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Selección de Materiales de acuerdo a las especificaciones de

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by

Jhosep Torres

on 24 February 2015

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Transcript of Selección de Materiales de acuerdo a las especificaciones de

La selección del tipo de material que se requiere para una aplicación determinada, es solo una de las fases en las que un diseñador o ingeniero de materiales se basa.
De donde hay que partir??

El diseñador o ingeniero de materiales debe partir de una
necesidad
dentro del sector productivo, de la creación o innovación de un producto, etc., posteriormente se realiza
la etapa conceptual
, en la cual se identifica una categoría o categorías muy amplias como posibles materiales a usar.
Un diseñador de materiales siempre está queriendo encontrar el material ideal para su componente.
Se pueden mencionar, entre otras características, que un material ideal cumple con la siguiente lista de requisitos:
RESEÑA BIBLIOGRÁFICA
Etapas o fases del procedimiento para selección de materiales
Selección de Materiales de acuerdo a las especificaciones del producto
La gran mayoría de avances tecnológicos logrados en la sociedad moderna, se han apoyado en el descubrimiento y desarrollo de materiales de ingeniería y proceso de fabricación usados en su obtención.
Una adecuada selección de materiales y procesos, garantiza a los diseñadores su correcto funcionamiento de los componentes diseñados.
La mayoría de métodos parten de la disponibilidad de una amplia gama de materiales, los cuales se debe analizar y refinar, ya sea con ayuda de:
recomendaciones
(métodos tradicionales),
mapas de materiales
(método gráfico) o
información escrita
que se encuentran en fuentes bibliográficas o en forma de
software
en bases de datos virtuales.
El refinamiento se hace de acuerdo con las propiedades exigidas por el componente a diseñar y sustentado con criterios como:
disponibilidad
Facilidad de obtención
Vida de servicio
Factores ambientales
Costos
Entre otros.
De esta forma, se llega a la selección de un único tipo de material, el cual debe resultar en el más apropiado para el fin pretendido
El conjunto de fases previas a la selección comprende
1) Necesidad
2) Diseño conceptual
3) Diseño de formulación
4) Diseño en detalle
5) Manufactura y montaje.
NOTA:
El tipo y valor del esfuerzo aplicado y la forma geométrica, entre otras variables que deben considerarse, otorgan restricciones en cuanto al tipo de material a seleccionar.
Por ejemplo
En el caso de esfuerzos de flexión o torsión como los que actúan en un resorte (muelle de automóvil), nos indica que dentro de las posibles familias de materiales que existen (metales, cerámicos, polímeros y compuestos), los más adecuados son
los metales
y dentro de estos
los aceros.
Por tanto, en
la etapa de formulación
del problema, se examina con mayor detenimiento cual de los diferentes aceros se pueden usar con mayor confianza (si son aceros de bajo, medio o alto carbono o si son aceros de baja o alta aleación).
La selección preliminar
se puede hacer con base en los datos de propiedades dadas por los proveedores.
De esta forma, se pueden identificar algunos de estos proveedores y en la selección final se trabaja con las propiedades dadas por el proveedor que facilite la consecución del material más adecuado y con mayor facilidad.
Inagotable y siempre disponible para su reemplazo
Que sea barato para refinar y producir
Que sea fuerte, rígido, y dimensionalmente estable a diferentes temperaturas
Que sea liviano
Que sea resistente a la corrosión y al desgaste
Que no tenga efectos sobre el medio ambiente o las personas
Que sea biodegradable
Que tenga numeroso usos
En general, los métodos para selección de materiales se basan en una serie de parámetros entre físicos, mecánicos, térmicos, eléctricos y de de fabricación que determinan la utilidad técnica de un material. Algunos de estos parámetros son mostrados en la tabla siguiente.
Cuestionario:
Menciona cuales son los tres métodos de análisis para la selección de material

Menciona los criterios de selección de materiales

Cuáles son las fases previas a la selección de un material?

A partir del siguiente ejemplo determina
1) Necesidad
2) Diseño conceptual
3) Diseño de formulación
Ejemplo:
Imagina que debes diseñar un elemento que deba soportar grandes cargas y una cantidad considerable de esfuerzos de flexión o torsión como los que actúan en un resorte (muelle de automóvil), para la selección debemos tomar en cuenta que dentro de las posibles familias de materiales que existen (metales, cerámicos, polímeros y compuestos), los más adecuados son los metales y dentro de estos los aceros y si examinamos con mayor detenimiento podríamos determinar cuál de los diferentes aceros se pueden usar con mayor confianza (si son aceros de bajo, medio o alto carbono o si son aceros de baja o alta aleación).

Menciona algunos requerimientos que debe cumplir un material ideal
Método Tradicional
Con este método, el ingeniero de materiales escoge el material que cree más adecuado, con base en la experiencia de partes que tiene un funcionamiento similar y que han mostrado buenos resultados. Este método es también conocido como
materiales de ingeniería de partes similares
El método mantiene buena aceptación debido a lo siguiente:
El ingeniero se siente seguro con un material usado y ensayado
En algunos casos esto contribuye a la estandarización del stock
Las características de proceso del acero son bien conocidas
La disponibilidad del acero está asegurada
Generalmente en un gran
porcentaje de partes se usan aceros baratos, sin tratamiento térmico, evitando pérdida de tiempo en
ensayos y procesos.
Sin embargo, el uso de este método, en ocasiones conduce a serios problemas, ya que no se hace un estudio real del ambiente de trabajo del componente o equipo, el cual puede ser decisivo a la hora de escoger el material.
Método gráfico.
Este método se apoya en graficas (conocidas como mapas de materiales), en las que se relacionan por pares ciertas propiedades de los materiales.
El método fue diseñado exclusivamente para ser utilizado durante la etapa conceptual de la selección de materiales.
En este mapa se pude hacer una aproximación mas adecuada al material a utilizar, con base a la relacion de los materiales mas importantes que pose el componente a diseñar.

Como ejemplo de un par de propiedades que relacionan en estos mapas están el módulo de elasticidad en función de la densidad
La selección de materiales con ayuda de estos mapas se hace entonces, encontrando con ayuda de cálculos de resistencia y aplicando criterios de falla de acuerdo a los esfuerzos aplicados, cuales son las combinaciones de propiedades más importantes para un componente dado.
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