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1. Manufactura y sistemas de producción.
1.1 Introducción al concepto, y la evolución
de los sistemas de productivos y los
estándares del mercado.
1.2 Los materiales en la manufactura
1.3 Procesos de Manufactura
1.4 Sistemas de Producción.
Sesión 1
1. Manufactura y sistemas de
producción.
1.1 Introducción al concepto
¿QUÉ ES MANUFACTURA? La palabra manufactura se deriva
de las palabras latinas manus (manos) y factus (hacer); esta
combinación de términos significa hacer con las manos. La palabra
inglesa manufacturing tiene ya varios siglos de antigüedad, y la
expresión “hecho a mano” describe precisamente el método
manual que se usaba cuando se acuñó la palabra.
La manufactura, como campo de estudio en el contexto
moderno, puede definirse de dos maneras: tecnológica y
económica. Tecnológicamente es la aplicación de procesos
químicos y físicos que alteran la geometría, las propiedades,
o el aspecto de un determinado material para elaborar partes
o productos terminados.
Los procesos para realizar la manufactura involucran una
combinación de máquinas, herramientas, energía y trabajo
manual, tal como se describe en la figura 1. La manufactura
se realiza casi siempre como una sucesión de operaciones.
Cada una de ellas lleva al material cada vez más cerca del
estado final deseado.
Evolución de los sistemas de
productivos y los estándares del
mercado.
Económicamente, la manufactura es la transformación de materiales
en artículos de mayor valor, a través de una o más operaciones o
procesos de ensamble, como se muestra en la figura 1.
El punto clave es que la manufactura agrega valor al material original,
cambiando su forma o propiedades, o al combinarlo con otros
materiales que han sido alterados en forma similar. El material
original se vuelve más valioso mediante las operaciones de
manufactura que se ejecutan sobre él.
Cuando el mineral de hierro se convierte en acero, se le agrega valor.
Cuando la arena se transforma en vidrio, se le agrega valor. Lo
mismo sucede cuando el petróleo se refina y convierte en plástico; y
cuando el plástico se moldea en una compleja geometría de una
silla de patio, se hace aún más valioso.
Figura 1. Dos maneras de definir manufactura: (a) como un
proceso técnico y (b) como un proceso económico.
a) b)
Industrias manufactureras Son empresas y
organizaciones que producen o abastecen
bienes y servicios, pueden clasificarse como
primarias, secundarias o terciarias.
Las industrias primarias son aquellas que cultivan y
explotan los recursos naturales, tales como la
agricultura y la minería.
Las industrias secundarias adquieren los productos de las
industrias primarías y los convierten en bienes de
consumo o de capital. La actividad principal de las
industrias en esta categoría es la manufactura,
incluyendo también la construcción y las instalaciones
para la producción de energía.
Las industrias terciarias constituyen el sector de
servicios de la economía. En la tabla 1 se presentan
las listas de industrias específicas en cada categoría.
TABLA 1 Industrias específicas en las categorías primaria, secundaria y terciaria,
sobre la base aproximada a la International Standard Industrial Classification (ISIC)
usada por Naciones Unidas.
TABLA 2 Industrias secundarías donde se encuentran clasificadas las compañías
dedicadas a la manufactura incluye varias industrias cuyas tecnologías de
producción no se cubren en este material, por ejemplo: bebidas, productos
químicos y procesamiento de alimentos. En esté texto la palabra manufactura
significa la producción de equipo y herramientas , lo cual comprende desde
tuercas y tornillos hasta computadoras digitales, armas etc.
International Standard
Industrial Classification
(ISIC)
1.1.3 Capacidad de manufactura
Una planta de manufactura consiste en un conjunto
de procesos y sistemas (y desde luego trabajadores)
diseñados para transformar una cierta clase limitada de
materiales en productos con valor agregado.
Estos tres pilares materiales, procesos y sistemas
constituyen la esencia de la manufactura moderna.
Existe una gran interdependencia entre estos factores.
La eficacia de la manufactura se
refiere a las limitaciones físicas y
técnicas de la empresa manufacturera
y de cada una de sus plantas.
Podemos identificar varias dimensiones de esta
capacidad y aptitud:
1) Capacidad y aptitud tecnológica de proceso,
2) Tamaño físico y peso del producto, y
3) Capacidad de producción.
La capacidad tecnológica de proceso de
una planta es el conjunto de procesos de
manufactura del cual dispone una empresa,
está relacionada estrechamente con el tipo
de material
Limitaciones físicas del producto
Un segundo aspecto de la capacidad y aptitud
de manufactura es el que impone el producto
físico
De aquí que el conjunto de equipos de
producción, manejo de materiales,
capacidad de almacenamiento y tamaño de
planta tenga que planearse para productos
que entran dentro de un cierto rango de
tamaño y peso.
Capacidad de producción Una tercera
limitación sobre la capacidad y aptitud de
la planta es la cantidad de producción que
puede ser generada en un período establecido.
Se define como la máxima velocidad de
producción que una planta puede lograr bajo
condiciones dadas de operación.
