Manufactura: Ingeniería y Tecnología – Serope Kalpakjian, Steven R. Schmid – 4ta Edición

Prefacio
Acerca de los autores
Introducción general

I.1. ¿Que es manufactura?
I.2. Ejemplos de productos manufacturados
I.3. El proceso rediseño y la ingeniería concurrente
I.4. Diseño para la manufactura, ensamble, desensamble y servicio
I.5. Selección de materiales
I.6. Selección de los procesos de manufacturas
I.7. Manufactura integrada por computadora
I.8. Aseguramiento de a calidad y administración total de la calidad
I.9. Competividad global y costos de manufactura
I.10. Producción sobria y manufactura ágil
I.11. Diseño y manufactura ambiental con consecuencia social
I.12. Responsabilidad de los productos
I.13. Organización para la manufactura

Parte I: Fundamentos de los materiales: su comportamiento y propiedades de manufactura
1. La estructura de los metales
I.1. Introducción
I.2. La estructura cristalina de los metales
I.3. Deformación y resistencia de monocristales
I.4. Granos y fronteras de grano
I.5. Deformación plástica de los metales policristalinos
I.6. Recuperación, recristalización y crecimiento de granaos
I.7. Trabajo en frío, trabajo en tibio y trabajo en caliente

2. Comportamiento mecánico, prueba y propiedades de manufactura de los materiales
2.1. Introducción
2.2. Tensión
2.3. Comprensión
2.4. Torsión
2.5. Doblado (flexión)
2.6. Dureza
2.7. Fatiga
2.8. Cadencia
2.9. Impacto
2.10. Falla y fractura de los materiales en la manufactura y en el servicio
2.11. Esfuerzos residuales
2.12. Trabajo, calor y temperatura

3. Propiedades físicas de los materiales
3.1. Introducción
3.2. Densidad
3.3. Punto de fusión
3.4. Calor especifico
3.5. Conductividad térmica
3.6. Dilatación térmica
3.7. Propiedades eléctricas, magnéticas y ópticas
3.8. Resistencia a la corrosión

4. Aleaciones de metales. Su estructura y endurecimiento mediante el tratamiento térmico
4.1. Introducción
4.2. Estructura de las aleaciones
4.3. Diagramas de fase
4.4. El sistema hierro-carbono
4.5. El diagrama de fases hierro-carbono de hierro y el desarrollo de microestructuras en los aceros
4.6. Hierros fundidos
4.7. Tratamiento térmico de las aleaciones ferrosas
4.8. Templabilidad térmico de las aleaciones ferrosas
4.9. Tratamiento térmico de aleaciones no ferrosas y de aceros inoxidables
4.10. Endurecimiento superficial
4.11. Recocido
4.12. Hornos y equipo de tratamiento térmico
4.13. Consideraciones de diseño para el tratamiento térmico

5. Metales y aleaciones ferrosas: producción, propiedades generales y aplicaciones
5.1. Introducción
5.2. Producción de hierro y acero
5.3. Vaciado de lingotes
5.4. Colada continua
5.5. Aceros al carbono y de aleados
5.6. Aceros inoxidables
5.7. Aceros para herramienta y dados

6. Metales y aleaciones no ferrosas: producción, propiedades generales y aplicaciones
6.1. Introducción
6.2. Aluminio y aleaciones de aluminio
6.3. Magnesio y aleaciones de magnesio
6.4. Cobre y aleaciones de cobre
6.5. Níquel y alecciones de níquel
6.6. Superlaciones
6.7. Titanio y aleaciones de titanio
6.8. Metales refractarios y sus aleaciones
6.9. Berilio
6.10. Zirconio
6.11. Aleaciones de bajo punto de fusión
6.12. Metales preciosos
6.13. Aleaciones con memoria de forma
6.14. Aleaciones amorfas (vidrios metálicos)
6.15. Nanomateriales

7. Polímetros: estructuras, propiedades generales y aplicaciones
7.1. Introducción
7.2. La estructura de los polímeros
7.3. Termoplásticos
7.4. Plásticos termoestables
7.5. Aditivos en los plásticos
7.6. Propiedades generales y aplicaciones de los termoplásticos
7.7. Propiedades generales y aplicaciones de los plásticos termoestables
7.8. Plásticos biodegradables
7.9. Elastómeros (hules)

8. Cerámicos, grafito y diamante: estructura, propiedades generales y aplicaciones
8.1. Introducción
8.2. La estructura de los cerámicos
8.3. Propiedades generales y aplicaciones de los cerámicos
8.4. Vidrios
8.5. Vitrocerámicos
8.6. Grafito
8.7. Diamante

