Uno de los problemas más comunes a los que se enfrentan los ingenieros de diseño a la hora de diseñar productos es cómo elegir los materiales adecuados. Elegir un material entre una amplia variedad de opciones puede ser una tarea desalentadora y puede significar la diferencia entre un diseño y uno exitoso. Para asegurarse de que la elección del material se realiza correctamente, el diseñador debe seguir una serie de pasos que se describen a continuación.
Tabla de contenido
Paso 1: Definir las propiedades mecánicas requeridas
Hay alrededor de 22 tipos de propiedades mecánicas que los diseñadores deben considerar. Para determinar qué propiedades mecánicas son importantes, se debe realizar un análisis de ingeniería para identificar las restricciones de diseño, como las tensiones aplicadas, los pesos máximos, etc. El análisis de ingeniería indica si el diseñador debe considerar la resistencia máxima a la tracción, elegir la tensión del límite elástico, elegir materiales dúctiles o frágiles y el factor mínimo de seguridad requerido.
Dadas las limitaciones de diseño, los diseñadores deben reducir la gama de materiales que proporcionan las propiedades mecánicas requeridas.
Paso 2: Identificar los procesos y capacidades de fabricación disponibles
Los diseñadores deben tener en cuenta los procesos de fabricación disponibles. No es raro que los fabricantes tengan muchos problemas en la producción de piezas porque los diseñadores no pensaron lo suficiente en el proceso de fabricación. Por ejemplo InconelSin embargo, no puede encontrar un fabricante que pueda mecanizarlo satisfactoriamente, por lo que debe considerar un material más mecanizable como el acero inoxidable.
PASO 3: Confirmación de las características de fabricación requeridas
Después de reducir la lista a los materiales que se pueden procesar, los diseñadores deben verificar las propiedades de fabricación de cada material. Esto incluye la moldeabilidad, la maquinabilidad, la soldabilidad, la temperatura de fusión y la fluidez. Estas propiedades le permiten comparar qué materiales aumentan o disminuyen el costo de fabricación de las piezas.
PASO 4: Identificar los materiales disponibles
Después de aplicar los tres filtros anteriores, el diseñador debería poder crear una lista muy pequeña de materiales con las propiedades que desea. A continuación, debe filtrar la lista de ingredientes disponibles. La elección de materiales que no están disponibles puede retrasar su proyecto o incurrir en costos adicionales para transportarlos a distancia.
PASO 5: Revisión de los costes de compra y fabricación
Ahora los diseñadores saben qué materiales cumplen con sus requisitos de diseño y están disponibles en el mercado local. A continuación, el diseñador debe estimar el costo del producto para cada material, incluido el costo de compra del material y el costo de fabricación. Después de eso, puede elegir el material a partir del cual el costo total del producto será mínimo.