INTRODUCCION. En este trabajo se abordara los criterios y normas a seguir para una acertada selección de materiales no metálicos como son los: polímeros y cerámicos. La innovación en ingeniería a menudo significa el uso inteligente de un nuevo material. Los clips de plástico representan representa n intentos de mejorar con polímeros, lo que previamente se hacía con metales. Y los desastres en ingeniería con frecuencia están causados por un mal uso de los materiales. Cuando una cucharil la de plástico se dobla mientras se remueve el café, o cuando un avión cae al suelo porque aparecen fisuras en su cola, se debe a que los ingenieros que los diseñaron emplearon materiales equivocados o no entendieron las propiedades de éstos. Por ello es vital que el ingeniero profesional profesiona l conozca cómo se seleccionan los materiales y sepa cuál se ajusta a las demandas del diseño –demandas económicas y estéticas, así como de resistencia y durabilidad. El diseñador debe comprender las propiedades de los materiales y sus limitaciones. Al elegir un material para una determinada determinada aplicación, habrá que tener en cuenta los siguientes factores:
Sus propiedades: dureza, flexibilidad, resistencia al calor.
Las posibilidades de fabricación: las máquinas y herramientas de las que se dispone, la facilidad con que se trabaja.
Su disponibilidad: la abundancia del material, la proximidad proximida d al lugar donde se necesita.
Su impacto
Su precio
NORMAS Y CRITERIOS DE SELECCIÓN DE POLÍMEROS.
CRITERIOS. En la ingeniería, la satisfacción de cualquier necesidad implica haber pasado inicialmente por un proceso de diseño. Cuando este proceso de diseño en un servicio tecnológico, hay la necesidad de utilizar partes o componentes, para las que se ha previsto u determinado comportamiento. El proceso de selección de materiales constituye entonces a este nivel, el paso crucial para garantizar la satisfacción de los cálculos previstos en el diseño y por eso, de que el servicio se preste de manera satisfactoria. El proceso tradicional del proceso de selección de materiales hasta no hace mucho tiempo en los conocimientos de previas experiencias al respecto, incluso la selección tuvo un papel secundario en el proceso de diseño, dándose por un proceso de menor importancia en la mayoría de las situaciones. Realmente, en el mundo moderno de la ingeniería la selección de materiales constituye uno de los pasos esenciales para dar una respuesta satisfactoria a los problemas que se presenten, en el sector industrial, en el sector salud, sector de alimentos entre otros.
DESARROLLO DEL PROCESO DE SELECCIÓN DE MATERIALES.
Pudiera definirse en cuatro etapas generales:
Análisis de los requerimientos de materiales: en esta etapa se determinan las condiciones de servicio en función de las propiedades críticas.
Sondeo sobre los materiales que probablemente pueden ser utilizados. en esta etapa se comparan las propiedades requeridas con una amplia base de datos de propiedades mecánicas, para escoger un grupo reducido de materiales que probablemente servirán.
Proceso de selección de los probables materiales, ya en términos de la calidad del producto, costo, facilidad de fabricación, disponibilidad, etc. con objeto de determinar el material más adecuado para la correspondiente aplicación.
Finalmente
se
desarrollan
los
datos
de
diseño,
se
establecen
experimentalmente las propiedades fundamentales de los materiales, hasta obtener una media estadística del comportamiento de los mismos, bajo las condiciones que se espera encontrar en el proceso de servicio
Las propiedades de los polímeros están determinadas por su estructura interna. Son aislantes del calor y de la electricidad debido a que sus enlaces son por pares de electrones, no disponiendo de un electrón libre. Sus densidades son bajas, por ser su estructura más libre. El peso molecular y el grado de polimerización tienen importante influencia en muchas propiedades. Las propiedades se clasifican en: mecánicas, térmicas,
físicas, eléctricas, ópticas y ambientales. Dentro de esta clasificación, aunque todas tienen su importancia, las mecánicas y las térmicas se destacan entre ellas. Los plásticos tienen una estructura molecular, y no atómica como los metales.
