Criterios para la selección de materiales

Principales materiales disponibles:

- Metales ferrosos: aceros al carbono, aleaciones, inoxidables...

Metales no ferrosos: aluminio, magnesio, cobre, niquel, titanio, superaleaciones, metales refractarios, berilio,

zirconio, aleaciones de bajo punto de fusión y metales preciosos.

- Plásticos (polímeros): termoplásticos, termoestables y elastómeros.

- Cerámicos: vidrios, cerámicos vidriados, grafito, diamante.

Composites: plásticos reforzados, de matriz metálica, de matriz cerámica (materiales de ingeniería).

- Nanomateriales, aleaciones con memoria de forma, aleaciones amorfas, semiconductores,

superconductores y otros materiales avanzados con propiedades únicas.

Propiedades a tener en cuenta a la hora de seleccionar un material:

- Mecánicas (resistencia, tenacidad…).

- Físicas (densidad, calor especifico, conductividad eléctrica…).

- Químicas (oxidación, corrosión…).

- Propiedades de manufactura (determinan que tecnologías de fabricación son aplicables a cada material, si

se puede fundir, mecanizar…).

- Costo.

- Disponibilidad.

- Aspecto.

- Vida útil.

- Reciclaje.

Criterios para la selección de los procesos. Clasificación de los procesos de fabricación

Para cada producto y/o componente suelen existir diferentes procesos de fabricación posibles.

Existen diferentes criterios para clasificar los diferentes procesos de fabricación:

- Según el producto obtenido (solido, liquido o gaseoso, etéreo). Esta clasificación es demasiado sencilla e

implica algunas dudas, .donde incluimos los productos pastosos?

- Según el campo del sector productivo:

Procesos de Fabricación Mecánica: se obtienen productos en los que no se altera, en principio, su

composición química. Generalmente se obtienen productos sólidos.

Procesos de Fabricación Química: su objetivo principal es alterar la composición química del

material que se trabaje. Generalmente se obtienen productos líquidos y gaseosos, aunque también

sólidos.

Procesos de Obtención de Sistemas de Información: su objetivo es crear herramientas que sirven

de enlace y control de otros tipos de procesos.

La frontera entre un tipo de proceso y otro no es definitiva, existen procesos de fabricación que se pueden

considerar procesos mecánicos y químicos.

- Los Procesos de Fabricación Mecánica pueden ser:

Dar consistencia: se parte de materia prima en estado líquido, pastoso, granulado o gaseoso y se

obtienen productos sólidos (Ej. La fundición).

Conservar la consistencia: se transforma una materia conservando su masa, sin eliminar ni añadir

nada (Ej. Conformado por deformación plástica).

Disminuir la consistencia: se transforma una materia eliminando material (Ej. Mecanizado).

Aumentar la consistencia: se transforma una materia añadiendo material (Ej. Galvanizado).

Alternativas de clasificación de los procesos de fabricación:

- Producto final obtenido: se pueden obtener piezas/productos semiacabado, componentes, piezas/productos

finales, productos industriales, prototipos o productos de consumo. .Donde incluimos el reciclado?

- Material sobre el que se trabaja: metales (aceros y derivados, aluminio…), materiales plásticos

(termoplásticos, termoestables…), madera (madera natural, papel, conglomerados…), materiales compuestos,

vidrio (laminado, ornamental), cerámicas, porcelanas y textiles.

- Sector industrial al que se destina el producto obtenido (gremios artesanales ): automóvil, aeronáutico,

naval, ferroviario, electrónico, electrodomésticos, minería, mueble, forestal, juguetes, construcción, edificación

y obras públicas, petroquímico, energético, alimentario, médico y farmacéutico.

- Características del proceso : moldear, conformar, separar, unir, recubrir, modificar las propiedades del

material, modificar las propiedades del producto.

- Máquina y herramienta : prensas, fresadoras o centros de mecanizado, tornos o centros de torneado, hornos,

maquinas taladradoras, cilindros de laminación, máquinas de tracción o torsión. Algunas herramientas son

susceptibles de ser implementadas en varios tipos de máquinas o funcionar de manera autónoma:

herramientas de roscado, herramientas de atornillado, herramientas de marcado, herramientas de palpado.

- Grado de calidad del producto obtenido : no es lo mismo fabricar una tubería para la bajante de aguas

residuales de un edificio residencial, que una tubería para una bajante de aguas residuales de un centro de

investigación con productos altamente contaminantes o que una tubería para el circuito primario de una central

nuclear.

- Grado de innovación tecnológica del proceso: podemos diferenciar entre procesos convencionales y

procesos no convencionales. En general nos referimos a procesos en los que trabajamos con nuevos

materiales avanzados, que requieren nuevos procesos de fabricación, de conformado, alto requerimiento de

calidad, personal cualificado, procesos altamente automatizados, complejidad de formas, reducción de

desechos, nuevas herramientas… Aunque lo que hoy podemos denominar no convencional, manana será

convencional.

- Consideraciones ambientales: contaminan, no contaminan, uso eficaz de los recursos o no (materiales,

energía…), reciclado, reutilización...

- Otras clasificaciones: según costes, según tipo de energía…

En nuestro caso vamos a establecer la siguiente clasificación:

- Fundición: moldes desechables o moldes permanentes.

- Conformado por deformación plástica y moldeado: laminación, forja, extrusión, estirado o trefilado,

conformado de chapa, metalurgia de polvos y moldeo.

- Maquinado o Mecanizado: torneado, mandrilado, taladrado, fresado, cepillado, escariado y rectificado,

mecanizado por ultrasonidos, mecanizado químico, eléctrico y electroquímico; mecanizado por rayos laser.

- Unión: soldadura (blanda y fuerte), unión por difusión, por adhesión y unión mecánica.

- Acabado: pulido, tratamientos superficiales, satinado, recubrimiento…

- Nanofabricación: la tecnología más avanzada, capaz de producir piezas con dimensiones en el nivel nano

(una milmillonésima).

- La selección de un proceso o método de fabricación en concreto dependerá de múltiples factores: tipo de

industria, tipo de materiales, capacidad de la empresa de incorporar determinadas tecnologías…

FUNDICIÓN

Modelo y molde desechables y otros

Molde desechable, modelo permanente

Molde permanente

Fundición de revestimiento Molde de arena Molde permanente

Fundición a la espuma perdida Molde de cáscara A presión

Crecimiento de monocristales Molde cerámico Centrífuga

Proceso rotativo Por compresión

Conformado por deformación plástica

Laminación Forja Extrusión y estirado

Laminado plano Matriz abierta Extrusión directa

Laminado de perfiles Matriz cerrada Extrusión en frío

Laminado de anillos Recalcado Estirado

Formado por laminación Penetración Estirado de tubos