Selección de materiales en la fase de diseño

Los materiales disponibles en ingeniería son muchos y muy diversos. Se distinguen fundamentalmente por su composición química, su estado (sólido, líquido o gas) y su estructura interna.

En este caso nos centraremos en los sólidos por ser los más empleados en el diseño de máquinas y componentes, debido sobre todo a su capacidad para desempeñar funciones estructurales.

La selección de los materiales para las distintas piezas o componentes es una parte fundamental y el éxito de nuestro diseño va a depender en gran medida de realizarla correctamente.

A continuación listaremos y detallaremos brevemente los principales factores a tener en cuenta:

– Función y ciclo de vida del componente: Lo primero a tener en cuenta es que el material debe responder a las exigencias a las que la pieza va a estar sometida. Debemos atender a sus características físicas y propiedades:

  • Densidad: relación entre la masa y el volumen del material, fundamental porque nos definirá entre otros aspectos el peso.
  • Propiedades mecánicas: comportamiento del material frente a agentes externos (elasticidad, plasticidad, maleabilidad, ductilidad, dureza, tenacidad y fragilidad)
  • Propiedades térmicas: determinan el comportamiento de los materiales frente al calor o temperatura ambiente (calor especifico, dilatación térmica, capacidad calorífica, conducción térmica, temperaturas especificas…)
  • Propiedades eléctricas: comportamiento al pasar por él la corriente eléctrica (conductividad, resistividad, propiedades magnéticas, propiedades dieléctricas…)
  • Propiedades ópticas: son las que se ponen de manifiesto al incidir sobre ellos la luz (transmisividad, absortividad, reflectividad…)

 

Procesos de fabricación y/o conformación: Es importante tener en cuenta los procesos mediante los cuales vamos a trabajar el material de partida. Aunque inicialmente reúna las propiedades requeridas debemos prestar atención a que tras estos procesos pueden sufrir variaciones que las mermen o potencien. También debemos elegir un material para el cual los medios de transformación estén a nuestro alcance y tengan unos costes razonables.

Coste y suministro: Será fundamental tener en cuenta que el material escogido se adapte a nuestro presupuesto y que las condiciones de suministro nos sean favorables. Podemos encontrarnos con materiales equivalentes y debemos valorar entonces la mejor relación calidad-precio y asegurarnos además de que vamos a conseguir el material dentro del plazo necesario.

Acabados y otros aspectos sensoriales: El acabado que queramos dar al producto o máquina condicionará también la elección del material. Si cabe, este factor será menos determinante que los anteriores pero cada día es mayor la importancia que se otorga a la percepción por parte del usuario. Encontraremos materiales con colores y texturas más o menos atractivas, con mayor o menor facilidad de realizarle operaciones de acabado, posibilidad de acabados pintados o lacados, mayor o menor sensación de solidez, mejor o peor tacto, etc.

Reciclaje e impacto ambiental: Quizás el condicionante que más peso está ganando actualmente. La sensibilidad medioambiental tanto de las personas como de las empresas va en aumento y es por ello que se procuran materiales con menor impacto ambiental tanto en su obtención como en su transformación y se priorizan aquellos que generan menos residuos y que pueden ser reciclados al final de su vida útil.

Desde Probotec queremos aportar nuestro grano de arena para alcanzar una industria y un mundo más sostenible y para ello contamos con la certificación ISO 14001 cuyo objetivo es controlar los aspectos ambientales, reducir impactos y asegurar el cumplimiento legal en materias de Medio Ambiente. Hemos elaborado procedimientos de gestión medioambiental para todos los residuos generados directa o indirectamente y exigimos a todos nuestros proveedores una correcta gestión de los mismos.

 

 

– Otros condicionantes posibles: Como cada proyecto es un mundo pueden surgir diferentes condicionantes a mayores de los anteriores. Un par de ejemplos pueden ser el grado de innovación (en función de la posibilidad de investigar y experimentar con nuevos materiales) o el ambiente de trabajo de la máquina (diferentes grados de humedad o salinidad y exposición a temperaturas extremas).

Alfredo Blanco Veiga, Departamento de Diseño Mecánico PROBOTEC.