Clasificación de los Materiales

El principal tema a tratar son los tipos de materiales que existen en 4 grandes bloques:

• Metales
• Polímeros (termoplásticos, termoestables, elastómeros)
• Cerámicos (ladrillos, vidrio, porcelana)
• Materiales Compuestos

También se hace una clasificación de la estructura interna de los materiales:

• Estructura atómica (enlace atómico, enlace iónico, enlace covalente)
• Estructura cristalina
• Estructura interna (macroestructura, microestructura, arreglos atómicos de corto y largo alcance)

Propiedades físicas (densidad, punto de fusión, calor específico, conductividad térmica). Materiales mecánicos [estructura interna, propiedades mecánicas (elasticidad, dureza, maleabilidad, fragilidad, resistencia, ductilidad)]

Aleaciones Ferrosas

Un material ferroso es aquel que contiene hierro (Fe). Se obtiene por (imantación o separación por densidad). La aleación más común es la de hierro-carbono que se conoce como Acero.

• Aceros al carbono (hierro dulce, aceros, fundiciones)
• Aceros inoxidables (austenítico carbono-0’10%, ferrítico carbono0’10% cromo16,18%, martensítico carbono0’10% cromo12,14%, dúplex cromo18,38% níquel 4’5, 8%)
• Aleaciones de hierro (Acero al Boro, Acero y Cobre, Acero Molibdeno y Tungsteno, Acero y Titanio Grados 2-5-19, Acero al Silicio)

Identificar aleaciones (fluorescencia de rayos X, espectroscopia de emisión óptica)

Aleaciones No Ferrosas

Son los materiales que no contienen hierro, se distinguen tres grandes grupos:

• Pesadas (Níquel, Berilio, Cobalto, Oro, Estaño, Plomo, Cinc, Wolframio, Cobre)
• Ligeras (Aluminio y Titanio)
• Ultraligeras (Magnesio)

Procesos de Fabricación

Una de las principales técnicas de fabricación es la metalurgia de polvos para poder hacer desde esferas diminutas, productos porosos como filtros hasta partes de automóviles.

• Obtención de los polvos (atomización en estado líquido, Electrolisis, Reducción de ácidos metálicos, pulverización mecánica, condensación de vapores metálicos)
• Dosificación y mezcla
• Compactación en frío (compactación uniaxial, prensado isostático en frío)
• Sinterizado
• Operaciones de acabado (acuñado, impregnación, tratamientos térmicos, superficiales y mecanizado)

Fabricación Acero (chatarra en un alto horno, arrabio). Metales no ferrosos (extracción, refinado, fusión, afinado). Fabricación Aluminio (Bauxita “proceso Bayer”, alúmina “electrolisis). Fabricación Cobre (Minería, molienda, concentración, tostación, fundición con fundentes, conversión de la mata, moldeo de ánodos, refino electrolítico). Lixiviación SX-EW

Materiales Polímeros

La principal característica con los materiales cerámicos o metálicos es que su estructura está constituida por macromoléculas.

• Polímeros (naturales, sintéticos)
• Tipos (termoestables, termoplásticos, elastómeros)
• Clasificación numérica (PET, HDPE, LDPE, PVC, PP, PS, Mezcla)

Materiales Cerámicos y Vítreos

Los materiales cerámicos son materiales inorgánicos, constituidos por elementos metálicos y no metálicos enlazados por enlaces iónicos o covalentes. El vidrio es un material inorgánico duro, frágil, transparente y amorfo que se encuentra en la naturaleza y también puede ser fabricado.

• Cerámicos (Gres cerámico común, gres cerámico fino, porcelana, cerámicos porosos, arcilla cocida, loza italiana, loza inglesa, refractarios, impermeables)
• Vítreos (Sílice vítrea, silicato sódico, vidrio de plomo, vidrio plano, hueco, templado, laminado acústico, laminado anti reflectante)

Materiales Compuestos

Los materiales compuestos son aquellos que se obtienen por la unión de dos materiales para conseguir otros con distintas propiedades.

