Procesos industriales, fabricación y metrología: tipos, técnicas y etapas clave

Industria

Industria: conjunto de actuaciones y manipulaciones destinadas a la obtención, transformación y transporte de materias primas.

Tipos de industria

• Industria pesada: trata grandes cantidades de materias primas en bruto para transformarlas en productos semielaborados. Suelen estar cerca de las materias primas o de puertos donde llegan. Ejemplos: siderúrgicas, metalúrgicas, petroquímicas.
• Industria de equipo:
  • Construcción.
  • Metalúrgicas de transformación: en grandes ciudades. Productoras de coches, barcos, aviones, utillaje y maquinaria.
• Industria ligera: fabrica bienes de uso y consumo particular. Utiliza materias primas, productos semielaborados y equipos.

En general, el mercado de la IP son los otros dos, mientras que el de la IL es el público.

Manufactura

Manufactura: producto industrial resultado de la transformación de la materia prima en productos terminados y listos para vender. La manufactura puede realizarse por máquinas o por personal experto. Engloba trabajo de fabricación de piezas y ensamblaje de varias piezas para formar un conjunto.

Proceso

Proceso: conjunto de operaciones necesarias para modificar las características de las materias primas.

Procesos para dar forma

Modificación geométrica del material de partida:

• Moldeo: con el material líquido o semifluido; se vierte o se fuerza a fluir en un molde donde se enfría y toma forma.
• Deformación plástica: el material de partida es sólido y, durante el proceso, se comporta de forma plástica. Se obtiene la pieza al aplicar presiones que exceden la resistencia elástica del material, produciendo deformaciones permanentes. Se realiza en frío o en caliente.
• Estado sólido (arranque de material): el material de partida es una pieza de la cual se quita el exceso de material para obtener la geometría deseada.

Procesos de superficie

Sobre piezas con la geometría deseada se modifica el aspecto o comportamiento de la superficie:

• Recubrimiento: modifica la superficie añadiendo sobre ella un material diferente.
• Acabados mecánicos: modifican la superficie por aplicación de presión o esfuerzo mecánico.

Procesos de mejora de propiedades

Mediante tratamientos térmicos se modifican las propiedades físicas y/o mecánicas del material de partida. Estos procesos no modifican intencionadamente la geometría de la pieza, aunque pueden producir distorsiones.

Obtención de materia

Obtenimiento del mineral de hierro en la mina — fusión del mineral en alto horno (carbón) a ≈ 1800 °C — hornos de afinado — barras comerciales (U, L, I).

Fabricación por arranque de viruta

El mecanizado consiste en arrancar en forma de viruta o partículas el exceso de material de un semiproducto, utilizando las máquinas y herramientas adecuadas para conseguir la geometría deseada. Consta de una sucesión de operaciones definidas por un proceso y engloba de forma detallada todas las transformaciones que debe sufrir la pieza hasta su acabado final. Es el único método que permite construir piezas con una exactitud del orden de micras.

Requiere al menos los siguientes elementos:

• Pieza de trabajo
• Herramientas de corte
• Máquina-herramienta
• Utillaje
• Sistema de control

Metrología

Metrología: ciencia que se ocupa del estudio de las mediciones.

Conceptos básicos

• Medir: operación por la cual establecemos cuántas veces una magnitud es mayor o menor que otra. Ejemplos: metro — mm (0,001 mm); pulgada — 25,4 mm.
• Comparar: operación con la cual examinamos dos o más objetos o elementos para ver sus relaciones, diferencias o semejanzas.
• Verificar: operación que se lleva a cabo para comprobar si las piezas y máquinas se ajustan exactamente a las indicaciones del plano. Su fin es obtener productos de calidad.

Tipos de verificación

• Verificación de materias primas o ensayos de materiales.
• Verificación a pie de máquina: se verifica cada fase u operación para evitar continuar trabajando con piezas inútiles.
• Verificación global: piezas totalmente terminadas.
• Verificación de grupo: cuando todas las piezas están montadas en forma de grupo y todos los grupos están acoplados.

Precisión y apreciación

• Precisión: cualidad de un instrumento de medida. Se considera preciso cuando ofrece valores muy parecidos o idénticos al patrón.
• Apreciación: la medida más pequeña que da un instrumento. Fórmula del nonio: a = menor división / número de divisiones del nonio.