Tema 1 historia de la manufactura

HISTORIA DE LA MANUFACTURA

Tema 1

A) Desarrollo histórico de los materiales y procesos 8000 a 3000 a. C. PERIODO NEOLÍTICO  Surgieron los procesos básicos: • Grabado y tallado en madera • Formado a mano y cocido del barro • Tallado y pulido de piedra • Hilado y tejido de tela • Teñido de textiles  Se descubre el oro en la naturaleza en su forma pura y se martilla  El cobre primer metal extraído de su mineral por fundición y se le da forma por medio de vaciado  Se descubre la plata y el estaño

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3500 a 1500 a. C. EDAD DEL BRONCE 

Se descubre el bronce (Cu-Sn)



Se funde por primera vez el hierro meteorítico



Se obtiene hierro del mineral



Se combina el hierro con el carbón para obtener acero



Los

herreros

calentaban

y

enfriaban

el

acero

proporcionándole mayor dureza y fragilidad 

Para quitar la fragilidad del acero se calentó pero a temperaturas más bajas y enfriándolo mas lento y a esto se le conoció como templado (tratamiento térmico)

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1000 a. C. EDAD DEL HIERRO  El acero sustituye al bronce en cuanto a fabricación de armamento, agricultura, etc…

1 d. C. MÉTODOS DE ENSAMBLE  Amarre con sogas y cordeles  remachado y clavado  soldadura por forja  pegado con adhesivos SIGLO XIX (1770 – 1850) 1a. REVOLUCIÓN INDUSTRIAL  Surgen máquinas – herramientas como: . . . . . .

Perforadoras Tornos Taladros Fresadoras Limas Cepillos

Procesos de remoción de material

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Procesos de Remociรณn de Material

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1800 MAUDSLEY 

Maudsley inventa el torno formador de tornillos

1839 VULCANIZACIÓN 

El hule natural, primer polímero utilizado en manufactura



Charles Goodyear descubre el proceso de vulcanización

1870 

Se desarrolla el nitrato de celulosa

1900 

Se utiliza por primera vez la baquelita



Se inician procesos de soldadura por fusión



Surge el moldeo por inyección

1927  Se desarrolla el PVC

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1928 Dupont descubre el Nylon 1932 Se descubre el polietileno 1943 Se desarrolla el teflรณn, silicones y poliuretanos 1947 Surgen las resinas epรณxicas 1948 Se descubre el acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) 1950 Surge el poliester 1957 Se desarrolla el polipropileno, policarbonato y el polietileno de alta densidad 1960 Surgen los elastรณmeros MES. Rosy Mata Mtz.

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B) Desarrollo histórico de los sistemas de manufactura Un sistema de manufactura se refiere a la forma de organizar la gente y equipo para eficientar la producción.  Sucesos importantes que surgen: • Principio de la división y especialización del trabajo (Adam Smith 1723 – 1790) • La Revolución Industrial tuvo un impacto importante sobre la producción (1760 – 1830) • Las máquinas y herramientas aumentaron la productividad (máquina de vapor de Watt, máquina de hilar, telar de motor y máquina de taladrar de John Wilkinson (1775)

Máquina de hilar

Máquina de vapor MES. Rosy Mata Mtz.

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Manufactura de partes intercambiables: ensamble en serie de algún producto (Elí Whitney 1765 – 1825) El sistema de fabricación permitió organizar grandes grupos de trabajadores.

LA SEGUNDA REVOLUCION INDUSRIAL (1850) Movimiento de la administración científica (1856-1915): controla y planifica las actividades de los trabajadores: • Estudio de movimientos para realizar mejor una tarea • Estudio de tiempos para establecer estándares de trabajo • Utilización generalizada de estándares en la industria • Sistema de pagos a destajo (incentivo) • Recopilación de datos y registros

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 

 

Líneas de ensamble (1863-1947) Producción en masa (Henry Ford, 1913)

Electrificación de las fábricas (1881) Automatización de la manufactura (1900): líneas de transferencia, control numérico, robótica industrial y controladores lógicos programables.