9. Materiales compositos. Estructura, propiedades generales y aplicaciones
9.1. Introducción
9.2. La estructura de los plásticos reforzados
9.3. Propiedades de los plásticos reforzados
9.4. Aplicaciones de los plásticos reforzados
9.5. Compositos de matriz metálica (MMC)
9.6. Compositos de matriz de cerámica (CMC)
9.7. Otros compositos

Parte II: Procesos y equipo para el formado y modelado
13. Rolado o laminado de metales
13.1. Introducción
13.2. Laminado plazo
13.3. Practica del laminado plazo
13.4. Molinos para laminación
13.5. Operaciones de laminado de forma
13.6. Producción de tubos y tuberías sin costura
13.7. colada y laminado continuos, laminadoras integradas y minilaminadoras

14. Forjado de los metales
14.1. Introducción
14.2. Forjado con dato abierto
14.3. Dado impresor y forjado con dado cerrado
14.4. Operaciones relacionados con el forjado
14.5. Forjado rotatorio
14.6. Diseño del dado de forjado
14.7. Materiales y lubricación de los datos
14.8. Forjabilidad
14.9. Maquinas de forjado
14.10. Práctica del forjado y posibilidades del proceso
14.11. Métodos de fabricación de dados
14.12. Fallas en los dados
14.13. La economía del forjado

15. Extrusión y estilado de metales
15.1. Introducción
15.2. El proceso de extrusión
15.3. Practica de la extrusión
15.4. Extrusión en caliente
15.5. Extrusión en frío
15.6. Extrusión por impacto
15.7. Extrusión hidrostática
15.8. Defectos de las extrusiones
15.9. Equipo para extrusión
15.10. El proceso de estirado
15.11. Práctica del estirado
15.12. Defectos y esfuerzos residuales
15.13. Equipo de estirado

16. Procesos de formación de hojas o laminas metálicas
16.1. Introducción
16.2. Cizallamiento
16.3. Características del metal laminado
16.4. Métodos de prueba par el formado de hojas o laminas metálicas
16.5. Doblado de laminas y placas
16.6. Operaciones comunes de doblado
16.7. Doblado y conformación de tubos
16.8. Formado por extensión
16.9. Embutido profundo
16.10 Formado con hule
16.11. Rechazado
16.12. Formato súperplástico
16.13. Explosión, impulso magnético, repujado y otros procesos de formado
16.14. Fabricación de estructuras de panal
16.15. Resistencia de piezas de metal laminado al abollamiento
16.16. Equipo para el conformado de hojas o laminas metálicas
16.17. Economía de los procesos de formado de metal laminado

17. Procesamiento de metales en polvo, cerámicos, vidrios y superconductores
17.1. Introducción
17.2. Producción de metales en polvo
17.3. Compactación de polvos metálicos
17.4. Sinterizado
17.5. Operaciones de secundarias y de acabado
17.6. Consideraciones de diseño en metalurgia de polvos
17.7. Posibilidades del proceso
17.8. Economía de la metalurgia de polvos
17.9. Moldeado de cerámicos
17.10. Moldeado y formado del vidrio
17.11. Técnicas para reforzar y tratar el vidrio
17.12. Consideraciones de diseño para cerámicos y vidrios
17.13. Procesamiento de superconductores

18. Moldeo y conformación de plásticos y materiales compuestos
18.1. Introducción
18.2. Extrusión
18.3. Moldeo por inyección
18.4. Moldeo por soplado
18.5. Moldeo rotativo
18.6. Termoformado
18.7. Moldeo por comprensión
18.8. Moldeo por transferencia
18.9. Colado
18.10. Formado en frío y en fase sólida
18.11. Procesamiento de elastómeros
18.12. Procesamiento de plásticos reforzados
18.13. Procesamiento de materiales compositos con matriz de metal
18.14. Procesamiento de materiales compuestos de matriz de cerámico
18.15. Consideraciones de diseño y economía para el moldeo yconformación de plásticos

19. Operaciones rápidas de construcción de prototipos
19.1. Introducción
19.2. Procesos sustractivos
19.3. Procesos aditivos
19.4. Construcción virtual del prototipo
19.5. Aplicaciones de la tecnología de prototipo rápido a la fabricación de partes reales

Parte IV: Procesos y máquinas para remoción de material
20. Fundamentos del corte
20.1. Introducción
20.2. La mecánica de la formación de virutas
20.3. Tipos de viruta producida en el corte de metales
20.4. La mecánica del corte oblicuo
20.5. Fuerzas y potencia de corte
20.6. Temperatura en el corte
20.7. Vida de las herramientas: desgaste y falla
20.8.Acabado e integridad de la superficie
20.9. Maquinabilidad

