Introducción a los procesos de fabricación
Departamento de Ingeniería Mecánica y Fabricación Tecnología Mecánica II. ETSII. UPM
Historia Fabricación Años Desarrollos 1500–1600 Energía hidráulica para trabajo en metales; laminado para acuñación de moneda 1600–1700 Torno manual para Madera, calculadoras mecánicas 1700–1800 Mandrinado, torneado, roscado en torno, prensa troqueladora 1800–1900 Torno copiador, torreta de torno, fresadora universal; calculadora mecánica avanzada 1808 Tarjetas de chapa perforadas para control automático de telares 1863 Pianos automáticos (Pianola, Organillo) 1900–1920 Torno con selección de velocidad; roscado automático; embotellado automático 1920 Primer empleo de la palabra Robot 1920–1940 Máquinas Transfer; producción en grandes serie 1940 Primera máquina de calculo electrónica 1943 Primera computadora electrónica digital 1945 Primer empleo de la palabra Automatización 1948 Invento del transistor 1952 Primer prototipo de máquina CN 1954 Desarrollo del lenguaje simbólico APT (Automatically Programmed Tool); Control adaptativo 1957 Máquinas de CN disponibles comercialmente 1959 Circuitos integrados; primer uso del término tecnología de grupos 1960s Robots Industriales 1965 Ciruitos integrados a gran escala 1968 Controles lógicos programables 1970 Primer sistema Integrado de fabricación; soldadura robotizada para carrocerías de automóviles 1970s Microprocesadores; Sistemas de fabriacación flexible; aplicaciones de la tenología de grupos 1980s Inteligencia Artificial; robots inteligentes; sensors inteligentes; 1990s Sistemas de fabricación integrados; inteligencia distribuida; telecomunicaciones y redes globales de
fabricación; lógica borrosa; redes neuronales; herramientas de Internet
• Ciclo de lanzamiento de un producto
Formas y procesosForma geométrica Procedimiento de fabricación Superficies planas Laminado, brochado, fresado, conformado, rectificado Piezas con cavidades Fresado de acabado, electroerosión, mecanizado
electroquímico, moldeo Piezas con características afiladas
Moldeo con molde permanente, mecanizado, rectificado, Pulvimetalurgia
Formas delgadas huecas
Moldeo, electrodeposición
Formas tubulares Extrusión, trefilado, laminado de forma, moldeo Secciones transversales
Trefilado, extrusión, torneado, rectificado
Pequeños agujeros Laser, electroerosión, mecanizado electroquímico Texturas en superficies Moleteado, rectificado, etching, deposición, texturizado
laser Detalles en superficies Estampado, moldeo, mecanizado Piezas roscadas Mecanizado de rosca, laminado de rosca, rectificado
de rosca Piezas muy grandes Moldeo, forja, montaje Piezas muy pequeñas Microfresado, Micromoldeo, etching, pulvimetalurgia,
LIGA, micromecanizado
Alternativas de fabricación
Métodos posibles para la fabricación de una pieza (a) Moldeo o pulvimetalurgia, (b) forja (c) extrusión, (d) mecanizado (e) unión de dos piezas
Mecanizado de cavidad
Elementos comunes
Evaluación del tiempo
• Unidad de medida en fabricación• Tiempos de fabricación
– Preparación• Carga y descarga• Programación, simulación, inspección• Tiempos muertos
– Conformado• Productividad y flexibilidad
Evaluación de costes
• Costes fijos. No sufren variación• Costes variables. Asociados a una
magnitud y proporcionales a esta• Concepto de automatización flexible
Elementos de fábrica
• Almacenes• Máquinas• Transporte• Personal
Almacenes
• Idea antigua del almacén. “Satisfacer la demanda sea cual sea su intensidad”
• Idea actual. “Eliminarlos”– Costes inmovilizado– Costes de no calidad
• Intermedios– Idea antigua. Pulmones de regulación– Idea actual. Subconjuntos de piezas
Máquinas
• Ubicación racional para adaptarse al flujo de material. Minimizar el transporte
• Manuales de operación detallados• Mejoras con valor añadido
– Transporte– Tiempo de fabricación– Mejora desmontaje
Transporte
• Constituye una inversión• Movimiento origina coste• Costes de no calidad
Personal
• Delimitación y especificación de tareas• Procurar comodidad y satisfacción• Plan de incentivos y mejora continua• Técnicas nuevas pueden encontrar
fuerte resistencia• Eliminar costes que aun generando
valor añadido no generan satisfacción del cliente
Elementos del mercado• Productos
– Reducción de plazos de entrega– Vida corta del producto– Acortamiento de series– Calidad y precio del producto
• Fabricación– Tiempos de preparación– Tiempos de fabricación– Automatización flexible– Participación activa de empleados
• Clientes– Gusto variable– Mayor nivel adquisitivo– Mayor formación. Productos sofisticados
Operación de taladrado
• Manual– Coste máquina bajo– Preparación
• Plantilla• Utillaje
– Mecanizado• Marcado• Punteado• Taladrado• Movimientos
manuales
• Automatica– Coste de maquina
alto– Programación CNC– Tiempo prep. Bajos– Tiempo mec. Bajos
Organigrama
Planificación Programación
Operaciones
Lanzamiento Control
Seguimiento
Talleres
Of.TécnicaProducción
Mantenimiento
Of. TécnicaMantenimiento
Jefe de producción
Dpto. de Producción
Estimac. Demanda
Ventas
Métodos
Costes
Dpto. Administración
Fabric. asistida
Of. CAD/CAM/CAE
Dpto. Tecnico
Plan Inspec.Diseño operac.
Calidad Prod.
Dpto. Calidad
Dirección general
Of. Técnica producción
• Planificación de la producción– Necesidades de máquinas, herramientas, utillaje,
personal, etc.• Programación de la producción
– Programación a 1 mes con revisiones semanales– Diagramas de ocupación
• Diseño de operaciones– Fases, operaciones, preparación
• Lanzamiento– Elaboración de documentación
Clasificación de procesos
Moldeo de metalesMetal Casting
Deformación PlásticaForming ang Shaping
Arranque de materialMaterial removal
UniónJoining
Superficie/MicrofabricaciónSurface/Microfabrication
Conformado no metálicosNon metallic Forming
Medida e inspecciónMetrology and instrumentation
AutomatizaciónAutomation
Ingeniería de los procesos de fabricaciónManufacturing Technology