Download - Proceso de selección de materiales
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IniciemossteMTAanalizandolasiguienteinterroganteQumaterialseutilizaparaconstruirelfuselajedelaavioneta?Evaluacindelascaractersticasdelproducto;entreestas:1. Debeserliviano.2. Debetenerlaresistenciamecnicaparasoportarloscomponentesdelanaveyprotegeral
pasajero.
Anlisistcnico; paraqueelmaterialcumplaconlascaractersticasdelproductodebetener:1. Bajadensidad;sepuedeutilizar:polmeros(papel,plstico),metales(aluminio,magnesio)2. Resistenciamecnicaytenacidad,sepuedeutilizar:metales(aluminio,acero).considerar
queladensidaddelaceroes3vecesladensidaddelaluminio.3. Resistentealaoxidacinyalacorrosin,sepuedeutilizarpolmeros(papel,plstico),
metales(aluminio,aceroinoxidable),considerarqueladensidaddelaceroinoxidablees3vecesladensidaddelaluminio.
4. Soportartemperatura,paraquenoseinflameconlaenergatrmicadelosmotores.sepuedeutilizarmetalesocermicos.
ConclusinDeacuerdoalascaractersticasrequeridasporelproducto,seconcluye queelmaterialidneoparaconstruirelfuselajedelaavionetaeselaluminio.Por:subajadensidad,resistenciamecnica,buenaresistenciaalaoxidacinycorrosinysoportartemperaturasde600C.
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Laseleccindelmaterialdeunproducto,esunprocesoiterativo,entreelproducto(necesidad),eldiseo,elmaterialyelprocesodemanufactura.Elmaterialseleccionadodebe:1. Tenerlaspropiedadesexigidasporelproducto.2. Estardisponibleenelmercado3. Nocontaminarelmedioambiente,sedebefomentarelreciclaje.4. DeberserdebajocostoElprocesodeseleccincomienzaidentificandolascaractersticasdelproducto.Teniendolanecesidad(producto),secomienza:1. Definiendolascaractersticasdelproducto,deacuerdoalanecesidadquedebesatisfacer.2. Seelaboraeldiseodelproducto,paradefinirlasdimensiones,losacabadosyotras
caractersticasdelproducto.3. Seseleccionaelmaterial,quetengalascaractersticasdelproducto.Sinosecuentaconel
materialapropiado,seretornaalaetapadediseo,parahacerloscambios,quepermitanutilizarlosmaterialesdisponibles,teniendopresentequeelmaterialseareciclableyeconmico.
4. Porltimo;seevalalasdificultasquesepuedenpresentarenelprocesodemanufactura.Selmaterialnecesitaunmtodoespecialdetransformacinyestemtodonoesdisponible,seseberetornaralaetapadediseoparautilizarotromaterial.
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userTypewriterEn ambos se retorna al inicio, si no es factible
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Parmetrosdeseleccin.Sonlosrequisitosyrestriccionesquesedebetenerpresenteenelprocesodeseleccindelosmateriales,deundeterminadoproducto,paracumplirconlascondicionestcnicas,comerciales,gubernamentales,dediseo,demanufacturaymontaje.Principalesparmetrosdeseleccin.1. Propiedadesdelmaterial:serefierealaspropiedadesmecnicas.fsicas,qumicasyde
manufacturaquedebetenerelmaterial2. Accindelmedioambientesobreelmaterial,seconsideracomoelambienteinfluenciaen
laspropiedadesovidatildelmaterial.3. Vidatil:periodoestimadodeduracindelproducto.4. Restriccionesecolgicas,sedaprioridadalosmaterialesquesereciclanysuutilizacinno
afectaelmedioambiente5. Disponibilidaddelmaterialenelmercado,esnecesarioconocersielmaterialpropuesto
estadisponibleenelmercado,paraevaluarlafactibilidaddefabricarelproducto.6. Cdigosonormasquereglamentanelusodelmaterial,selproductoestanormadola
seleccindelmaterialesestarestringidoacumplirlonormado.7. Procesodefabricacin,permiteevaluarlafactibilidadycostodetransformacindel
material.8. Costo.Determinaelvalordelproducto,esimportanteconsiderarcuandohayrestricciones
econmicas.
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Eselprocedimientoquesesigueparalaadecuadaseleccindelmaterial.
Procedimiento:1. Identificarelproducto,serealizaparadeterminarlaspropiedadesquedebetenerelmaterialaseleccionaryconsisteendeterminar:
Lafuncindelproducto: Lascaractersticasdelproducto. Elambienteenelcualseutiliza.
