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TAREA #1: NATURALEZA DE LOS MATERIALES Johan Hernando Becerra Angulo

Facultad de Ingeniería UAO Cali, Colombia [email protected] RESUMEN: El componente investigativo del curso de “Materiales y Procesos 1”, es una herramienta que contribuye a que los estudiantes comprendan de manera independiente más a profundidad los temas dispuestos en clase. PALABRAS CLAVES: Materiales, procesos, producción, definición

I.

INTRODUCCIÓN

Un material es un elemento que puede tener una naturaleza real, virtual o ser totalmente abstracto, los cuales, dichos materiales pueden transformarse o agruparse entre si para formar diferentes variantes. A continuación, se presentará una pequeña investigación con el objetivo de brindarle respuesta a las incógnitas propuestas por el docente, alrededor de los materiales y su naturaleza.

II.

DESARROLLO

2.1. ¿En qué difiere un proceso de formado de una operación de procesamiento de una superficie? Un proceso de formado es una operación en la cual se altera la geometría original del material de trabajo, por otro lado, una operación de procesamiento de superficie es un proceso empleado con el fin de obtener unas características específicas sobre la superficie del material a tratar, como puede ser limpieza, recubrimiento o tratamiento de superficies. 2.2. ¿Cuáles son las dos subclases de procesos de ensamble? Expliqué su diferencia. En los procesos de ensamblaje es posible encontrar dos subclases:  Proceso de unión permanente: Aquel que no puede ser removido sin alterar la estructura del material. Puede ser por: Soldadura térmica, soldado fuerte y/o blando y pegado con adhesivos  Ensamble mecánico: Unión de piezas por medio de sujetadores roscados remaches o tornillos, este proceso suele ser reversible sin consecuencias.

Se logra observar que mientras el proceso de unión permanente es una operación no reversible sin dañar la forma original de la pieza, volviéndolo así un proceso permanente, mientras que el proceso de ensamble mecánico puede hacerse y deshacerse, siendo así un proceso no permanente o semi permanente. 2.3. Proporcione un ejemplo real de proceso de cada subclase.  Ejemplo unión permanente: Soldadura por medio de cordón, usualmente frecuentada en la unión de metales, consiste en depositar metal de soldadura con el propósito de unir dos piezas 

Ejemplo unión mecánica: Ensamble de un componente electrónico, para el cual se emplean diversos tamaños de tornillos para unir piezas y componentes

2.4. Defina producción por lotes y describa por qué se utiliza con frecuencia para producir artículos en cantidades medias. El sistema de manufactura de producción por lotes consiste en la fabricación de una cantidad especifica de un mismo producto una cantidad limitada de veces. En producción de cantidades medias (100-10k unidades/año) es frecuentado cuando la variedad del producto es dura. 2.5. En las instalaciones de producción, ¿Cuál es la diferencia entre una distribución por procesos y otra por producto? La producción por procesos es aquella en la cual cada una de las maquinas empleadas se encuentran ubicadas según su tipo o función, por lo que la pieza en cuestión deberá pasar por cada uno de estos según la necesidad, usualmente en lotes, por otro lado, la distribución por producto consiste en el trasporte lineal de la pieza en cuestión por entre todos los departamentos por los cuales debe ser tratado, usualmente mediante una barra transportadora. 2.6. Mencione dos departamentos que sean comúnmente clasificados como de apoyo a la manufactura. 1) Control de calidad 2) Planificación y control de producción

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2.7. ¿Cuáles elementos son los metales nobles?  Oro (Cu)  Iridio (Ir)  Osmio (Os)  Platino (Pt)  Paladio (Pd)  Rutenio (Ru)  Plata (Ag)  Rodio (Rh) 2.8. ¿Cuál es la diferencia entre los enlaces primarios y los secundarios en la estructura de los materiales? La diferencia radica en que los enlaces primarios son mas fuertes que los enlaces secundarios. Los enlaces iónicos, covalentes y metálicos se comprenden como enlaces primarios, y los enlaces dipolo permanente y dipolo fluctuante se comprenden como enlaces secundarios 2.9. ¿Cuál es la diferencia entre las estructuras cristalinas y las no cristalinas de los materiales? La estructura cristalina es la manera mediante la cual se ordenan y empaquetan los átomos, moléculas e iones, esta presenta un ordenamiento geométrico regular en tres dimensiones y presentan puntos de fusión, por contraparte, las estructuras no cristalinas (o solidos amorfos) no presentan un arreglo tridimensional y poseen una movilidad muy limitada, los materiales con este tipo de estructura tienden a ser transparentes. 2.10. ¿Cuáles son algunos defectos puntuales comunes en una estructura de red cristalina? Algunos de los efectos mas comunes en una red cristalina son:  Defecto Schottky (Consiste en que cuando se generan vacantes de iones de signo contrario para anularse de forma estequiométrica, cada vacante es un defecto Schottky por separado) 