1.2 Los Materiales en la Manufactura
Clasificación de los materiales
La manera más general de clasificación de
los materiales es la siguiente:
a. Metálicos Ferrosos
No ferrosos
b. No metálicos Orgánicos
Inorgánicos
Metales Ferrosos
Los metales ferrosos como su nombre lo indica su principal
componente es el fierro, sus principales características son su
gran resistencia a la tensión y dureza. Las principales
aleaciones se logran con el estaño, plata, platino, manganeso,
vanadio y titanio.
Los principales productos representantes de los materiales
metálicos son:
Fundición de hierro gris, Hierro maleable, Aceros y
fundición de hierro blanco
Su temperatura de fusión va desde los 1360ºC hasta los 1425ªC
y uno de sus principales problemas es la corrosión.
Metales no Ferrosos
Por lo regular tienen menor resistencia a la tensión y dureza
que los metales ferrosos, sin embargo su resistencia a la
corrosión es superior. Su costo es alto en comparación a los
materiales ferrosos pero con el aumento de su demanda y las
nuevas técnicas de extracción y refinamiento se han logrado
abatir considerablemente los costos, con lo que su
competitividad ha crecido notablemente en los últimos años.
Los principales metales no ferrosos utilizados en la
manufactura son:
Aluminio, cobre, magnesio, níquel, plomo, titanio y
zinc
Los materiales sean metálicos o no
metálicos, orgánicos o inorgánicos casi nunca
se encuentran en el estado en el que van a
ser utilizados, por lo regular estos deben ser
sometidos a un conjunto de procesos para
lograr las características requeridas en tareas
específicas.
Materiales no Metálicos
Materiales orgánicos
Son así considerados cuando contienen células
de vegetales o animales. Estos materiales
pueden usualmente disolverse en líquidos
orgánicos como el alcohol o los tretracloruros,
no se disuelven en el agua y no soportan altas
temperaturas. Algunos de los representantes de
este grupo son:
Plásticos, productos del petróleo, madera, papel,
hule y la piel .
Materiales de origen inorgánico
Son todos aquellos que no proceden de células
animales o vegetal o relacionados con el carbón.
Por lo regular se pueden disolver en el agua y en
general resisten el calor mejor que las sustancias
orgánicas. Algunos de los materiales inorgánicos
más utilizados en la manufactura son:
Los minerales, el cemento, la cerámica, el vidrio
y el grafito (carbón mineral)
1.3 PROCESOS DE MANUFACTURA
Los procesos de manufactura pueden
dividirse en dos tipos básicos:
1) Operaciones de proceso y
2) Operaciones de ensamble.
CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS DE
MANUFACTURA.
CLASIFICACION DE
LOS SISTEMAS DE
MANUFACTURA.
Mano factura y sistemas de producción.
1.3.1 OPERACIONES DE PROCESO
Una operación de proceso utiliza energía para
alterar la forma, las propiedades físicas o el
aspecto de una pieza de trabajo a fin de agregar
valor al material(al cambiar la geometría, las
propiedades o la apariencia del material inicial).
Las formas de energía incluyen la mecánica,
térmica, eléctrica o química. La energía se
aplica de forma controlada mediante la
maquinaria y su herramental.
Se distinguen tres categorías de
operaciones de proceso:
a) Operaciones de formado,
b) Operaciones para mejorar
propiedades y
c) Operaciones de procesado de
superficies
a) Las operaciones de formado alteran
la geometría del material inicial de trabajo
mediante diversos métodos que incluyen
los procedimientos comunes de fundición,
forjado y maquinado.
Procesos de formado La mayoría de los
procesos de formado aplican calor, fuerza
mecánica o una combinación de ambas para
efectuar un cambio en la geometría del
material de trabajo. Hay diversas formas de
clasificar los procesos de formado. La
clasificación empleada se basa en el
estado inicial del material e incluye cuatro
categorías:
1. Fundición, moldeado y otros procesos en los que
el material inicial es un líquido calentado o
semifluido.
2. Procesado de partículas: el material inicial es un
polvo que se forma y calienta para darle una
geometría deseada.
3. Procesos de deformación: el material inicial es
un sólido dúctil (usualmente metal) que se
deforma para formar la pieza.
4. Procesos de remoción de material: el material inicial
es un sólido (dúctil o frágil) del cual se quita material
para que la pieza resultante tenga la geometría
deseada.
CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS DE
MANUFACTURA.
Los procesos de fundición y moldeado parten de un material al que se ha
calentado hasta un estado fluido o semifluido.
El proceso consiste en (a) vaciado del fluido en la cavidad de un molde y (b) dejar
enfriar el fluido hasta su total solidificación y remoción del molde.
CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS DE
MANUFACTURA.
Procesado de partículas: (a) el material inicial es polvo; el proceso normal
consiste en (b) prensado y (c) sinterizado.
CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS DE
MANUFACTURA.
Algunos procesos comunes de deformación: (a) forjado, en donde las dos partes de un dado
comprimen la pieza de trabajo para que ésta adquiera la forma de la cavidad del dado; (b) extrusión,
en la cual se fuerza una palanquilla a fluir a través del orificio de un dado, para que tome la forma de
la sección transversal del orificio; (c) laminado, en el cual una placa o palanquilla inicial es
comprimida entre dos rodillos opuestos para reducir su espesor; y (d) doblado de una chapa
metálica. Los símbolos v y F indican movimiento y fuerza aplicada, respectivamente.
CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS DE
MANUFACTURA.
Operaciones comunes de maquinado; (a) torneado, en el cual un buril de
punto sencillo remueve material de una pieza de trabajo giratoria para
reducir su diámetro; (b) taladrado, en donde una broca rotatoria avanza
dentro del material para generar un barreno redondo; (c) fresado, en el cual
se hace avanzar un material de trabajo por medio de un cortador giratorio
con filos múltiples.
MÉTODOS MODERNOS DE MANUFACTURA
Ejemplo de estampado
MÉTODOS MODERNOS DE MANUFACTURA
(a) Ejemplos de Hidroformados (b) Moldes para
hidroformado
MÉTODOS MODERNOS DE MANUFACTURA
(a) Partes más comunes de un proceso de moldeo por soplado. (b)
Ejemplo de un molde de soplado y su respectivo producto.
b) Las operaciones para mejorar
propiedades agregan valor al
material con la mejora de sus
propiedades físicas o mecánicas
sin cambiar su forma; el tratamiento
térmico es el ejemplo más común.
Recocido y resistencia para metales y
vidrio
Sinterizado de polvos cerámicos y de
metales
c) Las operaciones de procesado de
superficies tienen por objeto limpiar, tratar,
revestir o depositar partículas en la
superficie exterior de la pieza de trabajo;
ejemplos comunes son la
electrodepositación (niquelado, pavonado,
etc.) y la pintura que se aplican para
proteger la superficie o para mejorar su
aspecto.
1.3.2 OPERACIONES DE ENSAMBLE
El segundo tipo básico de operaciones de
manufactura es el ensamble, en el cual dos o más
partes separadas se unen para formar una nueva
entidad, los componentes de ésta quedan unidos en
forma permanente o semipermanente.
Los procesos de unión permanente incluyen: la
soldadura térmica, la soldadura fuerte, la soldadura
blanda y e pegado con adhesivos. (Estos procesos
forman una unión entre componentes que no puede
deshacerse fácilmente).
Los métodos de ensamble mecánico aseguran dos o
más partes en una unión que puede desarmarse
cuando convenga; el uso de tornillos, pernos,
tuercas y demás sujetadores roscados son
métodos tradicionales importantes dentro de esta
categoría.
El remachado, los ajustes a presión y los encajes de
expansión son otras técnicas de ensamble mecánico
que forman uniones más permanentes.
1.3.3 Máquinas de producción y
Herramientas
Para la ejecución de las operaciones de producción
se utilizan maquinarias y herramientas(así como
mano de obra)
La maquinaria de producción requiere
necesariamente de herramientas y estas dependen
del proceso de manufactura en que se utilicen.
Proceso Equipo Herramientas
específicas(función)
Fundición Varios Molde
Modelado Máquina moldeadora Molde
Laminado Molino laminador Rodillos
Forjado Martinete de forja Dados(comprimen el material
para formarlo)
Extrusión Prensa Dados de extrusión(reducen la
sección transversal)
Estampada Prensa Dados(cortan y forman láminas
de metal)
Maquinado Máquinas herramienta Herramientas de
corte(remueve material)
Accesorios(sostienen la pieza
de trabajo) Plantillas (guían las
herramientas)
Esmerilado Máquina esmeriladora Rueda de esmeril(remueve
material)
Soldadura Máquina soldadora Electrodos(funden el metal de
la pieza) Accesorios (sostienen
la pieza durante la operación
de trabajo)
Equipo de producción y herramientas que se usan en varios procesos de manufactura
1.4 SISTEMAS DE PRODUCCIÓN
Para operar en forma efectiva, una empresa
manufacturera debe tener sistemas que le permitan
lograr eficientemente el tipo de producción que realiza.
Los sistemas de producción consisten en 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:
1)instalaciones y
2)apoyo a la manufactura.
Las instalaciones se refieren al equipo físico y su
disposición en la planta.
Los sistemas de 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, el
movimiento de los trabajos en la planta, y la
seguridad de que los productos cumplen con las
normas de calidad.
1.4.1 INSTALACIONES PARA LA
PRODUCCIÓN
Las instalaciones de producción comprenden la
planta, el equipo de producción y el equipo de
manejo de materiales. El equipo entra en contacto
físico directo con las partes y ensambles conforme
éstos se fabrican. Las instalaciones “tocan” el
producto.
En éstas se incluye también la distribución del equipo
dentro de la fábrica; la disposición de la planta,
esta en función de la producción hablando en
términos cuantitativos y cualitativos
Cantidad de producción
Se refiere al número de unidades de una parte o
de un producto construido anualmente por la
planta.
• Producción baja
• Producción media
• Producción alta
Variedad de Productos
Se refiere a los diferentes diseños de productos
que son producidos en una planta.
• Variedad de Productos Compleja (Hard Product Variety)
Se refiere a cuando los productos difieren sustancialmente
unos de otros.
• Variedad de Productos Simple (Soft Product Variety)
Es cuando existen solo pequeñas diferencias entre los
productos, como los diferentes modelos de carros fabricados bajo la
misma línea de producción.
