Procesos industriales I U N I D A D 1 Procesos industriales I Profesor U N I D A D 1 Pedro Pablo Benítez Luna Ing. Mecánico – Fabricación de máquinas, piezas y herramientas. Celular – (809)886-3344 Email – [email protected] [email protected] Procesos industriales I Presentación U N I D A D 1 Mi nombre es… Trabajo en…/ Estudio la carrera de… En mi tiempo libre me gusta… Expectativas del curso… Procesos industriales I Referencias Bibliográficas: U N I D A D 1 - Manufactura ingenieria y tecnologia (7ª ed. Vol. I y II) Steve r. Schmid y serope kalpakjian Addison-wesley, 2014 -Fundamentos de manufactura moderna: Materiales, procesos y sistemas/ Mikell P. Grover Ed. 3 Mc Graw Hill, 2007 -Procesos de manufactura/ H. S. Bawa, Mc Graw Hill, 2007 Procesos industriales I U N I D A D 1 -Diseño en ingeniería mecánica de Shigby/ Richard G. Budynas, J. Keith Nisbett, 9 ed. Mc Graw Hill, 2012 - Paul DeGarmo. Materiales y Procesos. Ed. Reverté, Argentina, SRL Buenos Aires, Argentina, 1969 -Seguridad industrial y administración de la salud/ C. Ray Asfahl, David W. Rieske Procesos industriales I Programa U N I D A D 1 Unidad 1. Introducción a) Contenido del curso b) Organización c) Función del ingeniero de proceso d) Responsabilidades operacionales e) Terminología f) Clasificación de los procesos g) Materiales y su relación con los procesos a usarse Video I - Las 5S´s Video II – Qué es un proceso? Procesos industriales I U N I D A D 1 Video III – Cómo funciona un alto horno? Video IV – Fabricación botellas de plástico Video V – Inyección de plástico Video VI – Bolsas de plástico Procesos industriales I U N I D A D 1 Unidad 2. Fundición a) Fundición en arena b) Tolerancias en el moldeo c) Tipos de moldeo d) Preparación y control de la arena e) Análisis del flujo de metales en el vaciado f) Defectos en la fundición en arena g) Fundición con Poliestireno expandido Video I - Fundición en molde de arena Video II – Proceso de fundición con Poliestireno Expandido(industrial) Video III – Proceso de fundición con Poliestireno Expandido(manual) Procesos industriales I U N I D A D 1 Unidad 3. Moldeado en casquete a) Fundición de moldeado permanente b) Fundición en molde de yeso c) Bocas y canales de colada d) Fundido y vertido e) Limpieza y acabado f) Fundición por centrifugado g) Fundición a la cera perdida h) Hornos para fundición Video I - Fundición a la Cera perdida Video II – Horno de Cubilote Video III – Horno de Arco Eléctrico VIDEO IV – Calor por Inducción Procesos industriales I Unidad 4. Metalurgia de polvos U N I D A D 1 a – Descripción del proceso b - Sinterizado c - Polvos metálicos d - Mezclado e - Corte y acabado f - Infiltración g - Productos del proceso VIDEO – Metalurgia De Polvos Procesos industriales I Unidad 5. Procesos de trabajo en caliente (I) U N I D A D a – Descripción del proceso b - Clasificación de los procesos de trabajo en caliente c - Laminación d - Forja 1 Video I - Laminación Video II - Forjado hacha VIDEO III – Procesos forja ruedas de tren Video IV – Forjado orbital Procesos industriales I U N I D A D 1 Unidad 6. Procesos de trabajo en caliente (II) a – Estampado b - Fabricación tubería soldada c - Fabricación tubería sin costura d - Extrusión e - Estirado en caliente f - Repusaje VIDEO I – Fabricación Tubo Soldado Longitudinalmente Video II – Producción De Tubos De Acero Sin Costura Video III – Cilindros De Gas De Alta Presión Video IV – Extrusión Del Aluminio Procesos industriales I U N I D A D 1 Unidad 7. Proceso de trabajo en frío a – Procesos por trabajo en frio b – Prensas VIDEO I – Fabricación Ollas De Aluminio VIDEO II – Fabricación De Rodamientos VIDEO III - Trefiladora VIDEO IV – fabricación de Bidones De Acero VIDEO V –Diferentes procesos Conformado - Laminado Procesos industriales I U N I D A D 1 Unidad 8. Soldaduras por forja, oxigas y por arco a – Qué es la soldadura? b - Clasificación procesos soldadura c - Normas de almacenamiento y uso cilindros oxígeno y acetileno VIDEO I – Soldadura Fuerte VIDEO II – Soldadura TIG VIDEO III – Soldadura MIG - MAG VIDEO IV – Soldadura