CONTENIDO
1 INTRODUCCIÓN Y PANORAMA
DE LA MANUFACTURA 1
1.1 ¿Qué es la manufactura? 2
1.2 Los materiales en la manufactura 8
1.3 Procesos de manufactura 10
1.4 Sistemas de producción 17
1.5 Organización del libro 20
Parte I Propiedades de los materiales
y atributos del producto 23
2 LA NATURALEZA DE LOS MATERIALES 23
2.1 Estructura atómica y los elementos 23
2.2 Enlaces entre átomos y moléculas 26
2.3 Estructuras cristalinas 28
2.4 Estructuras no cristalinas (amorfas) 34
2.5 Materiales de ingeniería 35
3 PROPIEDADES MECÁNICAS
DE LOS MATERIALES 38
3.1 Relaciones esfuerzo-deformación 39
3.2 Dureza 51
3.3 Efecto de la temperatura sobre las propiedades 55
3.4 Propiedades de los fluidos 57
3.5 Comportamiento viscoelástico de los polímeros 60
4 PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS MATERIALES 67
4.1 Propiedades volumétricas y de fusión 68
4.2 Propiedades térmicas 70
4.3 Difusión de masa 72
4.4 Propiedades eléctricas 74
4.5 Procesos electroquímicos 75
5 DIMENSIONES, TOLE RAN CIAS
Y SUPERFICIES 79
5.1 Dimensiones, tolerancias y
atributos relacionados 80
5.2 Superficies 81
5.3 Efecto de los procesos de manufactura 87
Parte II Materiales de la ingeniería 90
6 Metales 90
6.1 Aleaciones y diagramas de fase 91
6.2 Metales ferrosos 96
6.3 Metales no ferrosos 111
6.4 Superaleaciones 122
6.5 Guía para el procesamiento de metales 123
7 CERÁMICOS 127
7.1 Estructura y propiedades
de los cerámicos 129
7.2 Cerámicos tradicionales 131
7.3 Nuevos materiales cerámicos 133
7.4 Vidrio 136
7.5 Algunos elementos importantes relacionados
con los cerámicos 139
7.6 Guía para el procesamiento de los materiales
cerámicos 142
8 POLÍMEROS 144
8.1 Fundamentos de la ciencia y tecnología de los
polímeros 147
8.2 Polímeros termoplásticos 156
8.3 Polímeros termofijos 163
8.4 Elastómeros 167
8.5 Guía para el procesamiento de
polímeros 174
9 MATERIALES COMPUESTOS 176
9.1 Tecnología y clasificación de los materiales
compuestos 177
9.2 Compuestos de matriz metálica 185
9.3 Compuestos de matriz cerámica 188
94 Compuestos de matriz de polímero 188
9.5 Guía para el procesamiento de los materiales
compuestos 191
Parte III Procesos de solidificación 194
10 FUNDAMENTOS DE LA FUNDICIÓN
DE METALES 194
10.1 Panorama de la tecnología de fundición 197
10.2 Calentamiento y vertido 199
10.3 Solidificación y enfriamiento 203
11 PROCESOS DE FUNDICIÓN DE METALES 214
11.1 Fundición en arena 215
11.2 Otros procesos de fundición con moldes
desechables 220
11.3 Procesos de fundición con moldes
permanentes 226
11.4 La práctica de la fundición 234
11.5 Calidad del fundido 238
x Contenido
11.6 Los metales para fundición 240
11.7 Consideraciones sobre el diseño del producto 242
12 TRABAJO DEL VIDRIO 247
12.1 Preparación y fundición de las materias primas 247
12.2 Los procesos de conformación en el trabajo del
vidrio 248
12.3 Tratamiento térmico y acabado 254
12.4 Consideraciones sobre el diseño del producto 255
13 PROCESOS DE CONFORMADO PARA
PLÁSTICOS 257
13.1 Propiedades de los polímeros fundidos 259
13.2 Extrusión 261
13.3 Producción de hojas y película 271
13.4 Producción de fibras y filamentos (hilado o
hilandería) 273
13.5 Procesos de recubrimiento 275
13.6 Moldeo por inyección 275
13.7 Moldeo por compresión y transferencia 286
13.8 Moldeo por soplado y moldeo rotacional 288
13.9 Termoformado 293
13.10 Fundición 297
13.11 Procesamiento y formado de espuma
de polímero 298
13.12 Consideraciones sobre el diseño del producto 300
14 TECNOLOGÍA DE PROCESAMIENTO DEL
CAUCHO (HULE) 307
14.1 Procesamiento y formado del caucho 307
14.2 Manufactura de llantas y otros productos de caucho 313
14.3 Consideraciones sobre el diseño del producto 316
15 PROCESOS DE FORMADO PARA MATERIALES
COMPUESTOS CON MATRIZ POLIMÉRICA 319
15.1 Materias primas para materiales compuestos con matriz
polimérica (PMC) 321
