ENSAYO PROCESOS DE MANUFACTURA

ENSAYO PROCESOS DE MANUFACTURA

Uno de los hechos que ha diferenciado al hombre desde la Prehistoria, ha sido la capacidad de procesar o transformar los materiales que la naturaleza ha puesto a su disposición, para la elaboración de herramientas y útiles que le ayudaran a realizar ciertas funciones que no podría llevar a cabo directamente con su esfuerzo físico, o le resultaban pesadas o costosas. Esta actividad del hombre de realizar útiles, máquinas, etc., recurriendo a su ingenio e inteligencia, tratando de cubrir las necesidades (primarias y secundarias) de los individuos o de la comunidad, lleva consigo la utilización de una gran cantidad de recursos tanto humanos como materiales.

La manufactura, como campo de estudio en el contexto moderno, puede definirse de dos maneras: tecnológica y económica. Tecnológicamente es la aplicación de procesos químicos y físicos que alteran la geometría, las propiedades, o el aspecto de un determinado material para elaborar partes o productos terminados. Los procesos para realizar la manufactura involucran una combinación de máquinas, herramientas, energía y trabajo manual. Económicamente, la manufactura es la transformación de materiales en artículos de mayor valor, a través de una o más operaciones o procesos de ensamble. El punto clave es que la manufactura agrega valor al material original, cambiando su forma o propiedades, o al combinarlo con otros materiales que han sido alterados en forma similar.

El termino proceso se puede definir en general como un cambio en las propiedades de un objeto, incluyendo geometría, dureza, estado y contenido de información. Para producir cualquier cambio en las propiedades deben existir tres agentes esenciales: material, energía e información. Dependiendo del propósito principal del proceso, puede ser un proceso de material, de energía o de información.

El modelo general de procesos evidencia que un proceso de material puede ser descrito mediante el correspondiente sistema de flujos: flujo de material, flujo de energía y flujo de información.

Flujo de material: En un proceso de manufactura, los materiales entran en el almacén; salen de él para su transformación; salen otra vez para otra fase posterior de la elaboración; vuelven a entrar y así sucesivamente, hasta que, por último, vuelven al almacenamiento en forma de producto final ya acabado y a punto para ser embarcado o enviado. Cada vez que se entrega una mercancía, o que se saca del almacén, este movimiento se anota en los registros de inventarios.

Flujo de energía: los diversos tipos de energía que son utilizados en un procesos de manufactura el más relevante es la energía eléctrica, que es la encargada de poner en marcha la diferente maquinaria existente en la línea de producción.

La energía eléctrica es la más utilizada en los procesos por q se puede transformar en energía mecánica, y esta se presta para múltiples funciones.

Flujo de la información: Nivel de Acción / Sensado (nivel de célula): También llamado nivel de instrumentación. Está formado por los elementos de medida (sensores) y mando (actuadores) distribuidos en una línea de producción. Son los elementos más directamente relacionados con el proceso productivo ya que los actuadores son los encargados de ejecutar las órdenes de los elementos de control para modificar el proceso productivo, y los sensores miden variables en el proceso de producción, como por ejemplo: nivel de líquidos, caudal, temperatura, presión, posición. Como ejemplo de actuadores se tienen los motores, válvulas, calentadores.

La estructura morfológica de los procesos está constituido con unos cuantos elementos fundamentales tomados de los tres sistemas de flujo. Los elementos fundamentales son:

. Flujo de material

Proceso básico: Este se pueden distinguir tres categorías: mecánicos, térmicos y químicos. Según el tipo de transformación ocurrido en el material.

Estado del material: Los procesos básicos se pueden clasificar según el estado del material: Sólido, Granular, Líquido, Semisólido.

Tipo de flujo: Se pueden clasificar los procesos en:

Flujo directo. La masa del objeto de entrada en el proceso es la misma que la del objeto de salida.

Flujo divergente. La masa del objeto de entrada se divide en dos objetos, uno de los cuales puede ser el producto de desecho.

Flujo convergente. El proceso une dos objetos diferentes para formar uno sólo a la salida.

. Flujo de energía

Para el análisis del flujo de energía en los procesos de fabricación se implementan por separado el flujo según las distintas categorías, y las distintas fuentes de energía utilizadas para cada tipo de procesos.

La primera que se puede aplicar es que la energía se puede aplicar de modo directo o indirecto, en este último caso hay un medio de transferencia que es el que actúa realmente sobre la pieza, y que sirve de enlace entre la fuente de energía y la pieza correspondiente.

• Flujo de energía en procesos básicos mecánicos: Dentro de las fuentes de energía se distinguirán entre las que son de tipo mecánico, las eléctricas, y las químicas, y térmicas:

Fuente de energía mecánica para PB mecánicos: Energía de masa (cinética y potencial), Presión en un medio, Vacío.

Fuente de energía eléctrica para PB mecánicos: descarga entre electrodos, campos electromagnéticos, efecto magnetoestrictivo, efecto piezoeléctrico.

Fuente de energia térmica para PB mecánicos: Utiliza la dilatación o contracción de materiales con la temperatura para producir esfuerzos mecánicos. Se utiliza frecuentemente en los gases.

• Flujo de energía en procesos básicos térmicos: La temperatura del material se puede elevar aportando la energía directamente al material o a través de un medio de transferencia.

Fuentes de calor de origen mecánico: Son los que proceden de la fricción entre superficies, principalmente.

Fuentes de calor de origen eléctrico: Conducción eléctrica (resistencia), Inducción electromagnética (Corrientes parásitas), Descarga eléctrica (arco o chispa),Calentamiento dieléctrico, haz de electrones, laser, antorcha de plasma.

Fuentes de calor basadas en la energia química: Se demuestran en reacciones exotérmicas, por ejemplo la combustión de hidrocarburos.

• Flujo de energía en procesos básicos químicos: Requiere un estudio profundo de las condiciones energéticas

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