21. Materiales de herramientas y fluidos de corte
21.1. Introducción
21.2. Aceros al carbono y de media aleación
21.3. Aceros rápidos o de alta velocidad
21.4. Alecciones de cobalto fundidas
21.5. Carburos
21.6. Herramientas recubiertas
21.7. Cerámicas a base de alúmina
21.8. Nitruro de boro cúbico
21.9. Cerámicas a base de nitruro de silicio
21.10. Diamante
21.11. Materiales de herramienta reforzados con triquitas y nanocristalinos
21.12. Reacondicionamiento de herramientas de corte
21.13. Fluidos de corte

22. Procesos de maquinado para producir formas redondas
22.1. Introducción
22.2. Parámetros del cilindrado
22.3. Tornos y operaciones en el torno
22.4. Maquinado de alta velocidad, ultrapreciso y torneado duro
22.5. Maquinado de roscas
22.6. Mandrinado y mandrinadora
22.7. Taladrado y brocas
22.8. Taladros
22.9. Escariado y escariadores
22.10. Machuelado y machuelos
22.11. Consideraciones de diseño para taladro, escariado y machuelado

23. Procesos de maquinado para producir formas diversas
23.1. Introducción
23.2. Operaciones de fresado
23.3. Maquinas fresadoras
23.4. Cepillado y torneado
23.5. Brochado y brochadoras
23.6. Aserrado
23.7. Limado y acabado
23.8. Fabricación de engranes por maquinado

24. Centros de maquinado y de torneado, estructuras de máquinas herramientaza y economía del maquinado
24.1. Introducción
24.2. Centros de amainado y de torneado
24.3. Estructuras de maquinas herramientas
24.4. Vibración y traqueteo en las operaciones de maquinado
24.5. Economía del maquinado

25. Operaciones de maquinado y acabado con abrasivos
25.1. Introducción
25.2. Abrasivos
25.3. Abrasivos aglomerados (piedras abrasivas)
25.4. El proceso de rectificado
25.5. Desgaste de las piedras abrasivas
25.6. métodos y máquinas de rectificado
25.7. Fluidos de rectificado
25.8. Consideraciones de diseño para el certificado
25.9. Maquinado ultrasónico
25.10. Operaciones de acabado
25.11. Desbarbado
25.12. Economía de las operaciones de rectificado y acabado

26. Procesos avanzados de maquinado y nanofabricación
26.1. Introducción
26.2. Maquinado químico
26.3. Maquinado electroquímico
26.4. Rectificado electroquímico
26.5. Maquinado con descarga eléctrica (electroerosionadora de penetración)
26.6. Maquinado con descarga eléctrica y alambre (electroerosionadora de hilo)
26.7. Maquinado con rayo láser
26.8. Maquinado con haz de electrones y corte con arco de plasma
26.9. Maquinado con chorro de agua
26.10.Maquinado con chorro de agua
26.11. Nanofabricación
26.12. Micromaquinado
26.13. Economía de los procesos avanzados de maquinado

Parte V: Proceso y equipos para unir
27. Procesos de soldadura por fusión
27.1. Introducción
27.2. Soldadura con oxígeno y combustible gaseosos
27.3. Procesos de soldadura con arco: electrodo consumible
27.4. Electrodos
27.5. Proceso de soladura con arco: electrodo no consumible
27.6. Soldadura con termita
27.7. Soldadura con haz de electrones
27.8. Soldadura con rayo láser
27.9. Corte
27.10. Seguridad en la soldadura

28. Procesos de soldadura en estado sólido
28.1. Introducción
28.2. Soldadura en frío
28.3. Soldadura ultrasónica
28.4. Soladura por fricción
28.5. Soladura por resistencia
28.6. Soladura por explosión
28.7. Liga (soldadura) por difusión
28.8. Liga por difusión y formado súperplástico

29. La metalurgia de la soldadura, diseño de la soladura y selección del proceso
29.1. Introducción
29.2. La unión soldada
29.3. Calidad de la soldadura
29.4. Soldabilidad
29.5. Prueba de las uniones soldadas
29.6. Diseño de la soldadura y selección del proceso

30. Soladura fuerte, soldadura blanda, adhesión y procesos de sujeción mecánica
30.1. Introducción
30.2. Soladura fuerte
30.3. Soladura blanda
30.4. Unión adhesiva
30.5. Sujeción mecánica
30.6. Unión de plásticos

Parte VI: Tecnología de superficies
31. Superficies, su naturaleza, rugosidad y medición
31.1. Introducción
31.2. Estructura y propiedades de las superficies
31.3. Integridad superficial
31.4. Textura superficial
31.5. Rigurosidad superficial