Por Resistencia Eléctrica VIDEO V – Elaboración De Malla Electrosoldada VIDEO VI –Soldadura Oxiacetilénica Procesos industriales I U N I D A D 1 Unidad 9. Corte con Soplete, Arco, Plasma, Láser y Agua a – Corte con soplete b - Corte Arco-Aire c - Corte con Plasma d - Corte con Láser e - Corte con Agua VIDEO I - Oxicorte VIDEO II - Corte con plasma VIDEO III – Corte Con Chorro De Agua Procesos industriales I U N I D A D 1 Unidad 10. Electrodos revestidos, calidad de la soldadura, riesgos y control. a - Elección de los Electrodos b - Riesgos de la soldadura y control c - Calidad de la soldadura dVideo I - electrodos revestidos Video II - Riesgos y control Video III – Seguridad En La Soldadura Video IV - Líquidos Penetrantes Procesos industriales I U N I D A D 1 Unidad 11. Soldadura por arco con electrodos revestidos. a - Que es un proceso de soldadura? b - Equipo de soldadura c - Funciones del revestimiento d- Generador de corriente e- Normas Para soldar f - Defectos en el proceso de soldadura por arco g - Símbolos de Soldaduras Link Manual de Soldadura Video I Defectos en soldadura Video II Símbolos en soldadura VIDEO III Soldadura De Arco Eléctrico Procesos industriales I Evaluación estudiantes de pensum viejo U N I D A D 1 Primer Parcial ----------------- 15% Segundo Parcial--------------- 15% Presentación ------------------ 5% Participación en foro---------- 5% Examen Final ------------------- 30% Laboratorio --------------------- 30% Nota: Participación mínima en foro - 5 presentaciones. Puntuación mínima en la teoría --- 49 puntos Puntuación mínima en laboratorio --- 21 puntos. Procesos industriales I Evaluación estudiantes de pensum nuevo U N I D A D 1 Primer Parcial ----------------- 25% Segundo Parcial--------------- 25% Presentación ------------------ 5% Participación en foro---------- 5% Examen Final ------------------- 40% Nota: Participación mínima en foro - 5 presentaciones. Puntuación mínima en la teoría --- 70 puntos Procesos industriales I Contenido de la presentación U N I D A D 1 Objetivos Flujograma del proceso Descripción del proceso Conclusión Bibliografía Procesos industriales I Aula virtual(moodle) U N I D A D 1 Procesos industriales I 5´S U N I D A D 1 Procesos industriales I Su aplicación mejora: U N I D A D Calidad Elimina tiempo muertos Reducción de costos Etc. Video I 1 Las 5S´s https://www.youtube.com/watch?v=U4tXTZpGfMI Procesos industriales I Reglas en el aula U N I D A D 1 o Celular en vibración o Aplicar 5´s al salir del aula o Pedir la palabra al hablar Procesos industriales I Objetivo del curso U N I D A D 1 Facilitar a los estudiantes el que adquieran conocimiento sobre los procesos de manufactura industrial sin arranque de viruta. Procesos industriales I Historia U N I D A D 1 Hace 6000 años se desarrollaron procesos con madera, arcilla, pulir a piedra, hilar, tejer textiles, etc. Edad de Bronce, el cobre se extraía de yacimientos y se fundía. Aleación cobre con estaño, producía un metal mas fácil de trabajar. El acero sustituye al bronce, dando paso a la edad del hierro. Tratamiento térmico. Procesos industriales I U N I D A D 1 La revolución industrial – 1760/1830 – marcó la diferencia entre una economía basada en agricultura y el oficio manual y otra en la industria y manufactura. Máquinas de vapor. Máquinas herramientas. Hiladoras con varios husillos. Telar mecánico para la industria textil Procesos industriales I U N I D A D 1 A mediado del siglo XIX – surgen procesos para suplir demanda de hierro y acero, máquina de coser, bicicleta, automóvil. Líneas de producción Electrificación de fábricas Administración científica, control de trabajadores, Estudio movimiento para ejecutar tarea, uso de estándares, pago con incentivo y el uso de contabilidad de costo. Procesos industriales I U N I D A D 1 En los años 1900 – inicia el proceso de soldadura autógena como técnica de ensamble, el caucho natural utilizado en la vulcanización La utilización del plástico – procesos de moldeo por inyección con moldes de metales Línea de ensamblado de Henry Ford – inicia