Introducción a la Fabricação

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Tema 1
INTRODUCCIÓN A LA FABRICACIÓN
Tecnología Mecánica I
Bibliografía recomendada:
• Groover, M. P., Fundamentos de manufactura moderna (3ª ed.), McGraw-Hill.
• Kalpakjian, S. y S. R. Schmid, Manufactura, ingeniería y tecnología (5ª ed.), Pearson Educación.
• Schey, J. A., Procesos de manufactura (3ª ed.), McGraw-Hill.
Tema 1. Introducción a la fabricación
1. Introducción
2. Perspectiva histórica
3. Perspectiva económica
4. Perspectiva tecnológica
5. Definiciones y terminología
6. Diseño e ingeniería concurrente
7. Procesos de fabricación
1. INTRODUCCIÓN
La tecnología influye de muchas formas en nuestra vida diaria. Los siguientes ejemplos
representan distintas tecnologías que nos ayudan a vivir mejor.
TECNOLOGÍA: conjunto de conocimientos que permiten
diseñar y crear bienes o servicios que satisfagan las
necesidades esenciales y los deseos de la humanidad.
Todos ellos tienen en común que han sido fabricados. 
La fabricación es el factor esencial que hace posible la tecnología.
Introducción
Los objetos y productos que nos rodean en algún otro momento tenían otra forma diferente. En la
naturaleza no los encontramos con su forma actual
A partir de diversas materias primas, han sido transformados y ensamblados hasta llegar a la forma que
vemos ahora.
Hay objetos en una sola pieza (clavos, tornillos, tenedor, etc.) pero la mayor parte de los objetos y
productos (motores, bolígrafos, máquinas, etc.) están construidos mediante el ensamblaje de
diferentes piezas de diferentes materiales.
Estos productos fueron construidos mediante la utilización de diferentes procesos, a los que llamamos
procesos de fabricación o manufactura.
Introducción
La fabricación es importante desde tres puntos de vista:
HISTÓRICO ECONÓMICO TECNOLÓGICO
Introducción
 La importancia de la fabricación en el desarrollo de la civilización está subestimada.
 Las culturas que han destacado a la hora de fabricar objetos han tenido más éxito.
 La fabricación de mejores herramientas hizo posible que dispusieran de mejores destrezas y armas.
 Las mejores destrezas les permitieron vivir mejor. Con armas mejores pudieron conquistar a otras
culturas en épocas de conflicto.
Perspectiva histórica
La fabricación se originó entre los años 5000 y 4000 a. C. Es más antigua que la historia registrada.
La realización de los dibujos
encontrados en cuevas y rocas
primitivas requería del uso de algún
tipo de pincel o brocha y de la
“pintura” o “material” necesario para
grabar en la roca.
Perspectiva histórica
• Madera, piedra, metal (Au, Cu, Fe…., Ag, Pb, Sn, bronce)
• Principio de la división del trabajo.
• Producción de acero (entre los años 600 y 800 d. C.)
• La Revolución Industrial (Inglaterra ~ 1750)
– Máquina de vapor de Watt / Máquinas herramienta / Telar mecánico / 
Sistema fabril (división del trabajo)
• Piezas intercambiables (Eli Whitney ~ 1800) (fabricación de armas de fuego) (crear 
piezas idénticas para usarlas en producción en cadena)
• La Segunda Revolución Industrial (mediados s. XX)
– Dispositivos electrónicos de estado sólido (a partir del transistor) / Microchip / 
Ordenadores / Automatización de la fabricación
Perspectiva histórica
3. PERSPECTIVA ECONÓMICA
No existen indicadores universales para medir la calidad de vida. Puede tomarse el producto interior
bruto (PIB, la suma del valor de todos los bienes y servicios que se producen en una economía
nacional) como un indicador del bienestar material.
En los países industrialmente desarrollados, la agricultura y la minería representan entre un 3 y un 8%
del PIB; la contribución de la fabricación al PIB se sitúa entre un 20 y un 30%; el resto del PIB se debe
al sector de servicios.
A menos que un país sea muy rico en recursos naturales, un sector de servicios fuerte sólo puede
existir si hay uno de fabricación igualmente fuerte.