Defecto Frenkel (Defecto producido por el desplazamiento de un átomo a un sitio intersticial, creando así una vacante)

2.11. Defina la diferencia entre la deformación elástica y la plástica en términos del efecto sobre la estructura de red cristalina. La deformación elástica es aquella en la cual el material regresa a su forma original luego de retirar la fuerza aplicada, haciendo efectiva la ley de Hooke, siendo así una deformación no permanente (Solo si no se supera el punto de rotura), por otro lado, en la deformación plástica, el material es incapaz de regresar a su estado original luego de retirar la fuerza inicial aplicada.

2.12. ¿Cómo contribuyen los límites de grano entre los granos al fenómeno del endurecimiento por deformación de los metales? Los limites de grano bloquean gradualmente las dislocaciones generadas mientras la fuerza de deformación es aplicada en los metales, a medida que mas dislocaciones son bloqueadas, mas resistente se vuelve el metal volviéndolo así más difícil de deformarse 2.13. Identifique algunos materiales con estructura cristalina.  Cuarzo  Sal  Diamante  Grafito 2.14. Mencione algunos materiales que tengan estructura no cristalina.  Vidrios  Polietileno  Nailon  Elastómeros  Polímeros termoplásticos  Polímeros termoestables  Espumas 2.15. ¿Cuál es la diferencia fundamental en el proceso de solidificación (o fusión) entre las estructuras cristalinas y las no cristalinas? Mientras que los materiales con estructuras cristalinas generan un cambio abrupto en su volumen y calor de fusión cuando pasan a solidificarse o viceversa, en los materiales con estructuras no cristalinas se reduce notablemente esta curva de cambio solidificándose y fundiéndose sin estos cambios abruptos. 2.16. De ejemplos de correlaciones entre las propiedades atómicas de los elementos y las propiedades de los materiales.  Ductilidad en algunos metales producida por su estructura atómica, la cual permite que estos se puedan movilizar unos por encima de otros permitiendo estirarse sin romperse, un ejemplo de metales dúctiles es el Zinc (Zn), el cual en estado puro goza de alta ductilidad y maleabilidad. 

La conductividad eléctrica depende de la estructura atómica que los metales poseen para así definir su grado de utilidad en la industria, teniendo materiales conductores, semi conductores y aislantes, esto depende a la facilidad con las cual un electrón puede atravesar su estructura

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2.17. Construya una gráfica de temperatura de fusión versus densidad, de todos los matariles Nivel 1 de la base de datos del CES Edupack.

[1] E, Rojas. (2013). Unidad 4: Procesos de ensamble. UNAM. México. Recuperado de: https://es.slideshare.net/erikarojasjuan/unidad-4procesos-de-ensamble [2] InfoMetales. (2021). Metales nobles. Recuperado de: https://www.infometales.com/nobles/ [3]

M, Groover. Fundamentos de manufactura moderna. 3rd. ed. New York: McGraw-Hill, 2007

[4] Desde el murete (2017). Deformación elásticas y plásticas, y su relación con los anclajes. Recuperado de: https://desdeelmurete.com/deformacioneselasticas-y-plasticas-y-su-relacion-con-los-anclajes/ Figura 1, Grafica temperatura de fusión vs densidad

III.

CONCLUSIONES

El presente trabajo permitió: Conocer como están constituidos atómicamente los materiales, cuales son algunos de estos y algunos factores que los rodean. Practicar la realización de graficas mediante el uso del software CES Edupack, familiarizando así un poco mas el uso del programa. Aprender sobre algunos métodos de ensamble y procesos de producción en el entorno de la manufactura.

IV.

REFERENCIAS