PROCESOS BASICOS DE MANUFACTURA
Introducción a la manufactura
Concepto de Manufactura:
La palabra manufactura se deriva de las palabras latinas manus (manos) factus (hacer); esta combinación de
términos significa hacer con las manos.
La manufactura puede dividirse 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, mediante la combinación de
maquinas, herramientas, energía y trabajo manual.
Económicamente, la manufactura es la transformación de materiales en un artículo de mayor valor, a través de
una o más operaciones o procesos de ensamble.
Clasificación de los procesos de manufactura.
Proceso: Es el conjunto de actividades relacionadas y ordenadas con las que se consigue un objetivo
determinado.
Elementos involucrados en los procesos de manufactura:
Energéticos
Recursos
Humanos
Procesos de
manufactura
Materia
Prima
Maquinaria
y Equipo
Procesos de Manufactura / ITSON / I.I.S.
Producto
terminado
Insumos
1
Los procesos de manufactura son la forma de transformar la materia prima que hallamos, para darle un
uso práctico en nuestra sociedad y así disfrutar la vida con mayor comodidad. Estos se clasifican en cinco
grupos:
1. Procesos que cambian la forma del
material
2. Procesos que provocan
desprendimiento de viruta por medio de
máquinas
3. Procesos que cambian las superficies
4.
Procesos
para
propiedades físicas
cambiar
las
5. Procesos para el ensamblado de
materiales
•
•
•
•
Metalurgia extractiva
Fundición y moldeo
Formado en frío y caliente
Metalurgia de polvos
•
•
Métodos de maquinado
convencional
Métodos de maquinado especial
•
•
•
Con desprendimiento de viruta
Por pulido
Por recubrimiento
•
Temple de piezas
•
Temple superficial
•
Uniones permanentes
•
Uniones temporales
1. Procesos que cambian la forma del material.
Metalurgia Extractiva: Es la tecnología de la extracción de metales a partir de sus menas y la refinación de los
mismos para su posterior tratamiento. Es el proceso o conjunto de procesos, propios de la minería metálica, que
permiten obtener el elemento de interés a partir del todo-uno de mina o cantera. Implica o puede implicar una
serie de procesos: pirometalurgia, hidrometalurgia, biometalurgia.
Fundición y moldeo: El material sólido se calienta hasta alcanzar un estado altamente plástico (semifluido) o
incluso hasta llevar su cambio hasta la fase líquida. En este estado, el material es vertido o forzado a fluir en la
cavidad de un molde, para dejar que solidifique, tomado así, la forma igual a la cavidad. Fundición es el término
empleado para los metales y Moldeado para los plásticos.
Formado: La pieza es sometida a la aplicación de fuerzas que exceden la resistencia del material a la
deformación. En algunos casos, las piezas son calentadas previamente a una temperatura inferior al punto de
fusión para evitar la fractura y aumentar su ductibilidad. Estos procesos se asocian estrechamente con el trabajo
en metales e incluyen operaciones tales como: Forjado, extrusión, estirado y laminado.
Procesos de Manufactura / ITSON / I.I.S.
2
Pulvimetalurgia: Se involucra al prensado y al sinterizado de polvos metálicos y plásticos, donde el polvo es
primeramente prensado en la cavidad de un dado y después se calienta por debajo del punto de fusión
(sinterizado), lo cual ocasiona que las partículas se unan.
2. Procesos que provocan desprendimiento de viruta por medio de máquinas.
Métodos de maquinado convencional: Dentro de los métodos más empleados se pueden mencionar:
El torneado el cual consiste en arrancar viruta por medio de un filo o herramienta que avanza
longitudinalmente mientras la pieza a mecanizar gira accionada por el torno. Se utiliza para la fabricación de
piezas de revolución. Permite pequeñas tolerancias y acabados superficiales buenos. Árboles, ejes, casquillo,
mangos son piezas que normalmente se obtienen por este método.
El fresado es una operación donde el elemento que se desplaza longitudinalmente es la pieza a dar forma,
mientras que la herramienta tiene exclusivamente un movimiento de giro. Normalmente su aplicación principal
es la fabricación de superficies planas y de ruedas dentadas (mediante fresas especiales denominadas fresas
madre) con un buen acabado superficial.