VENTAJAS DE LOS POLIMEROS.
Liviandad y baja inercia
Bajo ruido en muchos casos
Resistencia química y a la corrosión en muchos casos
Eliminación parcial o total de lubricación
Aislamiento eléctrico Baja fricción o desgaste en muchos casos.
DESVENTAJAS DE LOS POLIMEROS
Limitaciones debidas a la temperatura ambiente y al aumento localizado en los dientes, causados por el bajo coeficiente de conductibilidad térmica.
Solicitaciones admisibles más reducidas, especialmente si la temperatura de trabajo es superior a la normal.
Estabilidad dimensional frente a las variaciones térmicas, absorción de humedad y de fluidos lubricantes presentes.
Dependencia de la forma de la pieza y del tipo de moldeo.
NORMALIZACIÓN.
La Normalización, que es un proceso (aplicable a nivel nacional e internacional) mediante el cual se regulan las actividades desempeñadas por los sectores tanto privado como público, en materia de salud, medio ambiente en general, seguridad al usuario, información comercial, prácticas de comercio, industrial y laboral, que deriva en la elaboración, expedición y difusión a nivel nacional, normas como:
Las Normas Oficiales Mexicanas (conocidas como NOMs) son regulaciones técnicas de observancia obligatoria en nuestro país, que son expedidas por las Dependencias normalizadoras, y establecen especificaciones y características de productos, procesos, instalaciones, actividades y servicios, así como de embalaje y etiquetado, con el fin de evitar riesgos a la salud o seguridad de las personas, al medio ambiente, y a los consumidores, entre otros objetivos.
Las Normas Mexicanas (conocidas como NMX) son aquellas que elabore un organismo nacional de normalización, o la Secretaría de Economía en ausencia de ellos, que prevé para uso común y repetido reglas, especificaciones, atributos métodos de prueba, directrices, características o prescripciones aplicables a un producto, proceso, instalación, sistema, actividad, servicio o método de producción u operación, así como aquellas relativas a terminología, simbología, embalaje, mercado o etiquetado. La diferencia con las primeras, es que estas normas no son obligatorias, sino de cumplimiento voluntario.
NORMA ISO 178 La norma ISO 178 investiga el comportamiento a la flexión de plásticos para determinar la resistencia a la flexión, el módulo de flexión y otros aspectos de la relación tensión sobre la deformación a la flexión. El método de ensayo según ISO 178 es conveniente para el uso con plásticos extruidos, incluyendo los que disponen de cargas y los que no, láminas de termoplásticos rígidos y plásticos termoestables moldeados, incluyendo los que se cargan y refuerzan. Ambos accesorios de flexión los de tres puntos y los de cuatro se utilizan para evaluar estos materiales.
ISO 1209-1 ISO 1209-1: 2007 especifica un método simple para evaluar el comportamiento de una barra de plástico celular rígido bajo la acción de flexión de tres puntos. Se puede utilizar para determinar ya sea la carga para una deformación especificada o la carga a la rotura. La versión del método especificado utiliza probetas pequeñas y no produce flexión pura. Por lo tanto, no permite el cálculo de la resistencia a la flexión o el módulo de flexión aparente (módulo de elasticidad). El usuario se hace referencia a ISO 1209-2 para la determinación de estos parámetros. El método no es aplicable a los plásticos celulares en las que se observa trituración significativa. Los valores numéricos deben compararse solamente cuando se determina en los materiales de similares propiedades físicas y dimensiones. El método está limitado a los materiales de 20 mm de espesor o más.