Variedad del
Producto
1 100 10 000 1 000 000
Cantidad de Producción
Bajo
Medio
Alto
Baja cantidad de producción
El tipo de sistema de producción que usualmente esta asociado con
el rango de cantidad de 1 a 100 unidades/año se le denomina
trabajo de taller (job shop), el cual realiza pequeñas cantidades de
productos especializados.
• Distribución de posición fija (Fixed-position layout)
Trabajadores y equipo de procesamiento es traído al
producto
Disposición de posición fija
Cantidad de producción media
Asociado al rango de 100-10 000 unidades anualmente. Hay que
distinguir entre dos diferentes tipos de fabricación,
dependiendo de la variedad del producto.
• Producción por lotes
Cuando la variedad de producción es alta
• Fabricación por celdas
Cuando la variedad de producción es baja
Disposición por proceso
•Distribución de proceso
El equipo es transportado de acuerdo al lugar o su
función
Disposición celular
Cantidad de producción alta
Asociado al rango de 10 000 a millones de unidades por año,
también conocido como producción en masa. Se caracteriza por
una alta tasa de demanda del producto, y la facilidad de
producción esta dedicada a la construcción de ese producto.
• Cantidad de producción
Involucra la producción en masa de productos sobre
piezas pequeñas del equipo.
• Línea de producción de piso
Involucra múltiples estaciones de trabajo acomodadas
en secuencia y las partes son físicamente movidas a través de
dicha secuencia.
Disposición en línea
CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS DE
MANUFACTURA.
La siguiente tabla ofrece un comparativo con las características de los sistemas
de manufactura
Cuatro Configuraciones para la Distribución de
Maquinaria y Procesamiento de Partes
1.4.2 SISTEMAS DE APOYO A LA
MANUFACTURA
Para operar las instalaciones eficientemente, 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.
Estas funciones se realizan con los sistemas de apoyo
a la manufactura, el personal y los procedimientos
mediante los cuales una compañía administra sus
operaciones de producción.
La mayoría de estos sistemas de apoyo no tienen
contacto directo con el producto, pero planean y
controlan su avance dentro de la fábrica.
Las funciones de apoyo a la manufactura son
frecuentemente realizadas en la empresa por personal
organizado dentro de departamentos tales como los
siguientes:
Ingeniería de manufactura. Este departamento es
responsable de planear los procesos de manufactura,
es decir, decide cuáles procesos deben usarse para
fabricar las partes y ensamblar los productos. Se
encarga también de diseñar y ordenar las máquinas
herramienta y otros equipos que utilizan los
departamentos operativos para realizar el procesado y
ensamble de productos.
Planeación y control de la producción. Este
departamento es responsable de resolver los
problemas logísticos en la manufactura: ordenar los
materiales y partes a comprar, programar la producción y
asegurar que los departamentos operativos tengan la
capacidad necesaria para cumplir con los planes de
producción.
Control de calidad. En el ambiente competitivo de hoy en día,
la producción de artículos de alta calidad debe tener la más
alta prioridad de cualquier empresa manufacturera. Ello
significa diseñar y construir productos que satisfagan las
especificaciones y satisfagan o excedan las expectativas
de los consumidores.
Gran parte de este esfuerzo es responsabilidad de control de
calidad.
TOOLING
NAME TYPE DIRECTION
PRIM.
AXIS
XC YC ZC SIZE
U01 LOCATOR&CLAMP CC/UD Y 1330.0
U02 LOCATOR&CLAMP CC/UD Y 1754
U03 LOCATOR&CLAMP CC/UD Y 1796.3
U04 LOCATOR&CLAMP CC/UD Y 2435
U05 LOCATOR U/D Y 1394
U06 LOCATOR&CLAMP CC/UD Y 1575
U07 LOCATOR&CLAMP FA/UD X -246
U08 LOCATOR&CLAMP FA/UD X -240
U09 LOCATOR&CLAMP FA/UD X -310
U10-1 LOCATOR&CLAMP FA/UD X 1400 -400 OFF-80 25º
U10-2 LOCATOR&CLAMP F/A X 1400 -400 OFF-30 25º
U11 LOCATOR&CLAMP F/A X 300
U12 LOCATOR&CLAMP F/A X 300
U13 LOCATOR&CLAMP FA/UD X -271
U14
U15
U16
P01 PIN FA/CC/UD 1441 -467.69 Dia 20
P02 PIN FA/CC/UD 2497 -445 Dia 20
P03
P04 PIN FA/CC 1750 -640 Dia 10
P05 PIN FA/CC 1842 -640 Dia 10
P06 PIN FA/CC 1418 -618 Dia 10
P07 PIN FA/CC/UD 2320 -171 Dia 16
P08 PIN FA/CC 1211.76 -310 Dia 16
P09 PIN FA/CC 1326.5 -481 Dia M6
P10 PIN CC/UD -521.5 404 Dia 13
P11 PIN CC/UD -411 457 Dia 12
P12 PIN CC/UD -115.1 710.5 Dia 25
P13
P14
P15
P16 PIN FA/CC 1342 498.5 Dia M8
P17
P18
P19
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E01 LOCATOR FA/UD X -100
E02 LOCATOR CC/UD Y 1578
E03 LOCATOR FA/UD Y 2265
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P05
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U09
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U03
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EJT-1
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  • 1. 1. Manufactura y sistemas de producción. 1.1 Introducción al concepto, y la evolución de los sistemas de productivos y los estándares del mercado. 1.2 Los materiales en la manufactura 1.3 Procesos de Manufactura 1.4 Sistemas de Producción. Sesión 1
  • 2. 1. Manufactura y sistemas de producción. 1.1 Introducción al concepto ¿QUÉ ES MANUFACTURA? La palabra manufactura se deriva de las palabras latinas manus (manos) y factus (hacer); esta combinación de términos significa hacer con las manos. La palabra inglesa manufacturing tiene ya varios siglos de antigüedad, y la expresión “hecho a mano” describe precisamente el método manual que se usaba cuando se acuñó la palabra.
