Colabilidad

Forjabilidad

Soldabilidad

Embutibilidad

Templabilidad

Maquinabilidad


Material Densidad

[gr/cm3]

Material Densidad

[gr/cm3]

Material Densidad[

gr/cm3]

Metales

Aluminio

Estao

Platino

Mercurio

Hierro

Plomo

2,6

7,3

21,5

13,6

7,8

11,4

Cinc

Magnesio

Acero

Cobalto

Nquel

Fundicin Fe

7,1

1,7

7,8

8,8

8,7

7,2

Cobre

Oro

Bronce

Cromo

Plata

Latn

8,9

19,3

8,4-9,2

6,9

10,5

7,3-8,4

No Metales

PELD PEHD PTFE

PC

0,92

0,96

2,17

1,20

PVC

PP

PA

PI

1,40

0,90

1,14

1,39

PMMA

PS

PET

1,22

1,06

1,36

Cedro

Abedul

0,32

0,62

Pino

Roble

0,35

0,68

Arce 0,48

Porcelana

N4Si3

2,5-2,8

2,5-3,2

Al2O3

Vidrio

3,98

2,5

CSi 3,10

Lquidos

Agua

Alcohol

1

0,79

Aceite

Gas-oil

0,92

0,85

Glicerina Fuel-

oil

1,26

0,98

Slido Lquido Gas

T Fusin T Vaporizacin

Estados y cambios de la materia

T Solidificacin T Condensacin


Material T fusin Material T fusin Material T fusin

Mercurio -39C Magnesio 648C Nquel 1452C

PE baja 115C Aluminio 660C Cobalto 1490C

PE alta 137C Bronce 900C Hierro 1535C

PVC 200C Latn 940C Platino 1764C

Estao 232C Plata 960C Slice 1800C

Plomo 327C Oro 1063C Cromo 1875C

PTFE 327C Cobre 1090C Almina 2015C

Zinc 419C Fundicin 1230C Grafito 3700C


Lf = Lo + Lo . . T = Lo . ( 1 + . (Tf - To) )

Material Coeficiente Material Coeficiente Material Coeficiente

Aluminio 0,000024 Cinc 0,000029 Cobre 0,000017

Estao 0,000027 Magnesio 0,000026 Oro 0,000015

Platino 0,000009 Acero 0,000012 Bronce 0,000018

Antimonio 0,000011 Cobalto 0,000018 Cromo 0,000009

Hierro 0,000012 Nquel 0,000013 Plata 0,000020

Plomo 0,000029 Fundicin Fe 0,000010 Latn 0,000019

Propiedades mecnicas: t, f y

Propiedades mecnicas: t, f y

Trac Flue. Costo Metales

Aluminio

Aluminio

Magnesio

Cobre

Cobre

Latn

Latn

Acero

Acero

Acero

Acero

Acero

Acero

Fundicin

Fundicin

99,6%Al

4,5%Cu

3%Al,1%Zn

Recristalizado

Laminado en fro

90%Cr, 10%Zn

70%Cr, 30%Zn

0,2%C, laminado en caliente

0,2%C, laminado en fro

0,8%C, laminado en caliente

0,45%C aleado, laminado en caliente

0,45%C aleado, tratado trmicamente

Inoxidable, 18%Cr 8%Ni Gris, 3%C 2%Si Nodular, 3%C 2%Si, con TT.

7,30

49,21

26,71

22,49

35,15

32,34

53,42

38,66

42,88

78,73

70,30

210,90

77,33

28,60

150,00

2,81

42,18

19,68

7,73

28,12

7,73

44,29

21,09

35,85

43,58

56,24

203,80

52,72

28,60

130,00

43

13

9

45

6

65

8

25

15

10

25

8

35

> 1

8

8,33

8,33

13,33

16,66

16,66

15

15

1

1

1

1,66

1,66

7,33

1

1,33

No Metales

PELD ABS

Resinas

Elastmero

Madera

Polimerizacin lineal

Polimerizacin lineal con injertos

Fenlicas, polimerizadas en red #

Caucho - Goma

Roble, fibras naturales

2,81

5,62

4,90

2,10

0,56

100

20

0

700

0

5,33

11,33

11,66

Vidrio

CTi

Base Silicato de Sodio

Cermico avanzado

0

91,39

0

91,39

0

0

0,66

66,66

Propiedades mecnicas: impacto

Propiedades mecnicas

Dureza

Concentrador de tensiones

Fatiga

CQ, oxidacin, corrosin

Propiedades qumicas

Propiedades tecnolgicas

Colabilidad

Forjabilidad

Soldabilidad

Embutibilidad

Templabilidad

Maquinabilidad

Rugosidad superficial

Conceptos de economa en la fabricacin

Tipo de aleacin del material Forma de suministro del material: barra, alambre, tubo, plancha, lmina, etc.

Tamao de la pieza: dimensiones y tolerancias Condicin y tipo de un posible tratamiento trmico Terminacin superficial Especificaciones de calidad. Cantidad. Maquinabilidad y/o soldabilidad.


Desde el prototipo a la produccin en masa

Prototipo (1)

Muestrario (10/100)

Produccin en masa ( )


1. Mecanizada desde una barra slida o un tubo.

2. Fundida en forma horizontal, con un noyo central.

3. Fundida en forma vertical, con un noyo de tipo aro.

4. Forjado horizontal + mecanizado agujero central.

5. Forjado vertical + preformado previo p/agujero central.

6. Partiendo de un tubo + soldadura de extremos.

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