NORMAS Y CRITERIOS PARA LA SELECCIÓN DE MATERIALES CERÁMICOS. La selección de tipo de material que se requiere para una aplicación determinada, es solo una de las fases en las que un diseñador o ingeniero de materiales se basa. El conjunto de fases previas a la selección comprende: 1. necesidad 2. diseño conceptual 3. diseño de formulación 4. diseño en detalle 5. manufactura y montaje
Materiales cerámicos. Los materiales cerámicos son compuestos químicos o soluciones complejas que contiene elementos metálicos
y no metálicos .Tienen amplias propiedades
mecánicas y físicas debido a sus ,frágiles con un alto punto de fusión ,baja conductividad eléctrica y térmica, buena estabilidad química ,resistencia a la compresión
La estructura de los cerámicos cristalinos. Se encuentra en varios cerámicos .En este tipo de celdas están 3 tipos de iones, que son iones de bario. Iones de oxígeno e iones de titanios. La distorsión de la celda unitaria produce una señal eléctrica, lo que permite que ciertos titanios sirvan como transductores.es similar a una estructura hexagonal compacta. Algunos cerámicos tienen esta estructura como son Cr203 y Fe203 Tiene una celda unitaria cubica, en cada una de sus cubos menores no hay iones de oxigeno hay 4 intersticiales y octaédricos y 8 sitio intersticiales tetraédricos de los cuales los cationes ocupan 3.en los espinales inversos, el ion bivalente y la mitad de los iones trivalentes se localizan en los sitios octaédricos a veces se le considera como cerámico, tiene una estructura hexagonal por capas y se usa como material refractario y como fibra.
La estructura de los silicatos cristalinos. Estructuras de anillo y cadenas, se forman cuando dos vértices del tetraedro se comporten con otros grupos tetraédricos. Hay una amplia calidad de materiales cerámicos que tienen estructura de metasilicato. Sílice, conformé incrementa la temperatura, el sílice cambia de cuarzo alfa a cuarzo beta crea un cambio de dimensión en el sílice, acompañado por esfuerzos altos e incluso por agrietamiento.
Fallas mecánicas en los materiales cerámicos Los cerámicos son frágiles por imperfecciones como grietas, porosidad e inclusiones extrañas, se intensifica la fractura frágil que es un falla mecánica, los defectos varían en tamaño, forma y orientación. La fractura frágil tiene un tratamiento estadístico. Existen métodos para la mejora la tenacidad que resultan en una mayor resistencia a la fractura y en esfuerzos mayores, un método es el de rodear las partículas frágiles con un material motriz más suave y tenaz.
PROBLEMA DE SELECCION DE MATERIALES. La selección de materiales (SM). Trata de una actividad que involucra una gama de conocimientos técnicos, cuya amplitud difícilmente es cobijada por un solo tipo de profesional; por ser el punto focal de una serie de especialidades tecnológicas que van desde el diseño hasta el análisis de desempeño en campo. En otras palabras, interdisciplinaridad e interactividad son particularmente exigidas en la SM, de la cual la selección del proceso y el diseño del producto también hacen parte, integrando así ingenieros de producción, de materiales y mecánicos, entre otros.
Criterios de selección de materiales. Los procedimientos de selección de materiales obedecen a diversos criterios. Se enlistan los más conocidos:
• Conocimiento de variables de operación •Consideraciones dimensionales • Consideraciones de forma • Consideraciones de peso • Consideraciones de resistencia mecánica • Resistencia al desgaste • Facilidad de fabricación • Requisitos de durabilidad
Criterios de selección de materiales: • Número de unidades • Disponibilidad del material • Costo • Existencia de especificaciones y códigos • Viabilidad de reciclado • Valor del desecho • Grado de normalización
El análisis de fallas es una de las más importantes técnicas para mantener y asegurar la integridad y la seguridad de productos e instalaciones industriales. Los resultados de las investigaciones de causas/mecanismos de fallas contribuyen para:
• Prevención de fallas en equipamientos / productos • Mejoramiento y modificaciones del diseño • Mejor entendimiento del diseño, de los materiales, de las técnicas de fabricación y
de los métodos de inspección. • No se pueden seleccionar los materiales con base en una sola propiedad. • Suelen existir múltiples soluciones correctas de un problema de selección de
materiales. Por esto es preciso investigar varias soluciones alternas antes de llegar a la solución definitiva. • Los materiales que se seleccionen deben funcionar juntos como un sistema sin
degradar las propiedades de los demás materiales. • Existen software que ayudan a realizar la selección adecuada de materiales
CORROSION Y DESGASTE En un entornó corrosivo la composición e integridad física de un sólido son alteradas .Hay corrosión química, electroquímica, etc. Existe una gran diversidad de mecanismos de desgaste y de desgaste corrosión que alteran en la forma de los materiales.
