¿Qué es un Proceso de Manufactura?
Podemos definirlo como el conjunto de actividades precisas efectuadas para llevar a cabo la transformación de las características originales de una materia prima y obtener así el producto final.
Estas modificaciones pueden abarcar desde la consistencia, dimensiones, firmeza y estructura, hasta aspectos estéticos que lo beneficien.
Aunque es más conocido como proceso de manufactura, se le denomina igualmente proceso de producción, proceso de fabricación o proceso industrial.
Antecedentes de los Procesos de Manufactura
El proceso de manufactura comenzó siendo totalmente manual, pues en el pasado no se incorporaba maquinaria.
Posteriormente, se implementaron máquinas para agilizar las labores y reducir los costos. Al principio, funcionaba como un sistema híbrido donde el factor humano y la maquinaria trabajaban en conjunto. Sin embargo, con los resultados obtenidos, los procesos se fueron automatizando cada vez más, hasta el punto de, en algunos casos, no necesitar la intervención humana.
Clasificación de los Procesos de Manufactura
Desde el ingreso de las materias primas a la industria hasta su salida transformadas en un producto de consumo final, el proceso de manufactura abarca todas las actividades involucradas. Sin embargo, las tareas se clasifican durante la producción para enfocarse en distintas áreas, de la siguiente manera:
Procesos Primarios
Su función es la de transformar recursos naturales en productos primarios que no están elaborados de forma final para su consumo. Esto incluye materias primas, capital y mano de obra, por mencionar algunos ejemplos.
Procesos Secundarios
En este tipo de procedimiento se consideran las actividades encargadas de realizar los tratamientos térmicos o mecanizados correspondientes para la transformación de la materia prima obtenida.
Procesos Terciarios
Una vez terminadas las labores secundarias, el paso siguiente es encargarse de unir los elementos en un solo producto (si es necesario) o bien de abordar los aspectos estéticos o superficiales para obtener el resultado final.
Tipos de Procesos de Manufactura
Para realizar procesos de manufactura se debe tener claro qué beneficios se desean obtener, ya que existen diferentes tipos de procedimientos a incorporar en una fábrica, siendo a veces necesario implementar más de uno.
Manufactura Repetitiva
Está conformada por líneas de producción encargadas de realizar un artículo de la misma manera durante todo su funcionamiento, sin variación alguna en diseño, requisitos o tiempos, ya que esto implicaría alteraciones en el flujo de producción.
En caso de que la línea establecida no sea suficiente para la tasa de producción requerida, se incorpora otra para cumplir los mismos objetivos.
Manufactura Discreta
Utiliza igualmente una línea de producción, pero con la variante de que, en este caso, sí puede existir diversidad en los artículos realizados, ya sea por su diseño, estructura o configuración.
Al tener la posibilidad de alternar entre diferentes productos, esto también puede resultar en tiempos de producción más largos o alteraciones que deben gestionarse.
Manufactura Continua
Opera de forma similar a la repetitiva (24/7), con la gran diferencia de que los materiales involucrados en este proceso son líquidos, gases, polvos o materiales granulados, comunes en industrias como la minería.
Dado que la producción puede involucrar diversas materias primas, se debe tener suma precaución en este tipo de manufactura.
Manufactura por Lotes
El proceso por lotes, similar a la fabricación discreta, permite diversidad en los productos que realiza, solo que en este caso depende enteramente de la demanda del consumidor, ajustando la producción para satisfacer las cantidades solicitadas.
Ya sean lotes del mismo producto o de una variedad de ellos, este tipo de manufactura no sigue un estándar estricto, pues los cambios y modificaciones en los procesos pueden incorporarse en cualquier momento.
Manufactura en Talleres (Job Shops)
La manufactura en talleres, a diferencia de la discreta o repetitiva, utiliza áreas de producción especializadas en lugar de líneas de montaje.
Cada proceso de manufactura se adapta al objetivo específico a alcanzar; por eso es importante conocerlos a fondo para determinar cuál brindará los mejores beneficios operativos y estratégicos para nuestra industria.
Mecánica de Sólidos Deformables y Deformación
La mecánica de sólidos deformables estudia el comportamiento de los cuerpos sólidos deformables ante diferentes tipos de situaciones, como la aplicación de cargas o efectos térmicos.
Estos comportamientos, más complejos que los de los sólidos rígidos, se estudian en la mecánica de sólidos deformables introduciendo los conceptos de tensión y deformación.
