Consideraciones y Selección de
Materiales
Los materiales son el núcleo de todos los avances tecnológicos.
La selección del material es
una decisión determinante para un funcionamiento exitoso y factible, manufactura de bajo costo de cualquier producto.
La selección óptima de material a usarse constituye o
hace que el producto deba conducir a propiedades óptimas y a un menor costo, fácil fabricación o
manufacturación de los componentes o estructura, y materiales amigables para el ambiente.
Un aspecto vital
en el proceso de diseño es el ingeniero de materiales.
El proceso
de selección de materiales consiste en considerar concurrentemente los perfiles de las propiedades, el proceso
y medioambiente en cada etapa del diseño
Factores físicos
Los factores en este grupo son el tamaño, forma y peso del material necesario y el espacio
disponible para el componente.
Las consideraciones de forma influencian grandemente la selección del método
de manufactura.
Factores mecánicos
La habilidad la presión y tensión está determinado por estos factores. Fortaleza,
ductilidad, módulo, fuerza a la fatiga, y elongación, son propiedades mecánicas que influyen que material debe
de usarse
Las propiedades mecánicas también son afectadas por el medioambiente al cual están expuestos los
materiales.
Factores del proceso y fabricación
La habilidad para formar o darle forma a un material cae dentro de los
factores del proceso y fabricación .
Los procesos de vaciado y deformación son comúnmente usados.
Los factores de la vida de los componentes
Las propiedades de este grupo son las propiedades externas de la
superficie como la oxidación, corrosión, y la resistencia al desgaste y algunas propiedades internas como la
fatiga y deformación.
El desempeño de los materiales basado en estas propiedades es lo más difícil de predecir
durante las etapas de diseño.
Costo y disponibilidad
Con tiempos de entrega reducidos desde diseño a ventas, hay una tendecia a brincar al primer material que cumpla con el perfil de selección.
Es importante notar que un esfuerzo adicional para
terminar el material correcto ayuda a optimizar los costos de manufactura. También, la estandarización de partes
y materiales esta relacionado al costo del producto final.
SÚPER MATERIALES Y SUBSTITUCIÓN DE MATERIALES
Los súper materiales se consideran como un procedimiento alterno de selección de materiales para un
producto. Un súper material tiene las mejores propiedades que se pueden obtener de todos los materiales en
esta categoría.
Mientras las consideraciones de atributos y proceso del producto son sometidas a una lluvia de
ideas, intercambio en las propiedades de los súper materiales son hechas y la selección de material apropiado
para el proceso se reduce.
El objetivo de la substitución de materiales puede ser seleccionada de una combinación de uno o mas de
lo siguiente:
Para ya sea detener o reducir el uso de materia prima peligrosa, como pigmentos de metales pesados y
decolorantes o solventes a base de cloro.
SELECCIÓN DE MATERIALES ASISTIDA POR
COMPUTADORA
Para que sea diseño real de valor, la selección de las combinaciones de material-proceso y sus rangos deben
estar basados en información general disponible al inicio de las etapas de diseño conceptual de un producto
nuevo; por ejemplo,
Volumen de la vida de un producto.
Niveles permisibles para la expedición de herramientas.
Categorías posibles de la forma de la parte y niveles de complejidad.
Requerimientos de servicio o medio ambiente.
Factores de apariencia
Factores de exactitud.
MINIMIZAR COSTOS DE MATERIAL
Usar formas de maquinado disponibles comercialmente para minimizar las operaciones en fabrica.
Usar formas estándar de materia prima, medidores, y graduaciones o formulaciones en vez de especiales
cuando sea posible.
El material debe ser seleccionado con base no solo en el medioambiente de operación pero también la
temperatura a la cual el producto es expuesto durante el proceso de manufactura.