CORROSION QUIMICA Ataque de materiales líquidos, primero atacan un sólido en punto con alta energía, finalmente aparecen grietas, esta forma de corrosión se complica por la presencia de fundentes. Disolución selectiva, un elemento que forme una aleación puede disolverse o separarse significativamente del mismo sólido. Solución de cerámicos, los refractarios cerámicos utilizan para contener metal durante, la fusión de infiltración puede ser disuelto por las escorias que se producen en la superficie de los metales.
CORROSION ELECTRO QUIMICA Es la forma más común de ataque de los materiales, pasa cuando los átomos de metal pierden electrones y se convierten en iones, está producida por el desarrollo de una corriente en una celda electroquímica que elimina los iones del material. Los componentes de una celda electro química son ánodo, cátodo y electrolito.
DESGASTE Y EROSION Desgaste por adherencia, cuándo 2 superficies solidas se deslizan, una sobre otra bajo presión. Desgaste abrasivo, ocurre cuando se elimina material de una superficie debido al contacto con partículas duras. Erosión liquida, causada por altas presiones asociadas con un líquido en movimiento. Hay 2 tipos de erosión liquida, la cavitación y la pulverización con gotas de líquido.
NORMAS AISI, ASME, ASTM, AWS, DIN, SAE, ASNT, DGN. En los estados unidos de América se establecieron las bases para el desarrollo industrial por medio de asociaciones o sociedades .las cuales son agrupaciones científicas y técnicas de profesionales. Científicos expertos que a través de comités o grupos de trabajo desarrollan las normas, teniendo por objetos suministrar los conocimientos. Experiencia y habilidades de sus miembros relativas a los materiales, productos, componentes, sistemas, servicios y múltiples actividades , de tal manera que resulten efectivamente útiles a la industria ,gobierno ,instituciones educativas ,profesionales y público en general a través de acciones competitivas y especializadas.
A.I.S.I – (american iron and steel institute) instituto americano del hierra y el acero. A.S.M.E. – (american society of mechanical engineers) sociedad americana de ingenieros mecanicos. A.S.T.M. – (american society of testing materials) sociedad americana para prueba de materiales. A.W.S. – (american welding society) sociedad americana de soldadura. S.A.E. – (society american of engibeers) sociedad americana de ingenieros. N.E.M.A. – (nacional electrical manufacturers) asociación nacional de fabricantes de aparatos eléctricos. A.N.S.I. – (american nacional standars institute) instituto nacional americano estándares.
CONCLUSION. En este trabajo de investigación se abordó el tema de selección de materiales no metálicos que son: los polímeros y cerámicos. En donde se explica ampliamente los criterios y normas a seguir para una correcta selección, para utilizar o emplear en un proceso el material correspondiente. Para una acertada selección es necesario tener en cuenta: • El criterio de selección de materiales se basa principalmente en sus propiedades • Al seleccionar un material se debe tener en cuenta su dispon ibilidad, la abundancia
del material, y la proximidad al lugar donde se necesita. • Siempre se debe verificar la calidad del material a utilizar para brindar un producto
que satisfaga al cliente.
BIBLIOGRAFIA.
http://rooldaan9.wixsite.com/materialesnometales/blank-4
https://documentslide.org/download/documents/normas-y-criteriospara-la-seleccion-de-materiales-ceramicos
https://www.buenastareas.com/join.php?redirectUrl=%2Fensayos%2F Normas-y-Criterios-Para-Seleccion-De%2F81249586.html&from=essay
https://www.clubensayos.com/Tecnolog%C3%ADa/Normas-y-criteriospara-la-selecci%C3%B3n-de-materiales/2923115.html