la producción en masa de sistemas complejos Procesos industriales I U N I D A D 1 Se remplazan las máquinas de vapor por motores eléctricos Era de la electrónica - automatización de la manufactura Justo a tiempo – JIT – producción de partidas pequeñas, menos piezas defectuosas y control de almacenes Control de calidad total – TQC – el trabajador es el responsable de la calidad Procesos industriales I U N I D A D 1 Sistemas de producción con ayuda de ordenador – CAD/CAM – producción en grandes cantidades, trabajadores menos especializados. Seis sigma/Six sigma – es una metodología para la mejora de los procesos, basada en realizar análisis estadísticos con el fin de poder reducir o solucionar la causa raíz de un problema. Procesos industriales I U N I D A D 1 Lean manufacturing/Manufactura esbelta – es una herramienta de mejoramiento continuo que disminuye el tiempo de entrega de un producto mediante la eliminación de desperdicios o actividades que no agregan valor en las operaciones. Kaizem – mejoramiento continuo, esta filosofía pretende tener una mejor calidad y reducción de costos de producción con simples modificaciones diarias. Procesos industriales I Responsabilidades del Ing. de proceso U N I D A D 1 Diseñar, evaluar e implementar proyectos de ingeniería vinculado a la producción Optimizar los procesos para el aprovechamiento de los recursos, energía, materiales, tecnología, talento humano, capital económico, operar con seguridad, efectividad, calidad y mejoramiento continuo. Evaluar proyectos, técnica, ambiental, económicamente Gestionar nueva tecnología acorde con las estrategias de la empresa Procesos industriales I U N I D A D 1 Responsable de solicitar al departamento correspondiente la mejora del proceso, por escrito. Dirigir equipo humano, expertos, mantenimiento y control de calidad Negociar con los proveedores Motivar a su equipo de trabajo Procesos industriales I Terminología U N I D A D 1 • Sistema de producción – Integración de todos los puntos críticos del sistema, personal, materias primas, máquinas e información. • Proceso o secuencia de producción – Serie de operaciones de fabricación con el resultado de unos productos finales concretos. El sistema de producción es el resultado de numerosos procesos. Ej. Laminado de planchas de acero. Procesos industriales I U N I D A D 1 • Máquina/Máquina herramienta – Equipamiento concebido para realizar procesos concretos. Las máquinas unidas forman un proceso. Ej. Torno, Soldadora, etc. • Operación – Acción o tratamiento concreto. Función de un operario. • Herramientas/Herramental – Utensilios utilizados para cortar, taladrar, etc. Ej. Cuchilla, broca, etc. Procesos industriales I Terminología U N I D A D 1 Manufactura – Proceso de convertir materias primas en producto terminado. ISO 9000 – Sistemas de gestión de la calidad. Fundamentos y Vocabulario. Investigar?. Norma ISO 9000 3.2.1- Sistema 3.2.6- Gestión 3.2.7- Alta dirección 3.2.8- Gestión de la calidad 3.2.10- Control de la calidad 3.2.13- Mejora continua Procesos industriales I U N I D A D 1 3.2.14-Eficacia 3.2.15-Eficiencia 3.4.1- Proceso 3.4.2- Producto 3.5.4- Trazabilidad 3.6.7- Reproceso 3.6.10- Desecho Procesos industriales I Qué es un proceso? U N I D A D 1 Según ISO 9000:2005, 3.4.1 lo define como: Es un conjunto de actividades mutuamente relacionadas las cuales transforman entradas en salidas. Salidas Procesos industriales I U N I D A D 1 Las entradas y salidas pueden ser tangibles o intangibles. Pueden incluir equipos, materiales, componentes, energía, información, recursos financieros, etc. El proceso puede tener varios departamentos Depart 1 Depart 2 Depart 3 Procesos industriales I Video II – QUE ES UN PROCESO? U N I D A D 1 https://www.youtube.com/watch?v=hKTlvBJ-S5E Procesos industriales I Clasificación de los procesos U N I D A D 1 Fundición o moldeo Conformación y corte Mecanizado Montaje/Ensamblado Acabado Tratamientos térmicos Otros Procesos industriales I U N I D A D 1 Materiales Hierro Hierro fundido Acero Aluminio Titanio Magnesio Cinc Cobre Bronce Latón