Date post: | 04-Jan-2016 |
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1PROYECTO:PROTOTIPO DIDACTICO DE MAQUINARIA PARA EL ACABADO DE CIRCUITOS EN BAQUELITA
PROTOTIPO DIDÁCTICO DE MAQUINARIA PARA EL
ACABADO DE CIRCUITOS EN BAQUELITA.
Integrantes del equipo:
DAVID ÁNGEL VARGAS
SALOME TORRES MARCOS
HERNÁNDEZ VÁZQUEZ ETNI JERIMOTT
Grado: Grupo:
5 B
2PROYECTO:PROTOTIPO DIDACTICO DE MAQUINARIA PARA EL ACABADO DE CIRCUITOS EN BAQUELITA
INDICE
CAPITULO I
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.2 HIPOTESIS Y VARIABLES
1.3 OBJETIVOS
1.4 IMPORTANCIA DEL ESTUDIO
CAPITULO II-III
CAPITULO IV
DESARROLLO DEL PROYECTO
VIAVILIDAD
RECURSOS FINANCIEROS
RECURSOS HUMANOS
CAPITULO V
RESOLUCION DEL PROBLEMA
RECOMENDACIONES/SUGERENCIAS
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ANEXOS
3PROYECTO:PROTOTIPO DIDACTICO DE MAQUINARIA PARA EL ACABADO DE CIRCUITOS EN BAQUELITAINDICE ANALITICO TENTATIVO DEL PROYECTO
PROTOTIPO DIDÁCTICO DE MAQUINARIA PARA LA ELABORACIÓN DE
CIRCUITOS EN BAQUELITA.
1. Generalidades de los circuitos en baquelita.
a. Definición de los circuitos en baquelita
b. Características de los circuitos en Baquelita
c. Manufactura de los circuitos impresos.
d. Patrones
e. Métodos para la producción de circuitos impresos
2. Antecedentes de los circuitos en baquelita
a. Historia de los circuitos impresos.
b. Tipos de automatización.
3. Elementos para desarrollar circuitos impresos
a. Placas de Baquelita
b. Cloruro Férrico
i. Características.
ii. Peligros.
iii. Protección personal frente a riesgos químicos.
iv. Intervención.
v. Primeros auxilios.
vi. Precauciones fundamentales para la recuperación del
producto.
vii. Precauciones después de la intervención.
4PROYECTO:PROTOTIPO DIDACTICO DE MAQUINARIA PARA EL ACABADO DE CIRCUITOS EN BAQUELITA
PROTOTIPO DIDACTICO DE MAQUINARIA PARA EL ACABADO DE PISTAS EN BAQUELITA
5PROYECTO:PROTOTIPO DIDACTICO DE MAQUINARIA PARA EL ACABADO DE CIRCUITOS EN BAQUELITA
6PROYECTO:PROTOTIPO DIDACTICO DE MAQUINARIA PARA EL ACABADO DE CIRCUITOS EN BAQUELITA
1.1PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:
¿La implementación de un brazo robótico disminuirá el riesgo de contacto
con el cloruro férrico?
TITULO DESCRIPTIVO DE LA PROBLEMÁTICA:
Peligros durante el proceso para la creación de un circuito impreso
*El calentamiento del/de los recipiente/s provocará aumento de presión
con riesgo de estallido y la consiguiente explosión.
*Emite emanaciones corrosivas e irritantes, incluso cuando arde.
*Puede atacar a los metales y producir gas hidrógeno que puede formar
mezcla explosiva con el aire.
*El vapor puede ser invisible y es más pesado que el aire. Se difunde a
ras de suelo y puede introducirse en alcantarillas y sótanos.
Con tantos riesgos se deben tomar en cuenta todas las medidas de
seguridad necesarias para poder elaborar un circuito impreso sin tener
complicaciones como la intoxicación y la pérdida de la vista en el caso de
los ojos.
Muchos técnicos que elaboran circuitos impresos toman en cuenta todas
las medidas de seguridad necesarias, tales como el uso de:
Chompa
Guantes
Gafas protectoras
7PROYECTO:PROTOTIPO DIDACTICO DE MAQUINARIA PARA EL ACABADO DE CIRCUITOS EN BAQUELITA¿Qué podemos hacer ante esta problemática?