2. Identificarlaspartesocomponentesdelproducto:permitedeterminarsitodosloscomponentesdelproductopuedenserfabricadosdelmismomaterialosondiferentes,paraestoesnecesarioconocer:
Funcindecadacomponenteenelproducto. Caractersticasquedebetenerelmaterialdecadacomponenteparaquecumpla
sufuncinenelproducto. Identificarlapropiedadesquedebetenerelmaterial
3. Influenciadelmedioambienteenelmaterial,esnecesarioconocercomoelmedioambienteinfluyeenlavidatildelproducto,paraprevenirytenerlopresenteeneldiseo.
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4. Procesodemanufacturayrestriccionesecolgicas,enfuncindelascaractersticasdelproducto,seplanificalosmtodosdeproduccin,quegaranticenlaspropiedadesexigidaalmaterial.
5. Costoyfacilidaddeadquisicin, evaluarladisponibilidadeconmica,paradefinirelvalordelproducto,selmaterialnoestadisponibilidadenelmercado,puedeencareceroretrasarlafabricacin.6. Seleccindelosmaterialesquecumplenlaspropiedades,serealiza:
Utilizandotablas,manuales,normas,catlogosdeproveedoresdelosmateriales. Conlainformacin,recopiladaseanalizanlosmaterialesdisponiblesendosomas
etapas,comenzandoconagruparlosmaterialesporpropiedadessemejantes(ejemplo:metales,cermicos,polmeros).
Definidoelboquedematerialesquesepuedenutilizar,sepasaaevaluarpropiedadesespecificasdelmaterial(ejemplo,losmtalessepuedeagruparenmetalespesados,livianos,inoxidables,etc.)
Elmaterialseleccionadodebecumplirconlascaractersticastcnicas,lasrestriccionesecolgicas,yeconmicas,quedenalproductolavidatilesperada.
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Debidoalaltonmerodefactoresqueinfluyenenlaseleccindemateriales, losmtodosutilizadosparaseleccionarreducenlosparmetrosdeseccinlimitndosealosmasimportantes.Deacuerdoaestoseplanteantresmtodosdeseleccindemateriales.
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1. Mtodotradicional.Enestemtodo,elingenieroescogeelmaterialquecreemsadecuado,enbasesuexperienciadeutilizarpartesquetieneunfuncionamientosimilaryquehantenidobuenosresultados.Estemtodotambinesconocidocomomaterialesdeingenieradepartessimilares.Elmtodomantienebuenaaceptacindebidoalosiguiente: Elingenierosesienteseguroconunmaterialconocido,utilizadoyensayado Enalgunoscasosestemtodocontribuyealaestandarizacindelstock Considerandoqueelmaterialyafueutilizado,lascaractersticasdelmaterialylosprocesode
transformacinsonconocidos,evitandoprdidadetiempoenensayosyprocesos.Sinembargo,elusodeestemtodo,enocasionesconduceadeficiencias,yaquenosehaceunestudiorealdelambientedetrabajodelcomponenteoequipo,elcualpuedeserdecisivoalahoradeescogerelmaterial.Noexisteelmaterialperfecto.Setratadesaberelegirelmaterialadecuadoparalosrequisitosdesuaplicacin.
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2. Mtodogrficodeseleccindematerial.Estemtodoseapoyaengraficas(conocidascomomapasdemateriales),enlasqueserelacionanporparesciertaspropiedadesdelosmateriales.Elmtodofuediseadoexclusivamenteparaserutilizadodurantelaetapaconceptualdelaseleccindemateriales.Enestosmapassepuedehacerunaaproximacindelmaterialmsadecuado(pertenecienteaunadeterminadafamiliademateriales),conbaseenlarelacindelaspropiedadesmsimportantesquedebeposeerelcomponente.Comoejemplodeunpardepropiedadesquerelacionanenestosmapasestnelmdulodeelasticidadenfuncindeladensidad,comosemuestraenladiapositiva.Comoesdeesperarse,raravezelcomportamientodeuncomponentedependeslodeunapropiedad.Deigualmanera,diagramascomolosdeAshby,muestranquelaspropiedadesdelasdiferentesclasesdematerialespuedenvariarenampliosintervalos(dependiendodelestadodeestos),formandogruposqueseubicanenreascerradas,zonasocamposentalesdiagramas.Esosignifica,queunamismafamiliadematerialespuedetenerunaapreciablevariacinensuspropiedades,generandouncampoozonaenlosmapas.Enestosmapasserelacionaentreotras,propiedadeslaresistenciamecnica,elmdulodeelasticidad,ladensidad,latenacidad,laconductividadtrmica,ladifusividad,laexpansintrmicayelcosto.
