Ingenierías del producto

1. Ingenierías del producto

1.1Introducción

Punto de partida de los procesos de manufactura modernos puede acreditarse a Eli Whitney que en 1880 con su máquina despepitadora de algodón así como sus principios de fabricación intercambiables o su máquina fresadora. El origen de la experimentación y el análisis en los procesos de manufactura se acreditan en gran medida a Taylor.

1.2Criterio de la producción económica

El costo de un producto depende de las inversiones o gastos que se generan en cuanto al consumo de materias primas, máquinas, mano de obra, ventas almacenamiento y otros gastos generales. El objetivo de una producción económica radica en generar un producto bajo cierto beneficio. El costo debe ser aceptable y competitivo y debe existir una demanda para el producto.

Los tres criterios que determinan una producción económica son:

1.- Un proyecto funcional lo más simple posible y con una calidad estética aprobada.

2.- La selección de un material que represente las mejores propiedades físicas, su aspecto exterior, costo y facilidad para trabajarlo o maquinarlo.

3.- La selección de los procesos de manufactura para fabricar el producto debe ser de tal forma que con ellos se obtenga la necesaria exactitud y rugosidad y a un costo unitario lo más bajo posible.

1.3Ingeniería del producto

Con el objeto de que la fabricación sea competitiva es importante que el producto se proyecte, de tal manera, que el costo asociado con el material, la manufactura y el almacenamiento sean lo más bajo posible.

1.4Los materiales en la ingeniería

En el proyecto y manufactura de un producto, es esencial que el material y el método de fabricación sean compatibles. Los materiales difieren ampliamente en sus propiedades físicas, sus características de maquinaría, su grado de conformación plástica en sus posibles índices de vida de su servicio.

Los materiales son de dos tipos básicos: -Metálicos

-No Metálicos:

-Sustancias orgánicas

-Sustancias Inorgánicas

1.5Modificación de la forma de los materiales

Algunos de los métodos de fabricación mediante los cuales se modifican convenientemente la forma de los materiales son:

• Fundición.

• Forja.

• Embutido

• Extruido.

• Laminado.

• Cizallado.

1.6Métodos de maquinado

1.- Torneado

2.- Rimado

3.- Brochado

4.- Taladrado

5.- Aserrado

6.- Mandrilado

7.- Acepillado

8.- Cepillado

9.- Fresado

10.- Rectificado

11.- Tallado de engrandes

12.- Contorneado

1.7Métodos de maquinado no convencionales

1.- Ultrasónico

2.- Electroerosión

3.- Por arco eléctrico

4.- Maquinado por haz de laser

5.- Electroquímico

6.- Fresado químico

7.- Maquinado por chorro abraasivo

8.- Por haz de electrones

9.- Por arco de plasma

1.8Tratamientos superficiales

Se utilizan cuando las superficies requieren pulidas con mayor precisión y una apariencia estética.

1.- Pulido

2.- Bruñido

3.- Asentado

4.- Supe acabado

5.- Recubrimiento

2. Producción de los metales ferrosos

2.1Introducción

En la actualidad mundial, el acero sigue predominando como un material de los más utilizados con una producción aproximada a los 1.300 Billones de toneladas anuales, México se ubica en el segundo lugar, en Latinoamérica, y décimo sexto mundial, con una producción aproximada de 16.7 millones de toneladas anuales

2.2¿Qué es un alto horno?

Un alto horno es un horno especial en el que tienen lugar la fusión de los minerales de hierro y la transformación química en un metal rico en hierro llamado arrabio. Está constituido por dos troncos en forma de cono unidos por sus bases mayores. Mide de 20 a 30 metros de alto y de 4 a 9 metros de diámetro; su capacidad de producción puede variar entre 500 y 1500 toneladas diarias.

2.3Productos obtenidos del alto horno

Humos y gases residuales.- Se producen como consecuencia de la combustión del coque y de los gases producidos en la reducción química del mineral de hierro que, en un elevado porcentaje, se recogen en un colector situado en la parte superior del alto horno. Estos gases son, principalmente, dióxido de carbono, monóxido de carbono y óxidos de azufre.

Escoria.- Es un residuo metalúrgico que a veces adquiere la categoría de subproducto, ya que se puede utilizar como material de construcción, bloques o como aislante de la humedad y en la fabricación de cemento y vidrio. La escoria, como se comentó anteriormente, se recoge por la parte inferior del alto horno por la piquera de escoria.

Fundición, hierro colado o arrabio.- Es el producto propiamente aprovechable del alto horno y está constituido por hierro con un contenido en carbono que varía entre el 2% y el 5%. Se presenta en estado líquido a 1800 ºC. En ocasiones, a este metal se le denomina hierro de primera fusión.

Algunos altos hornos en el mundo son:

• En Estados Unidos:

o Altos hornos Sloss

• En Argentina:

o Altos Hornos Zapla

• En España:

o Altos hornos de Marbella

o Altos Hornos de Vizcaya

o Altos hornos de Duro Felguera

o La Constancia

o Ferrería de San Blas

• En México:

o Altos Hornos de México (AHMSA)

3. Producción de los materiales no ferrosos

3.1Introducción

Los metales se clasifican como: metales ferrosos o metales no ferrosos. Siglos antes de la fundición del Hierro, ya se usaban metales no ferrosos tales como Oro, Plata, Cobre y Estaño. El Hierro y el Acero son metales ferrosos, mientras que a cualquier otro metal es no ferroso. Los metales no ferrosos no son atraídos por un imán, a excepciones de Níquel y Cobalto.

3.2Producción del aluminio

El proceso más utilizado para producir alúmina a partir de bauxita es el método de Bayer este proceso consiste en lavar la bauxita para retirar la arcilla y la suciedad, el mineral se tritura y se trata con sosa cáustica caliente para retirar impurezas. De esta solución, se extrae la alumina (oxido de aluminio) y después se disuelve en un baño

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