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Docente adjunto: Di. Martín Leguizamón
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Teoría de los procesos.
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Qué son los procesos? T2
Definiciones
Proceso industrial. Un proceso industrial son las actividades necesarias para la manufactura de un producto. Es un conjunto de actividades en un determinado orden de prioridades para lograr un objetivo. Un proceso de fabricación, también denominado proceso industrial, manufactura o producción, es el conjunto de operaciones necesarias para modificar las características de las materias primas. Dichas características pueden ser de naturaleza muy variada tales como la forma, la densidad, la resistencia, el tamaño o la estética. Se realizan en el ámbito de la industria.
En la inmensa mayoría de los casos, para la obtención de un determinado producto serán necesarias multitud de operaciones individuales, internas o externas (3ros), de modo que, puede denominarse proceso tanto al conjunto de operaciones desde la extracción de los recursos naturales necesarios hasta la venta del producto como a las realizadas en un puesto de trabajo con una determinada máquina-herramienta.
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Procesos baja complejidad (Continuos)
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Procesos alta complejidad (Discreto)
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Procesos alta complejidad
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Materiales / Repaso
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Algunos conceptos acerca de los “materiales”.
¿Qué diferencia a los materiales de la materia prima? MATERIAS PRIMAS: Son los recursos naturales a partir de los que obtenemos los materiales que empleamos en la actividad técnica. MATERIALES: Son los productos útiles para la actividad tecnológica que se obtienen de la transformación de las materias primas.
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Materiales tecnológicos. Entre los materiales más utilizados para elaborar productos, destacan:
Los textiles Los pétreos. Los metales. Los plásticos. La madera. Los cerámicos.
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Propiedades Cada material tiene unas propiedades que: lo diferencian de los demás. determinan lo que puede hacerse con él Sensoriales Color Textura Brillo
Físico químicas
Mecánicas
Transparencia Oxidación
Dureza Tenacidad Fragilidad Elasticidad Acritud Etc.
Conductividad térmica o eléctrica
Ecológicas
TECNOLÓGICAS
Toxicidad
Fusibilidad Ductilidad Maleabilidad
Reciclabilidad Biodegradabilidad
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Algunos conceptos sobre las propiedades mecánicas de los materiales. Es correcto decir..?
¿El acero 1045, es un material duro…SI/NO? Si tuviéramos que decidir la materialidad de la siguiente pieza… (Suponiendo que no sea en acero inoxidable)
¿Será el 1045 suficientemente duro?
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Todo es relativo… …aún más para el diseñador industrial… Dureza
La dureza es la “resistencia” que un mineral opone al ser rayado por otro. Se trata, por lo tanto, de una propiedad mecánica de los minerales. También se habla de dureza
respecto a la penetrabilidad de una superficie para hacer referencia a la posibilidad de realizar marcas con una punta.
¿Será el 1045 suficientemente duro...si quiero cortar diamante.? El diamante es una estructura de carbono puro en forma polimorfa, que según la escala de Mohs (índice de dureza mineral) es de 10/10 “ Es el mineral mas duro”) Ver mas Nitruro de boro…. Grafeno …. Carbino http://www.infografeno.com/propiedades-del-grafeno http://www.abc.es/ciencia/20131029/abci-carbino-material-resistente-grafeno201310291224.html
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Definiciones de las propiedades mecánicas Estas quizás son las más importantes, materiales cuando son sometidos a las estructura. Una propiedad muy general de este resistencia que presenta un material
ya que nos describen el comportamiento de los acciones de fuerzas exteriores y modifican su
tipo es la resistencia mecánica, que es la ante fuerzas externas (propiedades mec.) y otras, las que son producidas por agentes externos (Prop. físicas). Propiedades mecánicas
- Tensión - Compresión - Torsión - Flexión - Dureza - Fragilidad - Impacto
Propiedades físicas
- Densidad - Punto de fusión - Calor específico. - Conductividad térmica - Dilatación Térmica - Eléctricas, magnéticas - Corrosivas.