Fibra de Carbono Plásticos Procesos industriales I Alto horno U N I D A D 1 Procesos industriales I Producción del acero U N I D A D 1 Procesos industriales I Hierro U N I D A D 1 El hierro es un elemento químico – Fe, de color blanco plateado, blando, dúctil, maleable, magnético, oxidable y tiene una resistencia relativamente baja, que es muy abundante en la naturaleza formando compuestos y se extrae principalmente de la hematites. Como hierro puro tiene pocas aplicaciones. Procesos industriales I Acero U N I D A D 1 Acero – aleación de hierro, carbono y otros elementos, en donde el carbono es menor al 2%. Aceros al carbono, aceros aleados, aceros inoxidables, aceros para herramientas, etc. Industria de la construcción, automóviles, etc. Procesos industriales I U N I D A D 1 Hierro fundido Hierro fundido – es una aleación de hierro, carbono y otros elementos, en donde el carbono es mayor del 2%. Fundición gris, fundición blanca, fundición esferoidal o nodular, fundición maleable, etc. Construcción de máquinas, tractores, etc. Procesos industriales I Video III – COMO FUNCIONA UN ALTO HORNO U N I D A D 1 https://www.youtube.com/watch?v=-tYQ_qd4Lt4 Procesos industriales I Sistemas de clasificación U N I D A D 1 Investigar ? SAE – Society of Automotive Engineers AISI – American Iron and Steel institute Ej. - SAE 1010, SAE 1040 10 – Acero al carbono XX – Por ciento de carbono( 0.10 % ) Procesos industriales I U N I D A D 1 ASTM – American Society of Testing and Materials ASME – American Society of Mecanical Engineers Ej. – ASTM A-36-96 ASME SA – 283-93 A- 36 -- Tipo de acero 96 – Año de la norma Procesos industriales I Aceros inoxidables U N I D A D 1 Aceros aleados que tienen gran resistencia contra agentes corrosivos como el agua, agua marina, la atmósfera, ácidos, etc. Se obtienen por aleación con cromo, níquel, molibdeno, manganeso, silicio, cobre,titanio, niobio, etc. Se clasifican en, austenítico, martensítico y ferrítico. Procesos industriales I Aluminio U N I D A D 1 Es un metal liviano, resistente a la corrosión, de alta conductividad calorífica y eléctrica, muy maquinable y moldeable. Aluminio laminado y aluminio fundido. Designación Aleación 1XXX Aluminio 99% 2XXX Cobre 3XXX Manganeso 4XXX Silicio 5XXX Magnesio 6XXX Magnesio-Silicio 7XXX Zinc 8XXX Otros elementos Procesos industriales I U N I D A D 1 Aluminio serie 1000 – Equipos químicos, intercambiadores de calor, arquitectura y usos decorativos. Aluminio serie 2000 – Aeronáutica, partes de carrocerías de autobuses, etc. Son altamente resistentes. Aluminio serie 3000 – Enseres domésticos, tanques, muebles, señales en carreteras, etc. Procesos industriales I U N I D A D 1 Níquel Níquel – Ni, es un metal blanco con ligero tono grisáceo, funde a 1452 grados C, tenaz, dúctil, maleable, magnético, puede ser forjado y soldado. Su principal ventaja es la resistencia a la oxidación por aire húmedo y algunos agentes químicos. Alpaca, Ni-20%, Zn-20%, Cu-60%, Bandejas, cubiertos y objetos de decoración. Procesos industriales I U N I D A D 1 Nicróm – Ni-Cu-Fe, se utilizan en resistencias eléctricas de hornos, estufas, etc. Monel – Ni-67%, Cu-30%, Fe+Mn-3%, se utiliza en la industria química. Inconel – Ni-80%, Cr-14%, Fe-6%, se utilizan en la industria química. Procesos industriales I U N I D A D 1 Cobre El cobre se encuentra en la naturaleza con otros elementos – Óxido de cobre, cuprita –Sulfuro de cobre, calcita y Sulfuro doble de hierro y cobre, calcopirita que es la mas abundante. Se obtiene cobre electrolítico con 99.99% de pureza, es buen conductor térmico- radiadores. Buen conductor eléctrico, superado por plata, oro y platino. Procesos industriales I U N I D A D 1 Dúctil – fabricar tubos, alambres, etc. Resistente a la corrosión – agua salada y otros. Fácil aleación – unos 30 elementos diferentes. Altamente maquinable Maleable – se pueden fabricar láminas muy delgada. Dos grupos – Cobre con contenido de oxígeno, óxido cuproso Cu20, 99.9% cobre, óxido de cobre 0.03-0.07%. Procesos industriales I U N I D A D 1 Conductor eléctrico 100%, se