• Compuestos (Matriz y refuerzo)
• Matrices (compuestos naturales, clásicos, modernos)
• Refuerzos (con partículas, por dispersión, con fibras, estructurales)
• Estructura (Sándwich, Estructura Monolítica)
• Procesos de aplicación (Moldeo por contacto, moldeo asistido por vacío, moldeo por vía líquida, moldeo con autoclave, enrollamiento filamentico)

Tratamientos Térmicos

Es el cambio o modificación de las propiedades de un material con calentamiento o enfriamiento controlado. Aumentar la resistencia y dureza, mejorar la ductilidad, cambiar la composición química y modificar propiedades.

• Tipos (Temple, recocido “de ablandamiento, de alivio de tensiones-estabilizado, recristalización”, normalizado, revenido 180º y 220º, 300º y 400º, 500º y 550º)

Materiales Electrónicos, Magnéticos y Otros Materiales Especiales

• Conductores (sólidos, líquidos y gaseosos)
• Propiedades mecánicas (tracción, compresión, flexión, cortadura, módulo elasticidad, dureza)
• Propiedades térmicas (calor específico, conductividad térmica, dilatación lineal)
• Tipos aislantes (cerámicos, aislantes a base de mica, celulósicos y textiles, elastómeros, siliconas, aceites, plásticos, baquelita, lubricantes)
• Clasificación aislantes (Y90, A105, E120, B130, F155, H180, C+180)
• Propiedades mecánicas (tracción, compresión, flexión, cortadura, choque, dureza, límite elástico, maquinabilidad)
• Propiedades térmicas (calor específica, conductividad térmica, inflamabilidad, temperatura de seguridad)
• Propiedades físicas (Peso específico, porosidad, higroscopicidad)
• Semiconductores (Intrínsecos, extrínsecos tipo N donadores, tipo P aceptores)
• Magnéticos (diamagnéticos, paramagnéticos, ferromagnéticos, superparamagnéticos, ferritas, no magnéticos, antiferromagnéticos)
• Especiales (semiconductores, superconductores, piezoeléctricos, siliconas, coltán, fibra óptica, inteligentes, memoria de forma, híbridos)

Tratamientos Termoquímicos de los Materiales

Son tratamientos térmicos que alteran la estructura del acero y producen cambios en la composición química de la superficie de los materiales. Se hace un calentamiento y enfriamiento controlado en atmósferas especiales.

• Etapas (Disociación, absorción, difusión)
• Tipos (Cementación, nitruración, cianuración, carbonitruración, recubrimiento por cementación “calorización, cromización, silicación”, sulfinización)

Elementos de Instalaciones Neumáticas

En este tema se definen todos los componentes para montar un circuito neumático o electroneumático, como por ejemplo:

Compresor – Tanque o depósito – Secador y filtro – Válvulas – Actuador

• Relés
• Finales de carreras
• Compresores (émbolo, émbolo de dos etapas, émbolo con membrana, radial de paletas)
• Electroválvulas
• Elementos de actuación (cilindros, cilindro de palpación sin contacto, motor de láminas)

Tratamientos Superficiales en Materiales

Es un proceso de fabricación que se realiza para dar unas características determinadas a la superficie de un objeto. En algunos casos el proceso puede tener la afinidad adicional de lograr que el producto entre en especificaciones dimensionales.