Agricultura 
y pesca
Industria 
energía
Construcción Servicios
1970 11,0% 34,0% 8,8% 46,2%
1980 7,0% 28,6% 7,9% 56,5%
1990 5,5% 25,1% 8,8% 60,6%
2000 4,1% 20,6% 10,1% 65,2%
2005 3,0% 18,8% 11,6% 66,6%
2010 2,6% 17,2% 8,8% 71,4%
2012 2,5% 17,2% 6,3% 74,0%
2013 2,8% 17,1% 5,6% 74,5%
2014 2,5% 17,1% 5,4% 75,0%
2015 2,5% 17,1% 5,5% 74,9%
2016 2,6% 17,8% 5,6% 74,1%
Tabla 1 – Estructura de la producción en la economía española (Datos en porcentaje)
Fuente: INE (2017)
4. PERSPECTIVA TECNOLÓGICA
Tecnología:
– Conjunto de teorías y de técnicas que permiten el aprovechamiento práctico del conocimiento 
científico. (RAE, Diccionario de la lengua española)
– Aplicación de la ciencia para proporcionar a la sociedad y a sus miembros aquellos objetos
que necesitan o desean. (Groover, Fundamentos de manufactura moderna)
La fabricación es el factor esencial que hace posible la tecnología.
Motor de reacción de doble 
flujo (Turbofan)
Turborreactor
Hubo que desarrollar nuevos materiales y tecnologías para
fabricar los álabes del compresor.
El desarrollo de las superaleaciones permitió un incremento
gradual de la temperatura de operación.
Se dio un gran salto al enfriar los álabes con el paso de aire
sin quemar procedente del compresor a través de pequeños
agujeros practicados en ellos.
Fue necesario encontrar técnicas para hacer orificios muy
delgados y profundos en materiales muy duros.
Perspectiva tecnológica
5. DEFINICIONES Y TERMINOLOGÍA
Todos los objetos que nos rodean son consecuencia de la transformación de un material de
partida (materia prima) en una forma final (producto) con unas propiedades determinadas.
Definición de fabricación (desde un punto de vista
técnico): Aplicación de procesos físicos y químicos para
modificar la geometría, las propiedades y la
apariencia de un material de partida para generar
piezas o productos.
Todos los objetos que nos rodean son consecuencia de la transformación de un material de
partida (materia prima) en una forma final (producto) con unas propiedades determinadas.
Definición de fabricación (desde un punto de
vista económico): Transformación de materiales
en productos con mayor valor.
Fabricación: elaboración de 
componentes aislados (piezas)
Producción: elaboración de conjuntos 
de componentes ensamblados 
(productos)
Fabricación de productos continuos: fabricación con
un flujo continuo de material (petróleo, plásticos,
acero, cemento, etc.)
Fabricación de productos discretos: fabricación de
piezas o productos individuales (coches,
ordenadores, aviones, máquinas-herramienta, etc.)
Definiciones y terminología
Tecnología de fabricación:
Conjunto de conocimientos referentes a los procedimientos, procesos y medios empleados
en la transformación de un material de partida en un producto, de manera eficiente y de
acuerdo a unas especificaciones establecidas.
El conocimiento de los procesos aplicables a un material en bruto (materia prima) para
transformarlo en un producto acabado de acuerdo a unas especificaciones, mediante la
utilización óptima de los procedimientos y recursos disponibles (diseño, planificación,
maquinaria, herramientas, utillaje, verificación, calidad, etc.).
Definiciones y terminología
6. DISEÑO E INGENIERÍA CONCURRENTE
Actividades involucradas en el diseño y fabricación de un producto:
• Diseño del producto
• Realización de prototipos
• Planificación de la producción
• Procesos de fabricación y equipos
• Control de calidad
• Marketing, distribución y venta
Ingeniería secuencial Ingeniería concurrente
Diferencia entre Ingeniería Concurrente o simultánea e Ingeniería Secuencial:
Ingeniería Secuencial (convencional)
La ingeniería convencional utiliza un desarrollo de producto conocido como “Comunicación sobre el muro”.