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INDUSTRIAS MANUFACTURERAS Y SUS PRODUCTOS Industrias Manufactureras Son empresas y organizaciones que producen o abastecen bienes y servicios a la sociedad, y pueden calificarse como primarias, secundarias y terciarias.  Industrias primarias: Son aquellas que cultivan y explotan los recursos naturales tales como la agricultura y la minería.  Industrias secundarias: adquieren la materia prima de las industrias primarias y las convierten en bienes de consumo o de capital, ejemplo: papel, autos, etc.  Industrias terciarias: constituyen el sector de servicios de la economía, ejemplo: bancos, supermercados, etc.

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EJEMPLOS DE INDUSTRIAS MANUFACTURERAS Primarias

Secundarias

Terciarias (servicios)

Agricultura

Aeroespacial

Banca

Forestal

Bisutería y Accesorios

Comunicaciones

Pesca

Automotriz

Educación

Ganadería

Metales Básicos

Entretenimiento

Canteras

Bebidas

Servicios Financieros

Minería

Materiales para la Construcción

Gobierno

Petróleo (extracción)

Productos Químicos

Salud y Servicios Médicos

Computadoras

Hotelería

Construcción

Información

Enseres Domésticos

Seguros

Electrónica

Servicios Legales

Equipo

Bienes Raíces

Metales Habilitados

Reparación y Mantenimiento

Procesamiento de Alimentos

Restaurantes

Vidrios y Cerámica

Comercio al Detalle

Maquinaria Pesada

Turismo

Papel

Transporte

Refinación de Petróleo

Comercio al Mayoreo

Productos Farmacéuticos

Plásticos (formado)

Instalaciones de generación de energía

Publicidad

Textiles

Llantas y Productos de Hule

Madera y Muebles

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PRODUCTOS MANUFACTURADOS Tipos:  Bienes de consumo: Son los productos que compran directamente los consumidores; ejemplo: televisores, computadoras, etc… 

Bienes de capital: Son aquellos que adquieren otras compañías para producir bienes o servicios; ejemplo: aviones, maquinaria, etc…

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¿QUÉ ES LA MANUFACTURA EN LA ACTUALIAD? La palabra manufactura se deriva de las palabras latinas manus (manos) y factus (hacer), hacer con las manos.

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a) Desde el punto de vista Tecnológico Es la aplicación de procesos químicos y físicos que altera la geometría, las propiedades o el aspecto de un determinado material para elaborar partes o productos terminados e incluye también el ensamble de partes múltiples.

Máquinas Materia Prima

Herramientas

Energía

PROCESO DE MANUFACTURA

Mano de obra Material Procesado

Desechos y desperdicios

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b) Desde el punto de vista Económico Es la transformación de los materiales en artículos de mayor valor, la cual se lleva a cabo por medio de operaciones de proceso o ensamble.

PROCESO DE MANUFACTURA Valor agregado Material inicial

Material en Proceso

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Material procesado

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LOS PROCESOS Los procesos se han hecho complejos debido a:  La mecanización; opera por medio de máquinas que elaboran piezas; ejemplo: blocs.  La automatización: Funciona encendiendo y apagando motores, interruptores y otros dispositivos para responder; ejemplo: en función del tiempo.  Desarrollo de los materiales: Constantemente se están investigando para obtener nuevos materiales con mejores propiedades.

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ELEMENTOS ESCENCIALES DE LA MANUFACTURA La manufactura requiere de: 1) Los Materiales

Compuestos metal-cerámicos

METALES

CERÁMICOS

Compuestos metal-polímeros

POLÍMEROS

Compuestos cerámicopolímeros

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2) Los Procesos A. Operaciones de proceso Transforman un material de trabajo por medio de energía de una etapa a otra más avanzada, esto le da un valor agregado al cambiar:  Su geometría  Propiedades  Aspecto La energía requerida puede ser:  Mecánica  Térmica  Eléctrica  Química  Humana Electrólisis

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Se distinguen tres categorías de operaciones de proceso: 1. Procesos de formado a) Fundición y moldeo El material inicial se encuentra fundido o semifundido. Casi todos los materiales usan este medio, ejemplo: metales, vidrio y plásticos.

