Mecanizados No Convencionales y Plan Integral de Calidad en Ingeniería de Procesos

Mecanizados no convencionales

Electroerosión (M. electroerosión)

Proceso de conformado por eliminación de material mediante descargas entre electrodo y pieza en el seno del dieléctrico, hasta la erosión. Ventajas: permite trabajar materiales duros y refractarios; posibilita geometrías complejas. Inconvenientes: solo para materiales conductores, baja velocidad, puede modificar la microestructura.

Tipos (según dieléctrico)

• Por penetración (aceite).
• Por hilo (agua desionizada).

Proceso

Intervienen corriente eléctrica, campo eléctrico, tensión de ruptura, temperatura, ionización, efecto avalancha, etc. Se distinguen tres zonas afectadas:

1. Zona vaporizada.
2. Zona fundida.
3. Zona afectada térmicamente.

Las burbujas del dieléctrico se colapsan e impulsan la eliminación de material.

Caracterización

• El electrodo debe tener buena conductividad térmica (para no desgastarse).
• Renovación del dieléctrico.
• Rugosidad isotrópica (ventaja frente al mecanizado convencional).
• Indicador volumétrico: Q_v = (Vol. electrodo / Vol. pieza) × 100.

Equipos

Bancada, mesa, cuba para dieléctrico, unidad de filtrado (por bolsas o bombeo), cabezal de posicionamiento y generador de impulsos.

Variables y parámetros

V_func = f(GAP). Tres parámetros principales:

1. t_i (tiempo de impulso).
2. Intensidad (corriente).
3. t₀ (tiempo de descarga / separación entre impulsos).

Comentar las variaciones respecto a sus valores óptimos: variaciones en tiempo e intensidad afectan profundidad de erosión, acabado superficial y desgaste del electrodo; el control del GAP es crítico para estabilidad del proceso.

Ultrasonidos (M. ultrasonidos)

Se aprovecha la propiedad de materiales magnetostrictivos (B) o piezoeléctricos (E), amplificando su microoscilación hasta ~0,01 mm. Necesita chorro abrasivo. Apto para casi cualquier material.

Electroquímico (M. electroquímico)

Basado en la electrólisis: pieza y herramienta conductoras inmersas en electrolito (agua + NaCl u otros). Sin contacto entre pieza y herramienta. Funciones del electrolito: limpiar, refrigerar y evacuar productos de reacción.

Parámetros

• Tensiones bajas y corrientes altas.
• Proceso lento.
• Bomba para generar chorro de electrolito desde el interior de la herramienta (si aplica).

Ventajas

• Permite trabajar materiales duros.
• Trabajo simultáneo en varias piezas (producción en serie).
• Precisión y buen acabado, sin deformaciones térmicas.

Inconvenientes (y mejoras)

• Necesidad de puesta a punto (control numérico).
• Corrosión de piezas o utillajes si no se controla.
• Coste de equipos de bombeo y manejo de electrolito.
• Corte lateral: necesidad de aislantes y control de la zona de corte.

Aplicaciones

• Taladrado profundo.
• Pulido electrolítico.
• Rectificado electrolítico.

Fresado químico

Fresado por ataque químico en baño de ataque; protección mediante polímeros. El tiempo de ataque es función del espesor y de la superficie. Se realizan inmersiones sucesivas para conseguir la geometría deseada.

Factor de ataque D/a = ancho / profundidad > 1 (valores cercanos a 10 son adecuados).

Uso de inhibidores (tres misiones) para controlar la reacción.

Inconvenientes: tiempo de proceso y fragilidad por hidrógeno (H₂).

Moldeo electrolítico

Deposición electrolítica para obtener carcasa fina con la forma del molde. El tiempo depende del espesor, la intensidad y otros parámetros: t = f(t, I). Piezas habituales: níquel (incrementa dureza) y cobre (gran precisión).

Aplicaciones

Componentes de precisión, cascos y, en algunos casos, piezas para la industria aeroespacial como misiles y toberas.

Electrones

Procesos con haces de electrones (V⁺, V^-) guiados magnéticamente. Requieren vacío; también se usan desenfocados para soldaduras y tratamientos superficiales. Aplicaciones: taladros profundos y precisos para casi cualquier material.

Láser

Similar al haz de electrones para corte, soldadura y tratamiento superficial. No requiere vacío. Muy preciso; se utiliza para corte y soldadura, aunque no siempre para taladrado profundo.

Plan integral de calidad

El plan integral de calidad incluye la estructura, responsabilidades, actividades, recursos y procedimientos que permiten asegurar que los productos, procesos o servicios cumplen con los requisitos de calidad.

Elementos del sistema de calidad

1. Organización: definir claramente las responsabilidades.
2. Proyecto y lanzamiento de productos: asegurar desde el principio que el proyecto es capaz de satisfacer al cliente.
3. Compras y proveedores: establecer procedimientos para asegurar que los proveedores cumplen los requisitos.
4. Fabricación: cumplir lo especificado en los planes de fabricación y control.
5. Control de calidad: garantizar que el sistema de calidad funciona según lo previsto.
6. Manipulación, almacenamiento y transporte.
7. Asistencia y servicio al cliente: proporcionar información suficiente para el buen uso del producto y ofrecer asesoría.
8. Otros: pruebas de materiales; análisis de devoluciones y reclamaciones.

Manual de calidad

Recoge el conjunto de normas y procedimientos que se siguen en la empresa para garantizar la calidad. Como punto de partida tiene un documento base: la Política de Calidad.

Costes de calidad

• Costes de prevención.
• Costes de evaluación.
• Costes de los fallos (internos y externos).

Concepto de calidad

1) Según la norma ISO: conjunto de características de una entidad que le confieren la aptitud para satisfacer las necesidades establecidas e implícitas. 2) Según la norma UNE: el grado en el que un conjunto de características inherentes cumple con los requisitos.

La calidad solo se consigue con

• Definición clara de especificaciones y realización escrupulosa de las mismas.
• Proyecto bien estudiado.
• Procesos de fabricación adecuados al producto.
• Embalaje y transporte que preserven la integridad del producto.
• Buen servicio postventa.

Competitividad de la empresa

Niveles de competitividad:

1. Nivel mínimo.
2. Nivel competitivo.
3. Nivel superior: innovación tecnológica y novedades no disponibles en la competencia.

Evolución de la gestión de calidad

1. Inspección (30): asegurar que se obtiene la calidad prevista; seleccionar cuando aparecen defectos; tomar medidas correctoras para evitar repetición.
2. Control de proceso (40): actuar antes de que se presenten problemas; reducir la dispersión.
3. Control integral de calidad (60).
4. Calidad total: todo lo anterior más: considerar la calidad en todas las actividades de la empresa; la calidad como responsabilidad de todos; factor humano fundamental (formación, motivación); participación, información y comunicación; prevención por encima de corrección. Aparece la figura del cliente interno.