  • 3. La manufactura, como campo de estudio en el contexto moderno, puede definirse de dos maneras: tecnológica y económica. Tecnológicamente es la aplicación de procesos químicos y físicos que alteran la geometría, las propiedades, o el aspecto de un determinado material para elaborar partes o productos terminados. Los procesos para realizar la manufactura involucran una combinación de máquinas, herramientas, energía y trabajo manual, tal como se describe en la figura 1. La manufactura se realiza casi siempre como una sucesión de operaciones. Cada una de ellas lleva al material cada vez más cerca del estado final deseado. Evolución de los sistemas de productivos y los estándares del mercado.
  • 4. Económicamente, la manufactura es la transformación de materiales en artículos de mayor valor, a través de una o más operaciones o procesos de ensamble, como se muestra en la figura 1. El punto clave es que la manufactura agrega valor al material original, cambiando su forma o propiedades, o al combinarlo con otros materiales que han sido alterados en forma similar. El material original se vuelve más valioso mediante las operaciones de manufactura que se ejecutan sobre él. Cuando el mineral de hierro se convierte en acero, se le agrega valor. Cuando la arena se transforma en vidrio, se le agrega valor. Lo mismo sucede cuando el petróleo se refina y convierte en plástico; y cuando el plástico se moldea en una compleja geometría de una silla de patio, se hace aún más valioso.
  • 5. Figura 1. Dos maneras de definir manufactura: (a) como un proceso técnico y (b) como un proceso económico. a) b)
  • 6. Industrias manufactureras Son empresas y organizaciones que producen o abastecen bienes y servicios, pueden clasificarse como primarias, secundarias o terciarias.
  • 7. Las industrias primarias son aquellas que cultivan y explotan los recursos naturales, tales como la agricultura y la minería. Las industrias secundarias adquieren los productos de las industrias primarías y los convierten en bienes de consumo o de capital. La actividad principal de las industrias en esta categoría es la manufactura, incluyendo también la construcción y las instalaciones para la producción de energía. Las industrias terciarias constituyen el sector de servicios de la economía. En la tabla 1 se presentan las listas de industrias específicas en cada categoría.
  • 8. TABLA 1 Industrias específicas en las categorías primaria, secundaria y terciaria, sobre la base aproximada a la International Standard Industrial Classification (ISIC) usada por Naciones Unidas.
  • 9. TABLA 2 Industrias secundarías donde se encuentran clasificadas las compañías dedicadas a la manufactura incluye varias industrias cuyas tecnologías de producción no se cubren en este material, por ejemplo: bebidas, productos químicos y procesamiento de alimentos. En esté texto la palabra manufactura significa la producción de equipo y herramientas , lo cual comprende desde tuercas y tornillos hasta computadoras digitales, armas etc.
  • 11. 1.1.3 Capacidad de manufactura Una planta de manufactura consiste en un conjunto de procesos y sistemas (y desde luego trabajadores) diseñados para transformar una cierta clase limitada de materiales en productos con valor agregado. Estos tres pilares materiales, procesos y sistemas constituyen la esencia de la manufactura moderna. Existe una gran interdependencia entre estos factores.
  • 12. La eficacia de la manufactura se refiere a las limitaciones físicas y técnicas de la empresa manufacturera y de cada una de sus plantas. Podemos identificar varias dimensiones de esta capacidad y aptitud: 1) Capacidad y aptitud tecnológica de proceso, 2) Tamaño físico y peso del producto, y 3) Capacidad de producción.
  • 13. La capacidad tecnológica de proceso de una planta es el conjunto de procesos de manufactura del cual dispone una empresa, está relacionada estrechamente con el tipo de material
  • 14. Limitaciones físicas del producto Un segundo aspecto de la capacidad y aptitud de manufactura es el que impone el producto físico De aquí que el conjunto de equipos de producción, manejo de materiales, capacidad de almacenamiento y tamaño de planta tenga que planearse para productos que entran dentro de un cierto rango de tamaño y peso.
  • 15. Capacidad de producción Una tercera limitación sobre la capacidad y aptitud de la planta es la cantidad de producción que puede ser generada en un período establecido. Se define como la máxima velocidad de producción que una planta puede lograr bajo condiciones dadas de operación.
