Proyecto Final del Laboratorio de Ciencia de los Materiales

Proyecto Final del Laboratorio de Ciencia de los

Materiales

Estevez Manzueta, Jaime Joan

ID: 1057652

Sec. 74

Instituto Tecnológico de Santo Domingo

I.         Resumen

La selección del material es un paso en el proceso de diseño de cualquier objeto físico. En el contexto del diseño de productos, el objeto principal de la selección de materiales es la reducción de costos en materia prima y producción, y también que el material seleccionado  cumpla con  la función  de  dicho producto.

El proyecto a desarrollar consiste en la realización  de  una  re-selección  de  materiales para la carcasa de tomacorrientes de superficie a través del software CES EduPack Granta, aplicando la metodología de selección de Michael Ashby

II.       Objetivos

-    Objetivos generales

Realizar la re-selección del material de la carcasa protectora de un tomacorriente de superficie con la finalidad principal de encontrar un material que permita aumentar la resistencia a la rotura y mantenga un bajo costo del mismo.

∙        Obtener  materiales  con  bajos  precios, para mantener la accesibilidad del producto final apta para el mercado.

III.      Procedimiento

Para el procedimiento se utilizará el método de selección de materiales desarrollado por Michael Ashby:

∙        Traducir los requerimientos de diseño. En este paso se definen los rangos en los que tienen estar ubicados los parámetros que poseerá el material a elegir. También incluye las limitantes que debe tener el material y las variables libres (características que puede o no tener el material).

∙        Filtrar   mediante   las   restricciones.   Se plantea una lista de materiales que cumplen todos        los    requerimientos    previamente planteados y se eliminan aquellos que no.

∙        Clasificación       de       los       materiales seleccionados según los objetivos. Durante la realización de este paso se organizan los materiales que han pasado el paso dos acorde a quienes cumplan mejor con los objetivos. Búsqueda de información de apoyo para los materiales candidatos. Si queda más de un material que califica luego del paso tres, se busca en otras fuentes características  y parámetros que ayuden a la selección final del material mediante un criterio personal y profesional.

IV.        Datos actuales conocidos de la carcasa de Toma Corriente

[pic 1]

∙    Longitud: 3.6 Pulg

∙    Ancho: 2 Pulg = 5.08cm

∙    Altura: 0.7 Pulg = 1.778cm

∙    Espesor: 0.1 Pulg = 0.254 cm

∙    Material: PF(Casting Resin)

∙    Densidad: 1.32 g/cm^3

∙    Precio: 80.6 DOP/kg

Con  estas  propiedades  podemos  calcular  el precio aproximado de fabricación de la carcasa.

V.        Selección de Material para Carcasa

Basado en el objetivo general planteado, el material con el cual se fabricara la carcasa, debe ser resistente, tener propiedades de durabilidad similares a las propiedades del material actualmente aplicado. Asi mismo de cumplir

con los requerimientos de precio y masa bajos.

-    Requerimientos

∙    Módulo de Young:

Según  el  software  CES  EduPack  Granta

2016, para seleccionar un material bajo este criterio debe reconocerse el grado de rigidez que se requiere que dicho material tenga. Una nota importante es que para casos prácticos, el módulo de tensión, compresión y de flexión son intercambiables ya que sus valores cuantitativos son bastante cercanos. El módulo de Young tomado como el mínimo es de 1GPa y el más alto de 30GPa porque el material ha de ser flexible, para casos en los que deba ser cortado por el usuario pero rígido a la vez como para no perder su forma

∙    Densidad:

Según  el  software  CES  Edupack  Granta

2016, densidad en masa por unidad de volumen. Como buscamos que el material sea

𝜌   =  𝑚

𝑣

� = 𝜌�

ligero, debemos mantener una densidad baja, como máximo seleccionaremos 1.32kg/m^3

𝜌   = 𝐷���𝑖�𝑎�

� = 𝑀𝑎�𝑎

� = ��������

� = (1.32

𝑔

��3

) ∗ (2.2942��3)[pic 2]

∙        Temperaturas Maxima  y Mínima de servicio:

Sobre la temperatura mínima de servicio el software CES EduPack Granta 2016 nos indica lo siguiente: “La temperatura máxima

� = 3.03𝑔

𝐷��[pic 3]

����𝑖� = 3.03𝑔 ∗ 0.0798

...