15.2 Procesos con molde abierto 324
15.3 Procesos con molde cerrado 327
15.4 Bobinado de filamentos 330
15.5 Procesos de pultrusión 332
15.6 Otros procesos de formado para PMC 333
Parte IV Procesamiento de partículas para metales
y cerámicos 337
16 METALURGIA DE POLVOS 337
16.1 Características de los polvos en ingeniería 340
16.2 Producción de polvos metálicos 343
16.3 Prensado convencional y sinterizado 345
16.4 Alternativas de prensado y técnicas de
sinterizado 351
16.5 Materiales y productos para metalurgia de polvos 354
16.6 Consideraciones de diseño en metalurgia de polvos 355
17 PROCESAMIENTO DE CERÁMICAS Y
CERMETS 362
17.1 Procesamiento de cerámicas tradicionales 363
17.2 Procesamiento de cerámicas nuevas 370
17.3 Procesamiento de cermets 373
17.4 Consideraciones para el diseño de productos 375
Parte V Formado de metal y trabajo de láminas
metálicas 378
18 FUNDAMENTOS DEL FORMADO DE
METALES 378
18.1 Panorama del formado de metales 378
18.2 Comportamiento del material en el formado de
metales 381
18.3 Temperatura en el formado de metales 382
18.4 Sensibilidad a la velocidad de deformación 384
18.5 Fricción y lubricación en el formado de metales 386
19 PROCESOS DE DEFORMACIÓN VOLUMÉTRICA
EN EL TRABAJO DE METALES 390
19.1 Laminado 391
19.2 Otros procesos de deformación relacionados con el
laminado 398
19.3 Forjado 400
19.4 Otros procesos de deformación relacionados con el
forjado 412
19.5 Extrusión 416
19.6 Estirado de alambres y barras 427
20 TRABAJADO METÁLICO DE LÁMINAS 440
20.1 Operaciones de corte 441
20.2 Operaciones de doblado 448
20.3 Embutido 452
20.4 Otras operaciones de formado de láminas
metálicas 459
20.5 Troqueles y prensas para procesos con láminas
metálicas 462
20.6 Operaciones con láminas metálicas no realizadas en
prensas 469
20.7 Doblado de material tubular 474
Parte VI Procesos de remoción de material 481
21 TEORÍA DE MAQUINADO DE METALES 481
21.1 Panorama general de la tecnología del
maquinado 483
21.2 Teoría de la formación de viruta en el maquinado de
metales 486
21.3 Relaciones de fuerza y la ecuación de Merchant 490
21.4 Relaciones entre potencia y energía en el
maquinado 495
21.5 Temperatura de corte 498
Contenido xi
22 OPERACIONES DE MAQUINADO Y MÁQUINAS
HERRAMIENTA 505
22.1 Torneado y operaciones afines 508
22.2 Taladrado y operaciones afines 518
22.3 Fresado 522
22.4 Centros de maquinado y centros de torneado 529
22.5 Otras operaciones de maquinado 531
22.6 Maquinado de alta velocidad 536
23 TECNOLOGÍA DE LAS HERRAMIENTAS DE
CORTE 542
23.1 Vida de las herramientas 543
23.2 Materiales para herramientas 549
23.3 Configuración geométrica de las herramientas 558
23.4 Fluidos para corte 566
24 CONSIDERACIONES ECONÓMICAS Y
PARA EL DISEÑO DEL PRODUCTO EN
MAQUINADO 574
24.1 Maquinabilidad 574
24.2 Tolerancias y acabado superficial 577
24.3 Selección de las condiciones de corte 581
24.4 Consideraciones para el diseño del producto
en maquinado 587
25 ESMERILADO Y OTROS PROCESOS
ABRASIVOS 594
25.1 Esmerilado 595
25.2 Procesos abrasivos relacionados 612
26 PROCESO DE MAQUINADO NO TRADICIONAL
Y DE CORTE TÉRMICO 618
26.1 Procesos de energía mecánica 619
26.2 Procesos de maquinado electroquímico 623
26.3 Procesos de energía térmica 627
26.4 Maquinado químico 635
26.5 Consideraciones para la aplicación 641
Parte VII Operaciones para la mejora de propiedades
y el procesamiento superficial 647
27 TRATAMIENTO TÉRMICO DE METALES 647
27.1 Recocido 648
27.2 Formación de martensita en el acero 648
27.3 Endurecimiento por precipitación 652
27.4 Endurecimiento superficial 654
27.5 Métodos e instalaciones para el tratamiento térmico 655
28 LIMPIEZA Y TRATAMIENTOS SUPERFICIALES 660
28.1 Limpieza química 660
28.2 Limpieza mecánica y preparación
superficial 663
28.3 Difusión e implantación iónica 665
29 PROCESOS DE RECUBRIMIENTO Y
DEPOSICIÓN 669