  • 16. 1.2 Los Materiales en la Manufactura Clasificación de los materiales La manera más general de clasificación de los materiales es la siguiente: a. Metálicos Ferrosos No ferrosos b. No metálicos Orgánicos Inorgánicos
  • 17. Metales Ferrosos Los metales ferrosos como su nombre lo indica su principal componente es el fierro, sus principales características son su gran resistencia a la tensión y dureza. Las principales aleaciones se logran con el estaño, plata, platino, manganeso, vanadio y titanio. Los principales productos representantes de los materiales metálicos son: Fundición de hierro gris, Hierro maleable, Aceros y fundición de hierro blanco Su temperatura de fusión va desde los 1360ºC hasta los 1425ªC y uno de sus principales problemas es la corrosión.
  • 18. Metales no Ferrosos Por lo regular tienen menor resistencia a la tensión y dureza que los metales ferrosos, sin embargo su resistencia a la corrosión es superior. Su costo es alto en comparación a los materiales ferrosos pero con el aumento de su demanda y las nuevas técnicas de extracción y refinamiento se han logrado abatir considerablemente los costos, con lo que su competitividad ha crecido notablemente en los últimos años. Los principales metales no ferrosos utilizados en la manufactura son: Aluminio, cobre, magnesio, níquel, plomo, titanio y zinc
  • 19. Los materiales sean metálicos o no metálicos, orgánicos o inorgánicos casi nunca se encuentran en el estado en el que van a ser utilizados, por lo regular estos deben ser sometidos a un conjunto de procesos para lograr las características requeridas en tareas específicas.
  • 20. Materiales no Metálicos Materiales orgánicos Son así considerados cuando contienen células de vegetales o animales. Estos materiales pueden usualmente disolverse en líquidos orgánicos como el alcohol o los tretracloruros, no se disuelven en el agua y no soportan altas temperaturas. Algunos de los representantes de este grupo son: Plásticos, productos del petróleo, madera, papel, hule y la piel .
  • 21. Materiales de origen inorgánico Son todos aquellos que no proceden de células animales o vegetal o relacionados con el carbón. Por lo regular se pueden disolver en el agua y en general resisten el calor mejor que las sustancias orgánicas. Algunos de los materiales inorgánicos más utilizados en la manufactura son: Los minerales, el cemento, la cerámica, el vidrio y el grafito (carbón mineral)
  • 22. 1.3 PROCESOS DE MANUFACTURA Los procesos de manufactura pueden dividirse en dos tipos básicos: 1) Operaciones de proceso y 2) Operaciones de ensamble.
  • 23. CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS DE MANUFACTURA. CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS DE MANUFACTURA.
  • 25. 1.3.1 OPERACIONES DE PROCESO Una operación de proceso utiliza energía para alterar la forma, las propiedades físicas o el aspecto de una pieza de trabajo a fin de agregar valor al material(al cambiar la geometría, las propiedades o la apariencia del material inicial). Las formas de energía incluyen la mecánica, térmica, eléctrica o química. La energía se aplica de forma controlada mediante la maquinaria y su herramental.
  • 26. Se distinguen tres categorías de operaciones de proceso: a) Operaciones de formado, b) Operaciones para mejorar propiedades y c) Operaciones de procesado de superficies
  • 27. a) Las operaciones de formado alteran la geometría del material inicial de trabajo mediante diversos métodos que incluyen los procedimientos comunes de fundición, forjado y maquinado.
  • 28. Procesos de formado La mayoría de los procesos de formado aplican calor, fuerza mecánica o una combinación de ambas para efectuar un cambio en la geometría del material de trabajo. Hay diversas formas de clasificar los procesos de formado. La clasificación empleada se basa en el estado inicial del material e incluye cuatro categorías:
  • 29. 1. Fundición, moldeado y otros procesos en los que el material inicial es un líquido calentado o semifluido. 2. Procesado de partículas: el material inicial es un polvo que se forma y calienta para darle una geometría deseada. 3. Procesos de deformación: el material inicial es un sólido dúctil (usualmente metal) que se deforma para formar la pieza. 4. Procesos de remoción de material: el material inicial es un sólido (dúctil o frágil) del cual se quita material para que la pieza resultante tenga la geometría deseada.
  • 30. CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS DE MANUFACTURA. Los procesos de fundición y moldeado parten de un material al que se ha calentado hasta un estado fluido o semifluido. El proceso consiste en (a) vaciado del fluido en la cavidad de un molde y (b) dejar enfriar el fluido hasta su total solidificación y remoción del molde.
  • 31. CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS DE MANUFACTURA. Procesado de partículas: (a) el material inicial es polvo; el proceso normal consiste en (b) prensado y (c) sinterizado.
  • 32. CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS DE MANUFACTURA. Algunos procesos comunes de deformación: (a) forjado, en donde las dos partes de un dado comprimen la pieza de trabajo para que ésta adquiera la forma de la cavidad del dado; (b) extrusión, en la cual se fuerza una palanquilla a fluir a través del orificio de un dado, para que tome la forma de la sección transversal del orificio; (c) laminado, en el cual una placa o palanquilla inicial es comprimida entre dos rodillos opuestos para reducir su espesor; y (d) doblado de una chapa metálica. Los símbolos v y F indican movimiento y fuerza aplicada, respectivamente.
