La evolución de la historia de la humanidad ha estado unida a la habilidad para seleccionar los materiales que ofrece la naturaleza y a utilizarlos para resolver las diferentes necesidades que han ido surgiendo con el paso de los siglos

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UNIDAD 3 y 4: “Selección de Materiales” y “Manufactura”

Ing. En Materiales no Metálicos.

Ingeniería Mecánica.

       Ávila Galeana Miguel Ángel                          No. Control 14121180                                                      

                                                                                                                   26/MAYO/2017

INDICE.

INRODUCCION

La evolución de la historia de la humanidad ha estado unida a la habilidad para seleccionar los materiales que ofrece la naturaleza y a utilizarlos para resolver las diferentes necesidades que han ido surgiendo con el paso de los siglos. La innovación en ingeniería a menudo significa el uso inteligente de un nuevo material para una aplicación determinada. Los clips de plástico y los álabes cerámicos de las turbinas representan intentos de mejorar con polímeros y con cerámicos lo que previamente se hacía con metales.

 Los desastres en ingeniería con frecuencia están causados por un mal uso de los materiales. Cuando un avión cae al suelo porque aparecen fisuras en alguna de sus alas, se debe a que los ingenieros que lo diseñaron emplearon materiales equivocados o no entendieron las propiedades de éstos. Por ello es vital que el ingeniero profesional conozca cómo se seleccionan los materiales y sepa cuál se ajusta a las demandas del diseño, demandas económicas y estéticas, así como de resistencia y durabilidad. El diseñador debe comprender las propiedades de los materiales y sus limitaciones.

1 SELECCIÓN DE MATERIALES

La selección del material para las distintas piezas o componentes de un conjunto mecánico es una de las decisiones centrales del proceso de diseño de una máquina. A continuación se establecen diversas consideraciones generales sobre esta actividad.

Ciclo de vida

a. Repuesta a la función: El material elegido debe responder a las exigencias de la función de la pieza o componentes. Este aspecto está íntimamente relacionado con sus características físicas y mecánicas.

b. Conformación y fabricación: La selección del material no puede desligarse del método de conformado y del proceso de fabricación de la pieza o componente.

c. Coste y suministro: Entre materiales candidatos equivalentes, el coste y las condiciones de suministro, son determinantes en la selección del material.

d. Relación con el Usuario: Aspecto que cada día adquiere mayor importancia en la selección del material: facilidad para dar formas, colores y texturas atractivas, tacto amigable, sensación de solidez o ligereza.

f. Facilidad de reciclaje: Debe ser reciclable, tanto por imposición legal como por la creciente sensibilidad cuidadana  

Grado de innovación

a. Soluciones experimentadas: En general conviene analizar los materiales usados en soluciones experimentadas. Así pues una solución prudente es basarse en aplicaciones experimentadas y materiales usuales.

b. Soluciones innovadoras: Cuando cambian las situaciones (nuevos requerimientos, nuevos materiales, nuevos materiales o nuevas relaciones de precio), la selección de los materiales adquiere toda su capacidad transformadora.

Características y propiedades de los materiales

Dos de los aspectos más importantes en la selección de materiales, son disponer de una buena información de base sobre las características y propiedades de los materiales.

a. Organización de los datos sobre propiedades de los materiales: Para posibilitar la comparación entre los materiales, las propiedades cuantificables deben obtenerse mediante metodología y unidades coherentes y las características no cuantificables deben evaluarse con baremos (tablas de valores) de fácil interpretación.

b. Cuantificación de la selección de materiales: La clasificación de materiales según una propiedad individual da unos primeros criterios de selección. Sin embargo, cuando se cuantifica la influencia combinada de varias propiedades, se obtiene una visión cuantitativa más profunda y a la vez más ajustada para una aplicación determinada.  

1.1 Métodos de selección

Ningún ingeniero pretenderá aprender y recordar tablas, gráficos y listas de valores de los materiales, pero sí tendrá en cuenta los diferentes tipos de propiedades relacionadas al diseño que se quiere encarar indudablemente que en cualquier diseño real se necesita un valor exacto, que se obtiene a partir de las especificaciones iniciales del proyecto, pero el conocimiento de las propiedades y luego de las magnitudes en juego nos evita cometer equivocaciones absurdas y costosas.  A continuación se hace una descripción de tres métodos utilizados en la selección de materiales.

1.1.1 Método Tradicional

Con este método, el ingeniero o diseñador escoge el material que cree más adecuado, con base en la experiencia de partes que tienen un funcionamiento similar y que han mostrado buenos resultados. Este método es también conocido como Materiales de ingeniería de partes similares. El método buena aceptación debido a lo siguiente:

1. El ingeniero se siente seguro con un material usado en el mismo campo y ensayando.
2. Las características del material empleado, por ejemplo acero, ya han sido estudiados previamente y por lo tanto no es necesario realizar estudios previos a la selección.
3. El suministro de acero está asegurado.
4. Generalmente en un gran porcentaje de partes se usan aceros baratos, sin tratamiento térmico, evitando pérdida de tiempo en ensayos y procesos.
5. Ahorro considerable de tiempo.
6. Contribuye a la estandarización del stock de materiales.
7. El uso de este método, en ocasiones conduce a serios problemas, ya que no se hace un estudio real del ambiente de trabajo del componente o equipo, el cual puede ser decisivo a la hora de escoger el material.

1.1.2 Método Gráfico

Este método se apoya en gráficas conocidas como mapas de materiales, en las que se relacionan por pares ciertas propiedades de los materiales. El método fue diseñado exclusivamente para ser utilizado durante la etapa conceptual de la selección de materiales. En estos mapas se puede hacer una aproximación del material más adecuado, con base en la relación de las propiedades más importantes que debe poseer el componente.

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