Para poder evitar todos estos problemas y peligros, se ha decidido
investigar sobre una forma más eficaz y eficiente que puede adoptar el
estudiante para la elaboración del circuito. Se tiene una idea en la que
una grúa mecánica tomara la placa y la introducirá en el prototipo donde
estará el cloruro férrico, La grúa mecánica después de un tiempo
determinado, deberá retirar la placa del recipiente y llevarlo al área de
lavado, al mismo tiempo el prototipo deberá ser vaciado en un recipiente
donde se guardará para su reúso.
Este prototipo de maquinaria deberá ser automatizado con un micro
controlador para que el operario no tenga que hacerlo de una forma
manual, sino solamente la supervisión del proceso.
1.2 HIPOTESIS Y VARIABLES.
Hipótesis trabajo:
La creación e implementación del prototipo didáctico de maquinaria para
el acabado de circuitos en baquelita que suplirá la mano humana en el
proceso de la creación del las pistas del circuito y así mismo optimizara el
tiempo de la elaboración de los circuitos en baquelita.
Hipótesis Nula (falsa):
La implementación de la Mecatrónica en este proceso nos llevará a una
innovación tecnológica que los mexicanos esperamos, una
automatización del proceso con tecnología robótica diseñada para el
trabajo mecánico en el proceso de la elaboración de circuitos en
baquelita, estos robot’s se encargaran de empezar y terminar de forma
inteligente el proceso.
8PROYECTO:PROTOTIPO DIDACTICO DE MAQUINARIA PARA EL ACABADO DE CIRCUITOS EN BAQUELITA
Hipótesis Alternativa:
Para poder evitar todos estos problemas y peligros, se ha decidido
investigar sobre una forma más eficaz y eficiente que puede adoptar el
estudiante para el acabado del circuito.
Se tiene una idea en la que un brazo robótico tomara la placa y la
introducirá en el prototipo donde estará el cloruro férrico, el brazo robótico
después de un tiempo determinado, deberá retirar la placa del recipiente y
llevarlo al área de lavado, al mismo tiempo el prototipo deberá ser
vaciado en un recipiente donde se guardará para su reúso.
Este prototipo de maquinaria deberá ser automatizado con un micro
controlador para que el operario no tenga que hacerlo de una forma
manual, sino solamente la supervisión del proceso.
1.3 OBJETIVOS.
GENERAL:
Encontrar la solución al problema de salud que se está viendo por
el manejo de Cloruro Férrico(FeCl3), ya que es un producto químico
toxico y contaminante. Se investigara como se puede realizar una
máquina para el manejo de la sustancia y así mismo
innovarprocesos de fabricación que se implementaran en forma
automatizada para una mejor seguridad y confiabilidad de los
operadores en la industria de producción de circuitos en baquelita.
ESPECÍFICOS:
Optimizar el tiempo de elaboración de circuitos impresos en
baquelita.
Disminuir los riesgos de accidentes por manejo de cloruro férrico.
Innovar el proceso de fabricación de los circuitos en baquelita.
9PROYECTO:PROTOTIPO DIDACTICO DE MAQUINARIA PARA EL ACABADO DE CIRCUITOS EN BAQUELITA
- JUSTIFICACIÓN
Se puede notar que los circuitos en baquelita son muy comunes, los
podemos encontrar en todos los electrodomésticos, aparatos electrónicos,
etc. Se puede tomar como algo insignificante, pero, hacer un circuito en
baquelita, tiene sus complicaciones.
El manejo de Cloruro Ferrico (FeCl3), tiene ciertas complicaciones puesto
que es dañino para la salud, su uso requiere uso de guantes, lo que ha
causado problema en muchos operarios en la industria ya que muchos
descuidan este requisito y se han contaminado a causa del manejo
incorrecto de esta sustancia.
Sera de gran utilidad puesto que beneficiara a los profesionales que
dedican a la producción de pistas en baquelita, reducirá el riesgo de mano
de obra. Gracias a su bajo precio, permitirá que industrias dedicadas a la
producción de pistas en baquelita mejoren su seguridad para los
trabajadores y su servicio para los clientes.