Cada área de la empresa, después de ejecutar la parte que le corresponde, transfiere su resultado al sector
siguiente. Quien recibe esta etapa indudablemente encontrará fallos según la perspectiva de su propia
especialidad y la devolverá al sector de origen para los ajustes correspondientes.
• Las actividades se realizan 
consecutivamente.
• Escasa interrelación entre 
los responsablesde las 
tareas (distintos 
departamentos).
• Cualquier desajuste en la 
secuencia penaliza mucho 
el coste final del producto.
• Apropiada para la 
fabricación de productos 
muy conocidos, sobre los 
que se prevé unas escasas 
modificaciones en diseño o 
innovación
Diseño e ingeniería concurrente
Diferencia entre Ingeniería Concurrente e Ingeniería Convencional:
Ingeniería Concurrente o Simultánea
La ingeniería concurrente se basa en el trabajo convergente de las diferentes etapas y exige que se
invierta más tiempo en la definición detallada del producto y en la planificación. Así las modificaciones se
hacen en la fase del diseño mucho antes de que salga el prototipo o las muestras de producción, lo cual
conlleva a una reducción considerable de costo. Aunque bajo este enfoque en las primeras etapas el
tiempo se incrementa, es claro también que el tiempo total de ciclo se reduce sustancialmente.
• Las actividades se realizan de manera simultánea, 
en la medida de lo posible.
• Total interrelación entre los responsables de las 
tareas (distintos departamentos).
• El diseño debe ser un proceso iterativo. Se requiere 
el conocimiento de los materiales, los procesos de 
fabricación, exigencias del mercado, etc.
• La tarea de diseño es más costosa en tiempo y 
dinero, pero el producto sale antes al mercado y 
con un coste inferior.
• Apropiada para el diseño de nuevos productos.
• El proceso de diseño tiene una gran repercusión 
en la fabricación y en el coste final del producto 
(70-80%).
Diseño e ingeniería concurrente
Comparación entre a) ciclo tradicional de creación de productos y b) creación de 
productos usando ingeniería concurrente
Diseño e ingeniería concurrente
Diseño e ingeniería concurrente
La ingeniería secuencial conduce al
aislamiento de actividades; los
problemas que se originan en la
producción fuerzan cambios costosos
en el diseño y en el proceso.
La ingeniería concurrente considera
todos los aspectos desde el principio.
El producto llega antes al mercado y a
un coste más bajo.
Diseño e ingeniería concurrente
7. PROCESOS DE FABRICACIÓN
Conjunto de actividades que posibilitan la alteración de las propiedades mecánicas, físicas o 
químicas, o de los atributos geométricos de un objeto o material de trabajo
Propiedades mecánicas:
Resistencia, ductilidad, tenacidad,
dureza, etc.
Propiedades físicas:
Densidad, propiedades eléctricas, 
térmicas, magnéticas, ópticas, 
tribológicas, etc.
Propiedades químicas:
Resistencia a la corrosión, etc.
Atributos geométricos:
Forma, dimensión, acabado 
superficial
7. PROCESOS DE FABRICACIÓN
Conjunto de actividades que posibilitan la alteración de las propiedades mecánicas, físicas o 
químicas, o de los atributos geométricos de un objeto o material de trabajo
Propiedades mecánicas:
Resistencia, ductilidad, tenacidad,
dureza, etc.
Propiedades físicas:
Densidad, propiedades eléctricas, 
térmicas, magnéticas, ópticas, 
tribológicas, etc.
Propiedades químicas:
Resistencia a la corrosión, etc.
Atributos geométricos:
Forma, dimensión, acabado 
superficial
Tecnología Mecánica I Tecnología Mecánica II
Procesos de fabricación
Los metales deben ser conformados
en la zona de comportamiento
plástico.
El material es sometido a esfuerzos
superiores a sus límites elásticos para
que la deformación sea permanente.
Curva de Esfuerzo vs Deformación
Los procesos de conformado tienen por finalidad convertir un material en una pieza
tecnológica de uso industrial. (moldeo, forja, laminación, soldadura…)