  • 33. CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS DE MANUFACTURA. Operaciones comunes de maquinado; (a) torneado, en el cual un buril de punto sencillo remueve material de una pieza de trabajo giratoria para reducir su diámetro; (b) taladrado, en donde una broca rotatoria avanza dentro del material para generar un barreno redondo; (c) fresado, en el cual se hace avanzar un material de trabajo por medio de un cortador giratorio con filos múltiples.
  • 34. MÉTODOS MODERNOS DE MANUFACTURA Ejemplo de estampado
  • 35. MÉTODOS MODERNOS DE MANUFACTURA (a) Ejemplos de Hidroformados (b) Moldes para hidroformado
  • 36. MÉTODOS MODERNOS DE MANUFACTURA (a) Partes más comunes de un proceso de moldeo por soplado. (b) Ejemplo de un molde de soplado y su respectivo producto.
  • 37. b) Las operaciones para mejorar propiedades agregan valor al material con la mejora de sus propiedades físicas o mecánicas sin cambiar su forma; el tratamiento térmico es el ejemplo más común. Recocido y resistencia para metales y vidrio Sinterizado de polvos cerámicos y de metales
  • 38. c) Las operaciones de procesado de superficies tienen por objeto limpiar, tratar, revestir o depositar partículas en la superficie exterior de la pieza de trabajo; ejemplos comunes son la electrodepositación (niquelado, pavonado, etc.) y la pintura que se aplican para proteger la superficie o para mejorar su aspecto.
  • 39. 1.3.2 OPERACIONES DE ENSAMBLE El segundo tipo básico de operaciones de manufactura es el ensamble, en el cual dos o más partes separadas se unen para formar una nueva entidad, los componentes de ésta quedan unidos en forma permanente o semipermanente. Los procesos de unión permanente incluyen: la soldadura térmica, la soldadura fuerte, la soldadura blanda y e pegado con adhesivos. (Estos procesos forman una unión entre componentes que no puede deshacerse fácilmente).
  • 40. Los métodos de ensamble mecánico aseguran dos o más partes en una unión que puede desarmarse cuando convenga; el uso de tornillos, pernos, tuercas y demás sujetadores roscados son métodos tradicionales importantes dentro de esta categoría. El remachado, los ajustes a presión y los encajes de expansión son otras técnicas de ensamble mecánico que forman uniones más permanentes.
  • 41. 1.3.3 Máquinas de producción y Herramientas Para la ejecución de las operaciones de producción se utilizan maquinarias y herramientas(así como mano de obra) La maquinaria de producción requiere necesariamente de herramientas y estas dependen del proceso de manufactura en que se utilicen.
  • 42. Proceso Equipo Herramientas específicas(función) Fundición Varios Molde Modelado Máquina moldeadora Molde Laminado Molino laminador Rodillos Forjado Martinete de forja Dados(comprimen el material para formarlo) Extrusión Prensa Dados de extrusión(reducen la sección transversal) Estampada Prensa Dados(cortan y forman láminas de metal) Maquinado Máquinas herramienta Herramientas de corte(remueve material) Accesorios(sostienen la pieza de trabajo) Plantillas (guían las herramientas) Esmerilado Máquina esmeriladora Rueda de esmeril(remueve material) Soldadura Máquina soldadora Electrodos(funden el metal de la pieza) Accesorios (sostienen la pieza durante la operación de trabajo) Equipo de producción y herramientas que se usan en varios procesos de manufactura
  • 43. 1.4 SISTEMAS DE PRODUCCIÓN Para operar en forma efectiva, una empresa manufacturera debe tener sistemas que le permitan lograr eficientemente el tipo de producción que realiza. Los sistemas de producción consisten en 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: 1)instalaciones y 2)apoyo a la manufactura.
  • 44. Las instalaciones se refieren al equipo físico y su disposición en la planta. Los sistemas de 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, el movimiento de los trabajos en la planta, y la seguridad de que los productos cumplen con las normas de calidad.
  • 45. 1.4.1 INSTALACIONES PARA LA PRODUCCIÓN Las instalaciones de producción comprenden la planta, el equipo de producción y el equipo de manejo de materiales. El equipo entra en contacto físico directo con las partes y ensambles conforme éstos se fabrican. Las instalaciones “tocan” el producto. En éstas se incluye también la distribución del equipo dentro de la fábrica; la disposición de la planta, esta en función de la producción hablando en términos cuantitativos y cualitativos
  • 46. Cantidad de producción Se refiere al número de unidades de una parte o de un producto construido anualmente por la planta. • Producción baja • Producción media • Producción alta Variedad de Productos Se refiere a los diferentes diseños de productos que son producidos en una planta.