El taladrado y perforado se utilizan para abrir orificios, para modificarlos o para adaptarlos a una medida o
para rectificar o esmerilar un orificio a fin de conseguir una medida precisa o una superficie lisa. La
perforación implica el aumento de la anchura de un orificio ya taladrado. Esto se hace con un útil de corte
giratorio con una sola punta, colocado en una barra y dirigido contra una pieza fija.
Métodos de maquinado no convencional: Mientras que en los métodos de mecanizado convencional el
material es removido en forma de viruta, en este caso, el material es eliminado en diferentes formas: Fusión,
evaporación, acción química y/o eléctrica.
El maquinado químico sirve para remover cavidades de material. Se utiliza una sustancia de ataque (ácidos y
álcalis) disuelve el material átomo por átomo en todas direcciones. La parte que no se requiere remover se debe
cubrir con una sustancia como cera, pintura o una película de polímero.
El maquinado electroquímico (ECM) Aquí la pieza de trabajo debe ser conductora, se sumerge en un
electrolito (Una solución de cloruro de sodio, nitrato de sodio y acido sulfúrico diluidos) junto con el cátodo que
es la herramienta, normalmente hecha de metal o grafito, siendo la pieza el ánodo.
El maquinado por electroerosión (EDM) es otro método no convencional el cual consiste en la generación de
un arco eléctrico entre una pieza y un electrodo en un medio dieléctrico para arrancar partículas de la pieza,
hasta conseguir reproducir en ella las formas del electrodo. Ambos, pieza y electrodo deben ser conductores,
para que pueda establecerse el arco eléctrico que provoque el arranque de material.
3. Procesos que cambian la superficie.
El Perfilado se utiliza para obtener superficies lisas. La herramienta se desliza sobre una pieza fija y efectúa un
primer recorrido para cortar salientes, volviendo a la posición original para realizar el mismo recorrido tras un
breve desplazamiento lateral. Esta máquina utiliza una herramienta de una sola punta y es lenta, porque depende
Procesos de Manufactura / ITSON / I.I.S.
3
de los recorridos que se efectúen hacia adelante y hacia atrás. Por esta razón no se suele utilizar en las líneas de
producción, pero sí en fábricas de herramientas y troqueles o en talleres que fabrican series pequeñas y que
requieren mayor flexibilidad.
El cepillado es el mayor de los métodos de maquinado de vaivén. Al contrario que en el perfilado, donde la
herramienta se mueve sobre una pieza fija, la cepilladora mueve la pieza sobre un útil fijo. Después de cada
vaivén, la pieza se mueve lateralmente para utilizar otra parte de la herramienta. Al igual que en el perfilado, en
el cepillado se pueden hacer cortes verticales, horizontales o diagonales. También se puede utilizar varias
herramientas a la vez para hacer varios cortes simultáneos.
El rectificado es el proceso en el que la herramienta es una muela cilíndrica, compuesta de partículas abrasivas
y un aglomerante, que gira con una velocidad periférica superior a los 30 m/s. Arranca polvo metálico, lo que
permite obtener una gran calidad de superficie y una gran precisión.
4. Procesos para el ensamblado de materiales
Las operaciones de ensamble consisten en la unión de dos o más partes para formar una nueva entidad, donde
los componentes de esta, quedan unidos en forma permanente o semipermanente.
Uniones permanentes: La unión no puede deshacerse fácilmente: soldadura térmica, soldadura fuerte y
soldadura blanda, pegado con adhesivo.
Uniones temporales: Las partes pueden desarmarse cuando convenga, como sujetadores roscados y ensamble
mecánico permanente.
5. Procesos para cambiar las propiedades físicas.
Temple de piezas: es un tratamiento térmico que consiste en calentar el material hasta una temperatura por
arriba de su zona critica, procediendo luego a aplicarle un enfriamiento rápido, obteniendo propiedades de
dureza superiores. La dureza obtenida dependerá de la velocidad del temple.
Templado superficial: Tratamiento que se aplica a los materiales para alterar sus propiedades de dureza en las
capas superficiales. Existen diferentes métodos como son: Cementacion, carbonitrurado, nitrurado y cianurado.
Procesos de Manufactura / ITSON / I.I.S.
4