Se podrá utilizar como prototipo didáctico para que los alumnos puedan
hacer sus prácticas y proyectos. Se pretende que optimice el tiempo de
espera para la elaboración de circuitos.
- LIMITACIONES
El cloruro férrico es difícil de manejar, para ello se deben utilizar tuberías
de plástico y no de metal puesto que se corroe. Puede haber limitantes en
el flujo adecuado del cloruro férrico puesto que puede corroer los
empaques y posiblemente existan fugas. Para no tener problema con esta
limitante se tendrá que utilizar empaques y tuberías de plástico
adecuadas para el flujo y manejo de esta sustancia.
10PROYECTO:PROTOTIPO DIDACTICO DE MAQUINARIA PARA EL ACABADO DE CIRCUITOS EN BAQUELITA
1.4 IMPORTANCIA DE ESTUDIO.
IMPACTOS SOCIAL:
Sera de gran utilidad a la sociedad estudiantil puesto que funcionará
como prototipo didáctico de maquinaria para el acabado de circuitos
impresos, esto provocará que los alumnos del instituto puedan hacer sus
prácticas circuitos en baquelita.
IMPACTO TECNOLOGICO:
Sera de gran utilidad en las industrias productoras de circuitos en
baquelita puesto que reducirá el tiempo de la elaboración del circuito.
IMPACTO ECONOMICO:
Sera de gran eficiencia y eficacia, puesto que el cloruro férrico que se
utilice por medio del desagüe se conducirá a un recipiente donde se podrá
utilizar por segunda vez el acido, permitiendo así el ahorro de cloruro
férrico.
IMPACTO AMBIENTAL:
Influirá mucho en el tema ambiental puesto que el cloruro férrico no se
desecharía, ni se tiraría en la tierra o en el agua, sino que se reciclaría
para poder utilizarlo en varias ocasiones.
11PROYECTO:PROTOTIPO DIDACTICO DE MAQUINARIA PARA EL ACABADO DE CIRCUITOS EN BAQUELITA
MARCO DE TEORICO
ANTECEDENTES DEL PROBLEMA
En muchas ocasiones en la historia se quería hacer que los
circuitos fueran más compactos y de una forma más ordenada, que de
esta manera al electrónico se le facilitara la detección de fallas en los
circuitos electrónicos, se empezaron a hacer placas con elementos
metálicos los cuales permitían el paso de la corriente y el voltaje como
conductores, pero se empezó a ver que el aluminio provocaba mucho
calor y no permitía el descanso de los elementos electrónicos por lo que
se empezó a tomar otras medidas y empezaron a utilizar el chapeado de
cobre en las placas de baquelita lo cual permitió utilizar la inteligencia
humana la rama de la química, empleando cloruro de hierro para poder
deshacer la placa de cobre, y fue ahí donde se empezó a innovar los
circuitos electrónicos.
12PROYECTO:PROTOTIPO DIDACTICO DE MAQUINARIA PARA EL ACABADO DE CIRCUITOS EN BAQUELITAFUNDAMENTOS TEORICOS
PROTOTIPO DIDÁCTICO DE MAQUINARIA PARA LA ELABORACIÓN
DE CIRCUITOS EN BAQUELITA.
Definición de los circuitos en baquelita.
Un circuito impreso o PCB, es un medio para sostener mecánicamente y
conectar eléctricamente componentes electrónicos, a través de rutas o pistas de
material conductor, grabados en hojas de cobre laminadas sobre un sustrato no
conductor, comúnmente baquelita o fibra de vidrio.
Características de los circuitos en baquelita
La mayor parte de los circuitos en baquelita están compuestos por entre una a
dieciséis capas conductoras, separadas y soportadas por capas de material
aislante que están laminadas.
Se dice que las capas pueden conectarse a través de agujeros, llamadas vías,
los agujeros pueden ser electrorecubiertos, o se pueden utilizar pequeños
remaches. Los circuitos impresos de alta densidad pueden tener vías ciegas,
que son visibles en sólo un lado de la tarjeta, o vías enterradas, que no son
visibles en el exterior de la tarjeta.