Fundición Moldeo MES. Rosy Mata Mtz.

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b) Procesado de partĂ­culas El material inicial es un polvo que se le dĂĄ forma y calienta para darle dureza y resistencia, esta operaciĂłn se llama sinterizado.

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c) Proceso de deformación El material inicial es un sólido dúctil (metal) que se deforma para formar la pieza. Ejemplo: forjado, extrusión, laminado y doblado.

Troquelado o doblado Laminación

Forja Extrusión

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d) Proceso de remoción de material El material inicial es un sólido (dúctil o frágil) de donde se quita el exceso de material para dar la forma deseada por medio de las operaciones de maquinado como: torneado, taladrado, fresado y esmerilado.

Taladrado

Fresado Torneado MES. Rosy Mata Mtz.

Esmerilado 22

2. Procesos de mejora de propiedades Este se realiza para, mejorar las propiedades físicas o mecánicas del material de trabajo.

Los procesos más importantes son los tratamientos térmicos como el recocido para metales y vidrio; y el sinterizado para polvos cerámicos y metálicos.

Sinterizado de metales

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3. Operaciones de procesos superficiales a)Limpieza: Incluye procesos mecánicos y químicos para quitar la suciedad, la grasa y otros contaminantes de la superficie.

b)Tratamiento de superficies: Incluyen tratamientos mecánicos como chorro de perdigones y chorro de arena y tratamientos físicos como, la difusión e implantación iónica.

Chorro de arena

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c)Procesos de recubrimiento y deposición de películas delgadas Los procesos comunes de revestimiento son: - Electrodepositación - Anodizado del aluminio - Recubrimientos orgánicos (pinturas) y el esmalte de porcelana - Procesos de deposición: química y física de vapores de ciertas sustancias.

Anodizado

Razones para aplicar recubrimientos a superficies:  Protección contra la corrosión  Color y apariencia  Resistencia al desgaste  Preparación para procesos subsiguientes MES. Rosy Mata Mtz.

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B. Operaciones de ensamble Es la unión de dos o mas partes separadas para formar una nueva entidad, los componentes de esta quedan unidos en forma permanente o semipermanente.

Ejemplos de unión permanente: - Soldadura térmica - Soldadura blanda - Soldadura fuerte - Pegado con adhesivos

Remaches

Ejemplos de ensamble mecánico: - Tornillos - Pernos - Tuercas - Remaches

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3) Sistemas de Producción Organizan la mano de obra, equipos y procedimientos diseñados para combinar los materiales y procesos que constituyen sus operaciones de manufactura.

Los sistemas de producción pueden dividirse en dos categorías:  Instalaciones : se refiere al equipo físico y su disposición en la planta



Apoyo a la manufactura: son los procedimientos usados por la compañía para administrar la producción y resolver los problemas técnicos y logísticos que surgen en el ordenamiento de los materiales.

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Una compañía debe organizarse para diseñar los procesos y los equipos, planear y controlar las órdenes de producción, y satisfacer los requisitos de calidad del producto, y se apoya en los siguientes departamentos: A. Ingeniería de manufactura  Se plantean los procesos de manufactura que se deben usar  Se diseñan y ordenan las maquinas, herramientas y equipo que se va a utilizar en el proceso

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B. Planeación y control de producción En éste departamento se resuelven los problemas logísticos de la manufactura, y son: - Ordenan los materiales - Compra de partes - Programación de la producción - Cumplimiento de los planes de producción Almacén M.P.

C. Control de calidad La producción de los artículos de hoy en día debe tener la más alta calidad, debido esto a la competitividad. Se tienen que diseñar y construir productos que satisfagan las especificaciones de los consumidores, lo cual es responsabilidad de control de calidad.

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