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Ensayos Objetivos:Generales: Adquirir conocimiento acerca de los comportamientos de los materiales según sea lacarga o fuerza aplicada según condiciones especificas Ensayo de materiales: Se denomina ensayo de materiales a toda prueba cuyo fin es determinar las propiedades mecánicas de un material. Algunas propiedades evaluadas en estos ensayos son: Elasticidad / Dureza / Embutibilidad / Resiliencia / Maleabilidad / etc..
Ductilidad /
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Ensayo de tracción.
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Ensayo de tracción.
σ = F/S ∆l = lf-lo (SIGMA)
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Propiedades de los materiales.
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Propiedades de los materiales. Fragilidad
Un material que no tiene período plástico, rompe sin deformación (Vidrios / Fundiciones). Adquieren dicha condición por agentes externos (Bajas temperaturas)
Tenacidad
Aquellos que pueden absorber mucho trabajo mecánico, por lo que pueden sufrir mucha deformación (ACERO ?) – Depende…..
Resiliencia
Tienen todos aquellos materiales que tienen período elástico, es la energía de deformación que puede ser recuperada cuando cesa el esfuerzo que causa la deformación. Trabajo en el periodo elástico.
Acritud
Aumento de resistencia (Dureza, fragilidad, resistencia a la tracción, por ser deformado en frio. Chapas… Para devolverle tenacidad se la recoce.
Ductilidad
Deformación sin fractura. Dúctil no es blando… Los materiales dúctiles pueden ser trafilados, en forma de alambres. Absorber grandes esfuerzos sin romperse. Es lo contrario a la fragilidad.
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Ensayos de materiales. Son métodos estandarizados según diferentes normas de aplicación, que pretenden medir la capacidad de un material para soportar esfuerzos de diferente tipo. Estos ensayos mecánicos, pueden dividirse entre:
DESTRUCTIVOS Y NO DESTRUCTIVOS Estáticos Son ensayos en los que no intervienen esfuerzos dinámicos. Tracción, compresión, cizallamiento, pandeo, torsión, flexión.
Destructivos Dinámicos Es una probeta que se destruirá en cada ensayo. Plegado libre, Tracción, Uniformidad de soldadura, ensayo de fatiga, ensayos de dureza: Br/Vk/Rk. Hrc/Hrb. ETC..
Tecnológicos Tienen que ver con el comportamiento de los materiales durante el proceso. Pueden der de: chispa, plegado, de embutición, forja, etc. .
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Ensayos de materiales. DESTRUCTIVOS “Resistencia de un material a ser penetrado o rayar por otro.”
Dureza Durómetro
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Ensayos de dureza. Los ensayos son realizados con distintos penetradores (PUNTAS) de las cuales se mide la impronta que dejan de acuerdo a la dureza del material ensayado. Los mas conocidos son:
Brinell
P
Vickers
HB – Hard –Brinel / Bolillas de acero. HB = 100/120 NO FERROSOS HB = 500 Aceros para herramientas. Máx a ensayar HB 100-120: SAE 1010, material tenaz por excelencia. E384 de ASTM / Nº Vickers (HV). Punta de diamante (no es un cono, sino que es un prisma). La dureza la da las aleaciones (tungsteno, wolframio, Cobalto, vanadio, titanio) al acero, elementos de aleación le dan resistencia y dureza.
Se ensaya la estructura cristalina del material, se ensaya la materia por dentro y por fuera. Las INDENTACIONES se miden en micrones.
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Ensayos de dureza. Los ensayos son realizados con distintos penetradores (PUNTAS) de las cuales se mide la impronta que dejan de acuerdo a la dureza del material ensayado. Los mas conocidos son:
Rockwell
Shore
HS= Hard SHORE -Método simple y económico -No requiere quipamiento costoso. -Casi no deja impronta. Nº Rockwell (HRB). Utiliza punta de diamante Cono y bolas, Se llaman penetradores. Materiales más duros que HB 500
Mide absorción de energía, trabajo mecánico.