Manufactura de los circuitos impresos
Patrones
Podemos observar aquí a la izquierda la
imagen de la PCB diseñada por
ordenador y a la derecha la PCB
manufacturada y montada.
13PROYECTO:PROTOTIPO DIDACTICO DE MAQUINARIA PARA EL ACABADO DE CIRCUITOS EN BAQUELITA
La gran mayoría de las tarjetas para circuitos impresos se hacen adhiriendo una
capa de cobre sobre todo el sustrato, a veces en ambos lados, creando un
circuito impreso virgen, y luego retirando el cobre no deseado después de aplicar
una máscara temporal
Por ejemplo: grabándola con percloruro férrico, dejando sólo las pistas de cobre
deseado.
“Algunos circuitos impresos son fabricados al agregar las pistas al sustrato, a
través de un proceso complejo de electrorecubrimiento múltiple. Algunos
circuitos impresos tienen capas con pistas en el interior de éste, y son llamados
circuitos impresos multicapas.”
“Los circuitos multicapas son formados al aglomerar tarjetas delgadas que son
procesadas en forma separada. Después de que la tarjeta ha sido fabricada, los
componentes electrónicos se sueldan a la tarjeta.”
http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_impreso#Manufactura
Métodos para la producción de circuitos impresos:
Existen muchos métodos típicos para la producción de circuitos impresos:
1. Impresión serigráfica: Utiliza tintas resistentes al grabado para proteger la
capa de cobre. Los grabados posteriores retiran el cobre no deseado.
Alternativamente, la tinta puede ser conductiva, y se imprime en una tarjeta
virgen no conductiva. Esta última técnica también se utiliza en la fabricación
de circuitos híbridos.
2. Fotograbado: Utiliza una fotomecánica y grabado químico para eliminar
la capa de cobre del sustrato. La fotomecánica usualmente se prepara con
un foto-plotter, a partir de los datos producidos por un programa para el
diseño de circuitos impresos. Algunas veces se utilizan transparencias
impresas en una impresora Láser como foto-herramientas de baja resolución.
14PROYECTO:PROTOTIPO DIDACTICO DE MAQUINARIA PARA EL ACABADO DE CIRCUITOS EN BAQUELITA
3. Fresado de circuitos impresos:Utiliza una fresa mecánica de 2 o 3 ejes
para quitar el cobre del sustrato. Una fresa para circuitos impresos funciona
en forma similar a un plotter, recibiendo comandos desde un programa que
controla el cabezal de la fresa los ejes x, yyz. Los datos para controlar la
máquina son generados por un programa, y son almacenados en un archivo
en formato HPGL o Gerber.
4. Impresión en materialtermo sensible:Es para transferir a través de calor a
la placa de cobre. En algunos sitios comentan de uso de papel fotográfico, y
en otros de uso de papel con cera como los papeles en los que vienen las
calcomanías.
ANTECEDENTES DE LOS CIRCUITOS EN BAQUELITA
Historia de los circuitos impresos.
La persona quien invento el circuito impreso fue el austriaco Ing. Paul Eisler
(1907-1995) quien, trabajaba en Inglaterra, el primer circuito impreso que
elaboró Paul Eisler fue en 1936, como parte de una radio.
En1949, la organización USAS Corps hizo el proceso de Autoensamblaje, en
donde las patas de los componentes eran insertadas en una lámina de cobre
con el patrón de interconexión, y luego eran soldadas. Con la elaboración de la
laminación de tarjetas y técnicas de grabados, esto evolucionó en el proceso
estándar de fabricación de circuitos impresos usado en estos tiempos.
“La tecnología through-hole está actualente en desuso debido a su baja
densidad de PADS y proceso lento de montaje, solo son utilizados para
prototipados, y en la actualidad las tecnologías mas utilizadas son de montaje
superficial ,SDM( Surface- Mount Technology) y CSP( Chip ScalePackages).”
http://ariadna.ii.uam.es/WikiAE/index.php/Introducci
%C3%B3n_y_tipos_de_circuitos_impresos
15PROYECTO:PROTOTIPO DIDACTICO DE MAQUINARIA PARA EL ACABADO DE CIRCUITOS EN BAQUELITATipos de automatización
Hay cinco maneras de automatizar de forma industrial, de modo que se tiene que
analizar cada situación para decidir correctamente de que manera quieres
automatizar.