• Cincado (recubre la pieza con cinc)
• Revestimiento
• Cromado (capa de cromo sobre las piezas)
• Niquelado (electrólisis con níquel)
• Pavonado (aplicar capa superficial de óxido abrillantado)
• Galvanizado (introducir piezas de acero en zinc fundido)
• Anodizado (proceso electroquímico, solo se puede realizar en aluminio)
• Granallado (lanzar bolas de acero para superar límite elástico, cerrar microgrietas)

Cimentaciones, Bancadas, Anclajes de Máquinas y Sistemas

Son los elementos estructurales que soportan los esfuerzos y los transmite al suelo. Los tipos son cimentación:

• Por bloque (bloque sólido de hormigón armado cercano al suelo)
• De tipo Marco (losa elevada soportada por pilares)
• Pilotes (pilotes en el suelo de tipo taladro y barrenado)
• De tipo cajón (bloque hueco)
• Tipo muro (un par de muros que dan soporte)
• Tipo bloque de inercia (Para máquinas pequeñas)

Tipos de máquinas:

• Reciprocantes (tipo bloque o resortes)
• Rotativas (baja velocidad bloque rígido y alta velocidad tipo marco)
• Impacto (Tipo bloque reforzado)
• Equipos especiales

Estudio analítico del terreno (Pulsos ultrasónicos, Columna Resonante, Péndulo de Torsión, Triaxial Cíclico, Ondas superficiales, refracción sísmica, resonancia vertical)

Bancada: elemento de sustentación, es un sistema estructural fijo.

Tipos (hierro fundido, soldadura, granito epóxico)

Elaboración (fundición, soldadura, moldeado, elementos de unión)

Anclajes: Correcta sujeción para cubrir requisitos de alineación, nivel, resistencia, disipación.

Tipos de fijaciones (Metálicas, Químicas, Plásticas, De amarre industrial)

Elementos de Transmisión de Movimiento y Elementos de Apoyo

Existen 4 tipos de movimientos que se pueden realizar con ayudas de mecanismos:

• Discrecional (movimiento no uniforme)
• Rectilíneo (uniforme varía su sentido, pero no dirección)
• Circular (movimiento circular de rotación)
• Helicoidal (circular y direccional, forma muelle)

Estos engranajes están sostenidos por árboles o ejes. Se disponen de muchas formas dependiendo como se tenga que transmitir el movimiento. Así distinguimos 4 grupos principales:

• Ejes paralelos (ruedas fricción, correa-polea,dientes rectos, cadena-piñones)
• Ejes que se cruzan (correas y poleas, rueda dentada-sin fin, helicoidales)
• Ejes alineados (acoplamientos, embragues, junta cardan)
• Ejes que se cortan (correas-poleas, ruedas fricción, engranajes cónicos)

Transformación de movimiento (Biela-manivela, piñón-cremallera, tornillo-tuerca, leva)

Ejes (ejes, árboles nervados, árboles estriados, enchavetado)

Rodamientos (rodamientos de bolas, rodillos, cojinetes cilíndricos fijos, ajustables, elásticos)

Elementos de Instalaciones Eléctricas

Describe todas las partes y elementos que tiene una instalación eléctrica desde la acometida, caja general de protección, línea repartidora, centralización de contadores, interruptor de control de potencia, CGMP, toma de tierra, salidas e interruptores. También nos habla sobre principales elementos de salida como puede ser:

• Detectores (Presostato, Termostato, Nivostato)
• Lámparas de señalización
• Elementos PLCs

Mantenimiento Mecánico, Eléctrico y Electrónico

Avería: incapacidad de realizar la función requerida. Falla: evento que hace cesar la funcionalidad. Esporádicas o crónicas:

• Método de los seis pasos
• Método de la búsqueda de condiciones
• Método del desempate

También nos señala los modelos de mantenimiento:

• Mantenimiento basado en la rotura (MBR)
• Mantenimiento basado en el tiempo (MBT)
• Mantenimiento basado en la condición (MBC)

Pasos para elaborar un plan de mantenimiento industrial:

• Planificar las tareas de mantenimiento
• Priorizar los motivos de los tiempo de inactividad
• Adoptar un estrategia personalizada
• Invertir en un sistema GMAO
• Sincronizar órdenes de trabajo, recambios y programas de mantenimiento.
• Realizar ajustes en el plan de gestión de mantenimiento basado en datos(2 simultáneos)

Proyecto Industrial

Memoria, Memoria descriptiva, Cálculos, Anexos, Planos, Pliego de condiciones, Presupuesto.