32. Tribología. Fricción, desgaste y lubricación
32.1. Introducción
32.2. Fricción en los metales
32.3. Fricción en plásticos y cerámicos
32.4. Reducción de la fricción
32.5. Medición de la fricción
32.6. Desgaste
32.7. Desgaste de plásticos y cerámicos
32.8. Medición del desgaste
32.9. Lubricación
32.10. Fluidos para conformado de metales
32.11. Lubricantes sólidos
32.12. Recubrimientos de conversión
32.13. Selección del fluido para conformado de metales

33. Tratamientos, recubrimientos y limpieza de superficies
33.1. Introducción
33.2. Tratamiento mecánico de superficies y revestimientos
33.3. Endurecimiento superficial y revestimiento duro
33.4. Rociado térmico
33.5. Deposición de vapor
33.6. Implantación iónica
33.7. Revestimiento por difusión
33.8. Electrodeposición, deposición sin electricidad y electroformado
33. 9. Anodizado
33.10. Recubrimiento de conversión
33.11. Inmersión en caliente
33.12. Esmaltado de porcelana, recubrimiento cerámico y recubrimientos orgánicos
33.13. Recubrimiento de esmalte
33.14. Pintura
33.15. Texturizado superficial
33.16. Limpieza de superficies

34. Fabricación de dispositivos microeléctricos
34.1. Introducción
34.2. Semiconductores y silicio
34.3. Crecimiento de cristal y preparación de oblea (wafer)
34.4. Deposición de película
34.5. Oxidación
34.6. Litografía
34.7. Grabado (ataque)
34.8. Difusión e implantación de iones
34.9. Metalización y prueba
34.10. Fijación y empaque
34.11. Rendimiento y confiabilidad
34.12. Tarjetas de circuito impreso

Parte VII: Aspectos comunes en la manufactura
35. Metrológica e instrumentación industrial
35.1. Introducción
35.2. Patrones de medición
35.3. Instrumentos con graduación
35.4. Instrumentos de medición longitudinal comparativa
35.5. Propiedades geométrica: medición de rectitud, planicidad, redondez y perfil
35.6. Máquinas de medición por coordenadas y maquinas de trazado
35.7. Galgas
35.8. Instrumentos ópticos
35.9. Medición automatizada
35.10. Características generales y selección de los instrumentos de medición
35.11. Dimensionamiento geométrico y establecimiento de tolerancias

36. Aseguramiento, prueba e inspección de la calidad
36.1. Introducción
36.2. Calidad del producto
36.3. Aseguramiento de la calidad
36.4. Administración de localidad total
36.5. Métodos de Taguchi
36.6. las normas ISO y QS
36.7. Métodos estadísticos de control de calidad
36.8. Control estadístico del proceso
36.9. Confiabilidad
36.10. Pruebas no destructivas
36.11. Pruebas destructivas
36.12. Inspección automatizada

37. Ingeniería de factores humanos, seguridad y responsabilidad por el producto
37.1. Introducción
37.2. Ingeniería de factores humanos
37.3. Seguridad
37.4. Consideraciones ambientales
37.5. Responsabilidad por el producto
37.6. Ejemplos de demandas de responsabilidad por el producto

Parte VIII: Manufactura en ambiente competitivo
38. Automatización de los procesos de manufactura
38.1. Introducción
38.2. Automatización
38.3. Control numérico (CN)
38.4. Programación del control numérico
38.5. Control adaptable (CA)
38.6. Manejo y movimiento de materiales
38.7. Robots industriales
38.8. Tecnología de sensores
38.9. Soportes flexibles
38.10. Diseño para ensamblar. Desarmar y dar servicio

39. Sistemas de manufacturas integrados por computadoras
39.1. Introducción
39.2. Sistemas de manufacturas
39.3. Manufactura integrada por computadora (CIM, computer integrated manufacturing)
39.4. Diseño e ingeniería asistidos por computadora (CAD y Cae, en ingles)
39.5. Manufactura asistida por computadora (CAM)
39.6. Planeación de proceso asistido por computadora (CAPP, computeraided
39.7. Simulación de los procesos y sistemas de manufactura por computadora
39.8. Tecnología de grupos (TG)
39.9. Manufactura celular
39.10. Sistemas flexibles de manufactura (SFM)
39.11. Producción justo a tiempo (JIT)
39.12. Redes de comunicaciones en la manufactura
39.13. Inteligencia artificial (IA)
39.14. La fabrica del futuro

40. Aspectos competitivos de la manufactura
40.1. Introducción
40.2. Selección de materiales
40.3. Diseño del producto y cantidad de materiales
40.4. Sustitución de materiales
40.5. Selección de los procesos de manufactura
40.6. Posibilidades del proceso
40.7. Costos de manufactura
40.8. Costos de manufactura y volumen de producción
40.9. Ingeniería de valores (del valor intrísenco)
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