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Comparativo de durezas SHORE
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Otros ensayos:
Péndulo de Charpy
Son ensayos de impacto de una probeta entallada y ensayada a flexión en 3 puntos. El péndulo cae sobre el dorso de la probeta y la parte. La diferencia entre la altura inicial del péndulo (h) y la final tras el impacto (h') permite medir la energía absorbida en el proceso de fracturar la probeta. En estricto rigor se mide la energía absorbida en el área debajo de la curva de carga, desplazamiento que se conoce como resiliencia.
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Otros ensayos:
Fatiga por solicitación
La fatiga es el proceso de cambio estructural permanente, progresivo y localizado que ocurre en un material sujeto a tensiones y deformaciones VARIABLES en algún punto o puntos y que produce grietas o la fractura completa tras un número suficiente de fluctuaciones (ASTM)’ El 90% de las piezas que se rompen en servicio fallan debido a este fenómeno!
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Otros ensayos:
Compresión
El ensayo de compresión es poco frecuente en los metales y consiste en aplicar a la probeta, en la dirección de su eje longitudinal, una carga estática que tiende a provocar un acortamiento de la misma y cuyo valor se irá incrementando hasta la rotura o suspensión del ensayo.
H=2D
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Ensayos de materiales. DESTRUCTIVOS Y NO DESTRUCTIVOS Son conocidos como (NDT – Non destrucción test- / EnD) Se desarrollan en la propia empresa (i+d) o por empresas de calidad. Macroscópicos, magnéticos, eléctricos, ultrasónicos, con rayos x, uso de tintas, etc. Sin embargo, no existe ninguna seguridad de que la pieza utilizada sea igual a las ensayadas, en lo que respecta a las propiedades mecánicas y a la ausencia de defectos. Algunas Aplicaciones de los END: Detección y evaluación de Grietas / Detección de Fugas / Determinación de Posición. Medidas Dimensionales / Caracterización de Estructura y Microestructura. Estimación de Propiedades mecánicas y Físicas
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Ensayos de materiales. NO DESTRUCTIVOS
Ultrasonido
Efecto PIEZOELECTRICO Propiedad de algunos materiales (CUARZO nat.) en transformar la corriente eléctrica en impulsos mecánicos y viceversa
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Ensayos de materiales.
Magnaflux
Maganflux o tintas penetrantes: Uno de los métodos más utilizados en la detención de fallas por partículas magnéticas. Este método es un ensayo no destructivo que se usa para revelar desperfectos que no pueden ser vistos a simple vista. Estos desperfectos incluyen rajaduras invisibles, rebabas, impurezas y otros defectos similares que pueda haber en los materiales ferro magnéticos, tales como el hierro y el acero.
Magnaflux. Se sumerge una pieza imantada en óxidos de hierro en suspenso en un liquido VARSOL (Como el kerosene). La corriente forma una polarización en la grieta produciendo el alojamiento del oxido que queda revelado con lámparas.
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Ensayos de materiales.
Tintas penetrantes
Son tintas de alta fluidez, que penetran en las grietas y micro fisuras revelando las imperfecciones.
El proceso consiste en pintar la supeficie con la tinta, dejarla penetrar, quitar el exceso, aplicar el revelante e inspeccionar.
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Ensayos de materiales.
Rayos “X y GAMA”
La radiografía (rayos X) es un método de ensayo no destructivo (END) que se utiliza para examinar el volumen de una muestra. La radiografía (rayos X) utiliza rayos X y rayos gamma para obtener una radiografía de una muestra y detectar así cualquier cambio en el espesor, defectos (internos o externos) y detalles de montaje para garantizar que su operación cuente con una calidad óptima.
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Ensayos de materiales.
Rayos “X y GAMA”
La radiografía (rayos X) es un método de ensayo no destructivo (END) que se utiliza para examinar el volumen de una muestra. La radiografía (rayos X) utiliza rayos X y rayos gamma para obtener una radiografía de una muestra y detectar así cualquier cambio en el espesor, defectos (internos o externos) y detalles de montaje para garantizar que su operación cuente con una calidad óptima.
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Conocer – Calcular - Prevenir
¡Muchas Gracias!
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