Tipos de automatización:
Automatización flexible.
Control automatizado de procesos
Control electrónico de datos
Control numérico computarizado
La Automatización fija, es la que emplea sistemas lógicos: relevadores y
compuertas lógicas; pero estos sistemas con el tiempo se han ido flexibilizando
al utilizar algunos elementos de programación como el uso de PLC’S.
La automatización flexible es aquella usada las máquinas CNC. Este tipo de
control se ha aplicaa Máquinas herramientas de Control Numérico. Algunos tipos
de maquinas herramientas son:
Fresadoras CNC.
Tornos CNC.
“El control automático de procesos, se refiere usualmente al manejo de procesos
caracterizados de diversos tipos de cambios (generalmente químicos y físicos);
un ejemplo de esto lo podría ser el proceso de refinación de petróleo.” (
“El proceso electrónico de datos frecuentemente es relacionado con los sistemas
de información, centros de computo, etc. Sin embargo en la actualidad también
se considera dentro de esto la obtención, análisis y registros de datos a través
de interfaces y computadores.”
*nota: información:(3)http://html.rincondelvago.com/automatizacion.html
16PROYECTO:PROTOTIPO DIDACTICO DE MAQUINARIA PARA EL ACABADO DE CIRCUITOS EN BAQUELITA
ELEMENTOS PARA DESARROLLAR CIRCUITOS IMPRESOS
Placas de baquelita
Fenoplástico que tiene muchas aplicaciones que pueden ser de utilidad,
especial mente en una placa. Este producto puede moldearse a medida
que se forma y endurece al solidificarse. No conduce la electricidad, es
resistente al agua y los solventes, pero fácilmente mecanizable.
Cloruro Férrico
Es una solución de color café oscuro. Se dice que el Cloruro Férrico
sólido es un compuesto sumamente higroscópico, que absorbe
rápidamente la humedad del aire y también sirve para deshacer el cobre.
“El cloruro de hierro (III) o tricloruro de hierro (tradicionalmente llamado
cloruro férrico) es un compuesto químico utilizado a escala industrial
perteneciente al grupo de los haluros metálicos, cuya fórmula es Fe Cl 3.
También se le denomina equivocadamente percloruro de hierro e incluso
percloruro férrico. El color de los cristales de cloruro de hierro (III)
dependen del ángulo de visión: cuando reflejan la luz los cristales tienen
un color verde oscuro, pero cuando transmiten la luz su color es rojo
purpúreo. Por otra parte, el hexahidrato (FeCl3·6 H2O) es de color amarillo
o amarillo anaranjado. El cloruro de hierro (III) anhidro es delicuescente y
forma una neblina de cloruro de hidrógeno en presencia de aire húmedo.
Se observa muy raramente en su forma natural, el mineral molisita, que
puede hallarse en algunas fumarolas. El cloruro férrico en solución al
40%,coagulante para tratamiento de aguas y efluentes, se comercializa
habitualmente a granel.”
17PROYECTO:PROTOTIPO DIDACTICO DE MAQUINARIA PARA EL ACABADO DE CIRCUITOS EN BAQUELITA
Aplicaciones
El Cloruro Férrico es un compuesto de gran versatilidad, con un amplio
espectro de aplicaciones industriales. Su elevado poder de floculación lo
destaca como un muy eficiente coagulante en el tratamiento del agua
potable y de efluentes sanitarios e industriales, y su habilidad para
coagular en un amplio rango de pH lo convierte en una herramienta de
mayor utilidad que otros productos químicos utilizados con los mismos
propósitos. Se utiliza también como agente de acondicionamiento de
lodos, en la remoción del fosfato de aguas residuales, como catalizador
en una gran variedad de reacciones orgánicas, como acelerante de la
oxidación del asfalto, en la fabricación de pigmentos, fotograbado,
fabricación de otras sales de hierro, y en muchas otras aplicaciones
industriales. “
http://es.wikipedia.org/wiki/Cloruro_de_hierro_(III)
http://www.efice.com.uy/index.php?