utiliza en planchas, alambres, barras y electrotecnia. Cobre desoxidado-sin óxido cuproso, fósforo0.001/0.04%, silicio-0.05/0.15, cobre- resto, conductividad eléctrica-80%, se utiliza en tubos y piezas fundidas de alta conductividad calórica. Procesos industriales I U N I D A D 1 Bronce Aleación cobre/estaño, se le agregan otros elementos como zinc, aluminio, berilio, fósforo, silicio y plomo que mejoran sus propiedades mecánicas. Bronces antifriccionales, fosforoso, al manganeso, rojos, silicioso, alumínico, al berilio. Procesos industriales I U N I D A D 1 Latón Es una aleación cobre/zinc, son maleables en frio y las características mecánicas varían según su composición. Latón naval- elementos sometidos a ambiente salino, agua de mar, hélices, válvulas y pernos. Latones especiales- de alta resistencia con manganeso y el hierro como elemento de aleación. Procesos industriales I U N I D A D 1 Fibra de carbono Es una fibra sintética constituida por finos filamentos, compuesto principalmente por carbono, se fabrica a partir del poliacrilonitrilo, tiene propiedades similares al acero y es tan ligero como la madera o el plástico. Por su dureza tiene mayor resistencia al impacto que el acero. Es amorfo, las láminas de átomo de carbono se colocan al azar, apretadas o juntas. Es conductor eléctrico y de baja conductividad térmica. Procesos industriales I U N I D A D 1 Las propiedades principales son: • Elevada resistencia mecánica • Baja densidad en comparación con el acero • Elevado precio de producción • Resistente a agentes externos • Gran capacidad de aislamiento térmico • Resistencia a la variaciones de temperatura conservando su forma Aplicaciones: Industria aeronáutica y automovilística, barcos bicicletas, edificios, ordenadores portátiles, caña de pescar, joyería, prótesis, instrumentos musicales, etc. Procesos industriales I U N I D A D 1 Plásticos Son materiales de origen orgánico, se obtienen a partir del petróleo, carbón, gas natural, celulosas o proteínas. Son sintéticos denominados polímeros, formados por moléculas, cuyo principal componente es el carbono. Son más ligeros que los metales, fáciles de moldear . Los más utilizados son, Polietileno, policloruro de vinilo- pvc, poliestireno, resinas fenólicas, polipropileno y resinas úricas, etc. Procesos industriales I U N I D A D 1 Se dividen en dos grandes grupos: Termoplásticos- al ser calentados vuelven a un estado de plasticidad que le permite ser moldeado, se pueden reciclar. Termoestables- no se pueden reciclar, una vez endurecidos no pueden ablandarse. Los productos se pueden obtener prensado, inyección, termoconformado, extrusión y soplado. Procesos industriales I U N I D A D 1 • • • • Los plásticos son de bajo peso Buena resistencia eléctrica Conductividad térmica inferior a los metales Pueden obtenerse en una amplia gama de colores, ya sea transparentes u opacos • Excelente acabado superficial • La resistencia es baja en comparación con los metales Procesos industriales I U N I D A D 1 Los termoplásticos se dividen en celulósicos y sintéticos Los celulósicos se obtienen a partir de la madera o del algodón. Nitrato de celulosa, acetato de celulosa, acetato-butirato de celulosa y etil- celulosa. Los sintéticos se obtienen de productos químicos. Vinilos, acrílicos, poliestirenos, nylons y polietilenos. Procesos industriales I VIDEO IV – FABRICACION BOTELLAS DE PLASTICO U N I D A D 1 https://www.youtube.com/watch?v=DeMH7uPs2Sw VIDEO V – INYECCION DE PLASTICO https://www.youtube.com/watch?v=H_3FHSOIv-Q VIDEO VI – BOLSAS DE PLASTICO https://www.youtube.com/watch?v=QOxbwrVUCuw Procesos industriales I Símbolos U N I D A D 1 Aluminio Al Carbono C Cobre Cu Cromo Cr Estaño Sn Fósforo P Hidrógeno H Oxígeno O Plata Ag Platino Pt Plomo Pb Hierro Magnesio Manganeso Mercurio Molibdeno Níquel Oro Silicio Titanio Tungsteno Zinc Fe Mg Mn Hg Mo Ni Au Si Ti W Zn Procesos industriales I Formas alotrópicas del hierro puro U N I D A D 1 Procesos industriales I Diagrama Hierro - Carbono U N I D A D 1 Procesos industriales I Preguntas U N I D A D 1