29.1 Chapeado y procesos relacionados 670
29.2 Recubrimientos por conversión 674
29.3 Deposición física de vapor 675
29.4 Deposición química de vapor 678
29.5 Recubrimientos orgánicos 681
29.6 Esmaltado en porcelana y otros recubrimientos
cerámicos 683
29.7 Procesos de recubrimiento térmicos y mecánicos 684
Parte VIII Procesos de unión y ensamble 689
30 FUNDAMENTOS DE SOLDADURA 689
30.1 Perspectiva de la tecnología de la soldadura 691
30.2 Unión soldada 693
30.3 Física de la soldadura 696
30.4 Características de una junta soldada
por fusión 699
31 PROCESOS DE SOLDADURA 705
31.1 Soldadura con arco 706
31.2 Soldadura por resistencia 716
31.3 Soldadura con oxígeno y gas combustible 723
31.4 Otros procesos de soldadura por fusión 726
31.5 Soldadura de estado sólido 729
31.6 Calidad de la soldadura 734
31.7 Soldabilidad 739
32 SOLDADURA DURA, SOLDADURA SUAVE Y
PEGADO ADHESIVO 745
32.1 Soldadura dura 746
32.2 Soldadura suave 751
32.3 Pegado adhesivo 755
33 ENSAMBLE MECÁNICO 763
33.1 Sujetadores roscados 764
33.2 Remaches y ojillos 770
33.3 Métodos de ensamble basados en ajustes
por interferencia 772
33.4 Otros métodos de sujeción mecánica 775
33.5 Insertos en moldeado y sujetadores
integrales 776
33.6 Diseño para ensambles 778
Parte IX Procesamiento especial y
tecnologías de ensamble 784
34 CREACIÓN RÁPIDA DE PROTOTIPOS 784
34.1 Fundamentos de la creación rápida de prototipos 785
34.2 Tecnologías para la creación rápida de prototipos 786
34.3 Aspectos de aplicación en la creación rápida
de prototipos 794
xii Contenido
35 PROCESAMIENTO DE CIRCUITOS
INTEGRADOS 798
35.1 Panorama del procesamiento de CI 799
35.2 Procesamiento del silicio 803
35.3 Litografía 807
35.4 Procesos de formación de capas en la fabricaciónde
CI 811
35.5 Integración de los pasos de fabricación 818
35.6 Encapsulado de CI 820
35.7 Rendimientos en el procesamiento de CI 825
36 ENSAMBLE Y ENCAPSULADO DE DISPOSITIVOS
ELECTRÓNICOS 830
36.1 Encapsulado de dispositivos electrónicos 830
36.2 Tableros de circuitos impresos 832
36.3 Ensamble de tableros de circuitos impresos 841
36.4 Tecnología de montaje superficial 845
36.5 Tecnología de conectores eléctricos 850
37 TECNOLOGÍAS DE MICROFABRICACIÓN 855
37.1 Productos de microsistemas 855
37.2 Procesos de microfabricación 861
38 TECNOLOGÍAS DE NANOFABRICACIÓN 870
38.1 Introducción a la nanotecnología 872
38.2 Procesos de nanofabricación 877
38.3 La national nanotechnology initiative 884
Parte X Sistemas de manufactura 887
39 CONTROL NUMÉRICO Y ROBÓTICA
INDUSTRIAL 887
39.1 Control numérico 888
39.2 Robótica industrial 900
40 TECNOLOGÍA DE GRUPOS Y SISTEMAS
FLEXIBLES DE MANUFACTURA 910
40.1 Tecnología de grupos 910
40.2 Sistemas flexibles de manufactura 915
41 LÍNEAS DE PRODUCCIÓN 922
41.1 Fundamentos de las líneas de producción 922
41.2 Líneas de ensamble manual 926
41.3 Líneas de producción automatizadas 930
Parte XI Sistemas de apoyo a la manufactura 937
42 INGENIERÍA DE MANUFACTURA 937
42.1 Planeación de procesos 938
42.2 Solución de problemas y mejora
continua 946
42.3 Ingeniería concurrente y diseño para la
manufacturabilidad 946
43 PLANEACIÓN Y CONTROL DE
LA PRODUCCIÓN 953
43.1 Planeación agregada y el programa maestro
de producción 955
43.2 Control de inventarios 956
43.3 Planeación de requerimientos de materiales
y de capacidad 960
43.4 Producción justo a tiempo y ajustada 964
43.5 Control de piso del taller 967
44 CONTROL DE CALIDAD 972
44.1 ¿Que es la calidad? 972
44.2 Capacidad del proceso 973
44.3 Tolerancia estadística 974
44.4 Métodos de Taguchi 977
44.5 Control estadístico de procesos 980
45 MEDICIÓN E INSPECCIÓN 989
45.1 Metrología 990
45.2 Principios de inspección 993
45.3 Instrumentos de medición y calibradores
convencionales 995
45.4 Mediciones de superficies 1002
45.5 Tecnologías avanzadas de medición
e inspección 1004
ÍNDICE 1015