option=com_content&task=view&id=36&Itemid=56
18PROYECTO:PROTOTIPO DIDACTICO DE MAQUINARIA PARA EL ACABADO DE CIRCUITOS EN BAQUELITA
VIAVILIDAD:
El Proyecto reúne características, condiciones técnicas y operativas que
aseguran el cumplimiento de sus metas y objetivos. Los Subproyectos y
sus componentes que lo conforman están enmarcados dentro del
contexto de un enfoque multisectorial integrado, que trata de consolidar
un proceso ya iniciado con su Primera Fase, recoge las experiencias de
técnicos y profesionales que trabajaron en su ejecución, las aspiraciones
de las comunidades y la priorización de necesidades de los habitantes de
la Región.
Las soluciones propuestas crean condiciones de polarización a través de
centros poblados estratégicos identificados, éstos permitirán ordenar el
espacio físico del área y actuarán concentrando y transmitiendo los
esfuerzos que se realicen para el desarrollo de la región, integrando a la
población rural a una sociedad mejor organizada.
El Proyecto y su estructura responden a una estrategia que busca
consolidar los esfuerzos realizados, dentro del marco de desarrollo
Urbana donde consola dice los prototipos de impresos de baquelitas,
busca armonizar las inversiones económicas con las de tipo social. Los
subproyectos en si mismos y en su conjunto, responden a las
necesidades nacionales, y no superpone esfuerzos ni duplica acciones.
19PROYECTO:PROTOTIPO DIDACTICO DE MAQUINARIA PARA EL ACABADO DE CIRCUITOS EN BAQUELITARECUERSOS FINANCIEROS:
Gastos de por medio sobre los que es la:
*Placas de baquelita
*Cloruro Férrico
RECURSOS HUMANOS:
La gestión de los recursos humanos del proyecto incluye los procesos que
organizan y dirigen el equipo del proyecto. El Equipo del proyecto está
compuesto por las personas a quienes les han asignado roles y
responsabilidades para concluir el proyecto.
Si bien es común hablar de asignación de roles y responsabilidades, los
miembros del equipo deberían participar en gran parte de la planificación
y toma de decisiones del proyecto.
En este casos seriamos los 3 personajes que actuaríamos dentro de la
actuación y formulación como la construcción para las demás personas
ser beneficiados.
20PROYECTO:PROTOTIPO DIDACTICO DE MAQUINARIA PARA EL ACABADO DE CIRCUITOS EN BAQUELITA
TECNICAS DE RECOLECCION DE INFORMACION
La información en este proyecto fue recolectada en base a
técnicas de investigación de libros, revistas e internet. Aquí están algunas
referencias electrónicas y de libros donde se extrajo la información
necesaria para el proyecto.
Libro 1:
FITZGERALD, Robert W. ( 2005). MECANICA DE MATERIALES.E.U.,
Edit. Alfa Omega, Cap. 4, 69 Pág.
Libro 2:
BEER, Ferdinand P. ( 2004). MECANICA DE MATERIALES. E.U., Edit.
Mc. Graw Hill.Cap. 7, 422 Pág.
21PROYECTO:PROTOTIPO DIDACTICO DE MAQUINARIA PARA EL ACABADO DE CIRCUITOS EN BAQUELITAREFERENCIAS ELECTRONICAS
Elaboración de circuitos impresos
http://213.97.130.124/pcbs/pcbs.htm
Fabricación de circuitos impresos
http://www.forosdeelectronica.com/tutoriales/circuitos-impresos.htm
Manejo de Cloruro férrico
http://antiguo.itson.mx/laboratorios/CLORURO%20FERRICO.pdf
Circuitos impresos
http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_impreso#Manufactura
Intervención de emergencia
http://217.125.121.118/fichaeric.asp?ficha=8-08&id=1851
22PROYECTO:PROTOTIPO DIDACTICO DE MAQUINARIA PARA EL ACABADO DE CIRCUITOS EN BAQUELITA
Titulo descriptivo del proyecto:
PROTOTIPO DIDÁCTICO DE MAQUINARIA PARA EL
ACABADO DE CIRCUITOS EN BAQUELITA.
ESQUEMATIZACIÓN
DEL PROTOTIPO