  • 47. • Variedad de Productos Compleja (Hard Product Variety) Se refiere a cuando los productos difieren sustancialmente unos de otros. • Variedad de Productos Simple (Soft Product Variety) Es cuando existen solo pequeñas diferencias entre los productos, como los diferentes modelos de carros fabricados bajo la misma línea de producción. Variedad del Producto 1 100 10 000 1 000 000 Cantidad de Producción Bajo Medio Alto
  • 48. Baja cantidad de producción El tipo de sistema de producción que usualmente esta asociado con el rango de cantidad de 1 a 100 unidades/año se le denomina trabajo de taller (job shop), el cual realiza pequeñas cantidades de productos especializados. • Distribución de posición fija (Fixed-position layout) Trabajadores y equipo de procesamiento es traído al producto
  • 50. Cantidad de producción media Asociado al rango de 100-10 000 unidades anualmente. Hay que distinguir entre dos diferentes tipos de fabricación, dependiendo de la variedad del producto. • Producción por lotes Cuando la variedad de producción es alta • Fabricación por celdas Cuando la variedad de producción es baja
  • 52. •Distribución de proceso El equipo es transportado de acuerdo al lugar o su función Disposición celular
  • 53. Cantidad de producción alta Asociado al rango de 10 000 a millones de unidades por año, también conocido como producción en masa. Se caracteriza por una alta tasa de demanda del producto, y la facilidad de producción esta dedicada a la construcción de ese producto. • Cantidad de producción Involucra la producción en masa de productos sobre piezas pequeñas del equipo. • Línea de producción de piso Involucra múltiples estaciones de trabajo acomodadas en secuencia y las partes son físicamente movidas a través de dicha secuencia.
  • 55. CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS DE MANUFACTURA. La siguiente tabla ofrece un comparativo con las características de los sistemas de manufactura
  • 56. Cuatro Configuraciones para la Distribución de Maquinaria y Procesamiento de Partes
  • 57. 1.4.2 SISTEMAS DE APOYO A LA MANUFACTURA Para operar las instalaciones eficientemente, 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. Estas funciones se realizan con los sistemas de apoyo a la manufactura, el personal y los procedimientos mediante los cuales una compañía administra sus operaciones de producción.
  • 58. La mayoría de estos sistemas de apoyo no tienen contacto directo con el producto, pero planean y controlan su avance dentro de la fábrica. Las funciones de apoyo a la manufactura son frecuentemente realizadas en la empresa por personal organizado dentro de departamentos tales como los siguientes:
  • 59. Ingeniería de manufactura. Este departamento es responsable de planear los procesos de manufactura, es decir, decide cuáles procesos deben usarse para fabricar las partes y ensamblar los productos. Se encarga también de diseñar y ordenar las máquinas herramienta y otros equipos que utilizan los departamentos operativos para realizar el procesado y ensamble de productos.
  • 60. Planeación y control de la producción. Este departamento es responsable de resolver los problemas logísticos en la manufactura: ordenar los materiales y partes a comprar, programar la producción y asegurar que los departamentos operativos tengan la capacidad necesaria para cumplir con los planes de producción.
  • 61. Control de calidad. En el ambiente competitivo de hoy en día, la producción de artículos de alta calidad debe tener la más alta prioridad de cualquier empresa manufacturera. Ello significa diseñar y construir productos que satisfagan las especificaciones y satisfagan o excedan las expectativas de los consumidores. Gran parte de este esfuerzo es responsabilidad de control de calidad.
  • 62. TOOLING NAME TYPE DIRECTION PRIM. AXIS XC YC ZC SIZE U01 LOCATOR&CLAMP CC/UD Y 1330.0 U02 LOCATOR&CLAMP CC/UD Y 1754 U03 LOCATOR&CLAMP CC/UD Y 1796.3 U04 LOCATOR&CLAMP CC/UD Y 2435 U05 LOCATOR U/D Y 1394 U06 LOCATOR&CLAMP CC/UD Y 1575 U07 LOCATOR&CLAMP FA/UD X -246 U08 LOCATOR&CLAMP FA/UD X -240 U09 LOCATOR&CLAMP FA/UD X -310 U10-1 LOCATOR&CLAMP FA/UD X 1400 -400 OFF-80 25º U10-2 LOCATOR&CLAMP F/A X 1400 -400 OFF-30 25º U11 LOCATOR&CLAMP F/A X 300 U12 LOCATOR&CLAMP F/A X 300 U13 LOCATOR&CLAMP FA/UD X -271 U14 U15 U16 P01 PIN FA/CC/UD 1441 -467.69 Dia 20 P02 PIN FA/CC/UD 2497 -445 Dia 20 P03 P04 PIN FA/CC 1750 -640 Dia 10 P05 PIN FA/CC 1842 -640 Dia 10 P06 PIN FA/CC 1418 -618 Dia 10 P07 PIN FA/CC/UD 2320 -171 Dia 16 P08 PIN FA/CC 1211.76 -310 Dia 16 P09 PIN FA/CC 1326.5 -481 Dia M6 P10 PIN CC/UD -521.5 404 Dia 13 P11 PIN CC/UD -411 457 Dia 12 P12 PIN CC/UD -115.1 710.5 Dia 25 P13 P14 P15 P16 PIN FA/CC 1342 498.5 Dia M8 P17 P18 P19 P20 E01 LOCATOR FA/UD X -100 E02 LOCATOR CC/UD Y 1578 E03 LOCATOR FA/UD Y 2265 E04 U08 P04 U02 U10-1 P05 P01 U05 U09 P07 U04 U07 P09 U06 U01 U03 P02 EJT-2 EJT-1 EJT-3 P06 MCP’s & MCS’s 2D DRAWING MATH DATA GMNA GD&T GMDAT MCP’s ,MCS’s & 2D DRAWING MÉTODOS MODERNOS DE MANUFACTURA