Una aplicación típica de la mecánica de sólidos deformables es determinar, para una geometría original de sólido y unas fuerzas aplicadas sobre el mismo, si el cuerpo cumple ciertos requisitos de resistencia y rigidez. Para resolver ese problema, en general es necesario determinar el campo de tensiones y el campo de deformaciones del sólido.
Definición de Deformación
La deformación se refiere al cambio que sufre un cuerpo o cosa tras haberle aplicado una serie de fuerzas externas, como tensión o compresión, que producen la variación de su tamaño o forma natural.
También existen deformaciones derivadas de cambios de temperatura, es decir, por dilatación térmica.
En física, la deformación es un fenómeno que implica un cambio en un cuerpo o cosa, el cual puede ser permanente (el cuerpo no vuelve a su estado natural) o reversible (el cuerpo recupera su estado habitual).
Por ejemplo, cuando un lápiz se rompe, su deformación es permanente. En cambio, si se estira un resorte, este sufre una deformación reversible, ya que vuelve a su estado habitual después de que finaliza la fuerza aplicada.
Deformación Elástica
Es el cambio temporal de forma producido por una fuerza mecánica dentro del límite elástico (proporcional) del material bajo tensión o compresión, recuperándose la forma y dimensión originales al eliminar la fuerza deformante.
Deformación Metálica
¿Qué es la Deformación Metálica?
La deformación metálica es un proceso en el que la forma y/o tamaño de una pieza metálica cambia debido a fuerzas aplicadas. Para que tenga lugar, la fuerza aplicada debe generar un esfuerzo mayor que la resistencia de cedencia original del metal, produciendo así una deformación plástica. En este proceso no se arranca viruta, por lo que el peso total de la pieza se mantiene tras la deformación.
Tipos de Deformación Metálica según Temperatura
Existen dos tipos básicos de deformación metálica, según la temperatura de trabajo: en frío y en caliente. Aunque existen subtipos dentro de estos grupos, cada proceso afecta de manera diferente a las propiedades del metal. Como ya se mencionó, el peso de la pieza inicial y final siempre es el mismo.
Deformación Metálica en Frío
Es el tipo de deformación que se da en procesos como el plegado de chapa metálica o la laminación en frío, entre otros. Se realiza por presión y a temperatura ambiente, sin necesidad de calentar el metal para aumentar su ductilidad.
Elegir este método de deformación metálica permite obtener una mejor precisión en cuanto a la forma deseada (incluyendo ángulos en el plegado) y el tamaño. Además, los acabados superficiales son mejores y estéticamente más cuidados.
Otras características de la deformación metálica en frío son que permite obtener tolerancias más estrictas y una mayor dureza de las partes. El resultado es una pieza o estructura fuerte y resistente, con un buen acabado.
Deformación Metálica en Caliente
Este proceso se realiza a temperaturas elevadas. La temperatura necesaria varía según el metal sobre el que se trabaje. Esta deformación permite realizar grandes cambios plásticos, aprovechando la mayor ductilidad del metal a altas temperaturas, a menudo como parte de un proceso que incluye calentamiento y enfriamiento controlados.
Principales Procesos de Deformación Metálica
Existen diferentes procesos para lograr la deformación plástica del metal. Los más utilizados en la industria son:
- Cizallado: Proceso donde tienen lugar uno o varios cortes del metal inicial.
- Doblado o Plegado: Proceso limpio para obtener una forma definida sin alteración significativa de las características intrínsecas del metal.
- Troquelado: Conlleva una perforación o corte preciso del metal utilizando un troquel.
- Forja: Proceso que requiere calor. El metal se somete a altas temperaturas para facilitar su deformación mediante golpes o presión.
- Laminado: Se emplea principalmente para convertir piezas gruesas de metal (como acero) en láminas de diferentes grosores, mediante rodillos. Puede realizarse en frío o en caliente.
- Extrusión: Proceso donde el material es forzado a fluir a través de un orificio con una forma determinada. Aunque existe extrusión en frío, generalmente se realiza en caliente.
- Embutición: Se utiliza una matriz y un punzón para deformar una lámina metálica mediante presión, con el fin de conseguir una forma hueca predeterminada.
El Troquel y sus Operaciones
Se le llama troquel a la herramienta que, montada en una prensa, permite realizar operaciones diversas tales como:
- Cizallado
- Corte de sobrante
- Doblado
- Picado
- Perforado
- Estampado
- Embutido
- Marcado
- Rasurado