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3. Mtododeseleccindematerialesconayudadebasesdedatos.Estemtodosesustentaenlasbasesdedatossobremateriales,quehansidoconstruidasparacomercializacin ysondistribuidasporlosvendedoresdemateriales.Estasbasesdedatossonelresultadodeinvestigacionesenensayosdemateriales.Lasbasesdedatossedividenbsicamenteendoscategoras,numricasyliterariasodereferenciasbibliogrficas.DentrodelasmsimportantesbasesdedatosestnelbancodedatosdelaASTM,laSAE,laASM,laAISI,laNASA,etc.Unabasededatos;pblicaelmaterialquehaadquiridogranimportanciaporlacantidaddedatosyvariedaddematerialesquemaneja,puedeserconsultadaenlapginaweb.www.matweb.com.Laseleccindematerialesconayudadeestasbasesdedatos,partedelconocimientodelasprincipalespropiedadesquesedebentenerpresenteparaunfinespecfico.Elprogramasolicitaelvaloraproximadodelaspropiedadesquedebetenerelcomponenteylistaunoovariosmaterialesquepuedenservir.Sonvariaslasfuentesdondesecompilanbasesdedatos.Enformaescrita,estasbasesdeinformacinpuedenserencontradasentextosyenartculospublicadoscomoresultadoinvestigacin.
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Comoejemplodeseleccindemateriales,desarrollemoslaseleccindelosmaterialesautilizarenlafabricacion deundestornillador.Identificacindelproducto: Funcin:Hacergirarlostornillos,parainstalarlosodesinstalarlos. Caracterstica:debeser:Resistente,durable,cmodoparaoperarlo,sedebedefinirlaforma
ydimensiones,delapuntaplana. Ambientetrabajo:serutilizadoeninstalacioneselctricasymecnicas.
PartesoComponentesdeldestornillador1. Cuerpoypunta2. Mango
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Para seleccionarelmaterialdelcuerpodeldestornillador,Seidentificalafuncindelcuerpoparadeterminarlaspropiedadesquedebetener:Funcin:Transmitireltorquequeseejerceenelmangoaltornillo,atravsdelapuntadeldestornilladorylaranuradelacabezadeltornilloCaractersticasdelmaterialdelcuerpo,debeser: Resistenciaalpandeo Evitarrpidadeformacinpermanente Resistentealindentado EvitarroturaconpocoesfuerzoParaqueelcuerpotengalascaractersticassealadas,elmaterialdebetenerlassiguientesPropiedades: AltoModulodeelasticidad Buenaresistenciamecnica(Esfuerzodefluencia) BuenaDureza TenacidadConestapropiedadesseconstruyelatabladeevaluacin,paracompararlosdiferentesmaterialesposiblesdeserutilizados.
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Conociendolaspropiedadesdelosmateriales,sehapreparadolatabladeevaluacinparatresalternativasdematerialesdisponiblesparaconstruirelcuerpodeldestornillador.
Observandoelresultado,enelcuadrodeevaluacin
Enestaprimeraevaluacinserecomiendaqueparaelcuerpodeldestornillador:sedebeutilizarunMETAL.Ahoraquedaenrealizar,unanuevaevaluacinparadeterminarquemetalserecomiendautilizar.
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Enlaseleccindelmaterialdelmangodeldestornillador,Seidentificalafuncindelmango;paradeterminarlaspropiedadesquedebetener:Funcin: Producireltorquerequeridoparaajustaroaflojareltornillo,porlafuerzatangencialejercidaeneldimetroexteriordelmangoporeloperador.
Caractersticas: Comodidadenlamanipulacin. Malconductordelaelectricidad. Evitarlaroturaconpocoesfuerzo. Facilidaddefabricacin
Paraqueelmangotengalascaractersticassealadas,elmaterialdebetenerlassiguientesPropiedades: Texturaypesoapropiado Malaconductividadelctrica Buenatenacidad DefcilfabricacinConestapropiedadesseconstruyelatabladeevaluacin,paracompararlosdiferentesmaterialesposiblesdeserutilizados.
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Conociendolaspropiedadesdelosmateriales,sepreparalatabladeevaluacinparatresalternativasdematerialesdisponibles;paraconstruirelmangodeldestornillador.
Observandoelresultado,enelcuadrodeevaluacin
Seconcluyequeparaelmangodeldestornilladorsepuedeutilizar:maderaopolmero.
Utilizandounnuevoparmetro,queinfluyanenelmaterialdelmangosepuededecidircualdelosdosmaterialesseutiliza,ejemplopuedeserelcosto
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