El objetivo del autor es tratar a la manufactura con un enfoque que es más
moderno
y
cuantitativo
que el de los libros de manufactura de otros autores. La afirmación de que es“moderno” se basa en que 1) cubre en forma más balanceada los materiales básicos de laingeniería (metales, cerámicas, polímeros y materiales compuestos); 2) incluye procesos demanufactura desarrollados recientemente, además de los tradicionales que se han emplea-do y perfeccionado durante muchos años, y 3) su cobertura más completa de tecnologías demanufactura electrónica. Los libros de texto de otros autores tienden a hacer énfasis en losmetales y su procesamiento, sin tomar mucho en cuenta los demás materiales de uso enla ingeniería cuyas aplicaciones y métodos de aprovechamiento han crecido en forma sig-nificativa en las últimas décadas. Por ejemplo, el volumen de polímeros que se comercianen el mundo de hoy, excede el de los metales procesados. Asimismo, otros libros cubrenmínimamente la manufactura electrónica y sin embargo, la importancia comercial de losproductos electrónicos y sus industrias asociadas se ha incrementado de manera sustancialdurante las décadas más recientes.La afirmación de que el libro es más “cuantitativo” que otros libros de texto de ma-nufactura se basa en su énfasis en la ciencia de la manufactura y el gran uso que hacede ecuaciones y problemas cuantitativos (al final de cada capítulo). En el caso de ciertosprocesos, fue el primer libro de procesos de manufactura que les dio un tratamiento cuan-titativo de ingeniería.

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Contenido
11.6 Los metales para fundición 24011.7 Consideraciones sobre el diseño del producto 242
12 TRABAJO DEL VIDRIO 247
12.1 Preparación y fundición de las materias primas 24712.2 Los procesos de conformación en el trabajo delvidrio 24812.3 Tratamiento térmico y acabado 25412.4 Consideraciones sobre el diseño del producto 255
13 PROCESOS DE CONFORMADO PARAPLÁSTICOS 257
13.1 Propiedades de los polímeros fundidos 25913.2 Extrusión 26113.3 Producción de hojas y película 27113.4 Producción de fibras y filamentos (hilado ohilandería) 27313.5 Procesos de recubrimiento 27513.6 Moldeo por inyección 27513.7 Moldeo por compresión y transferencia 28613.8 Moldeo por soplado y moldeo rotacional 28813.9 Termoformado 29313.10 Fundición 29713.11 Procesamiento y formado de espumade polímero 29813.12 Consideraciones sobre el diseño del producto 300
14 TECNOLOGÍA DE PROCESAMIENTO DELCAUCHO (HULE) 307
14.1 Procesamiento y formado del caucho 30714.2 Manufactura de llantas y otros productos de caucho 31314.3 Consideraciones sobre el diseño del producto 316
15 PROCESOS DE FORMADO PARA MATERIALESCOMPUESTOS CON MATRIZ POLIMÉRICA 319
15.1 Materias primas para materiales compuestos con matrizpolimérica (PMC) 32115.2 Procesos con molde abierto 32415.3 Procesos con molde cerrado 32715.4 Bobinado de filamentos 33015.5 Procesos de pultrusión 33215.6 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 34016.2 Producción de polvos metálicos 34316.3 Prensado convencional y sinterizado 34516.4 Alternativas de prensado y técnicas desinterizado 35116.5 Materiales y productos para metalurgia de polvos 35416.6 Consideraciones de diseño en metalurgia de polvos 355
17 PROCESAMIENTO DE CERÁMICAS YCERMETS 362
17.1 Procesamiento de cerámicas tradicionales 36317.2 Procesamiento de cerámicas nuevas 37017.3 Procesamiento de cermets 37317.4 Consideraciones para el diseño de productos 375
Parte V Formado de metal y trabajo de láminasmetálicas 378
18 FUNDAMENTOS DEL FORMADO DEMETALES 378
18.1 Panorama del formado de metales 37818.2 Comportamiento del material en el formado demetales 38118.3 Temperatura en el formado de metales 38218.4 Sensibilidad a la velocidad de deformación 38418.5 Fricción y lubricación en el formado de metales 386
19 PROCESOS DE DEFORMACIÓN VOLUMÉTRICAEN EL TRABAJO DE METALES 390
19.1 Laminado 39119.2 Otros procesos de deformación relacionados con ellaminado 39819.3 Forjado 40019.4 Otros procesos de deformación relacionados con elforjado 41219.5 Extrusión 41619.6 Estirado de alambres y barras 427
20 TRABAJADO METÁLICO DE LÁMINAS 440
20.1 Operaciones de corte 44120.2 Operaciones de doblado 44820.3 Embutido 45220.4 Otras operaciones de formado de láminas metálicas 45920.5 Troqueles y prensas para procesos con láminasmetálicas 46220.6 Operaciones con láminas metálicas no realizadas enprensas 46920.7 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 delmaquinado 48321.2 Teoría de la formación de viruta en el maquinado demetales 48621.3 Relaciones de fuerza y la ecuación de Merchant 49021.4 Relaciones entre potencia y energía en elmaquinado 49521.5 Temperatura de corte 498

Contenido
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22 OPERACIONES DE MAQUINADO Y MÁQUINASHERRAMIENTA 505
22.1 Torneado y operaciones afines 50822.2 Taladrado y operaciones afines 51822.3 Fresado 52222.4 Centros de maquinado y centros de torneado 52922.5 Otras operaciones de maquinado 53122.6 Maquinado de alta velocidad 536
23 TECNOLOGÍA DE LAS HERRAMIENTAS DECORTE 542
23.1 Vida de las herramientas 54323.2 Materiales para herramientas 54923.3 Configuración geométrica de las herramientas 55823.4 Fluidos para corte 566
24 CONSIDERACIONES ECONÓMICAS YPARA EL DISEÑO DEL PRODUCTO ENMAQUINADO 574
24.1 Maquinabilidad 57424.2 Tolerancias y acabado superficial 57724.3 Selección de las condiciones de corte 58124.4 Consideraciones para el diseño del productoen maquinado 587
25 ESMERILADO Y OTROS PROCESOSABRASIVOS 594
25.1 Esmerilado 59525.2 Procesos abrasivos relacionados 612
26 PROCESO DE MAQUINADO NO TRADICIONALY DE CORTE TÉRMICO 618
26.1 Procesos de energía mecánica 61926.2 Procesos de maquinado electroquímico 62326.3 Procesos de energía térmica 62726.4 Maquinado químico 63526.5 Consideraciones para la aplicación 641
Parte VII Operaciones para la mejora de propiedadesy el procesamiento superficial 647
27 TRATAMIENTO TÉRMICO DE METALES 647
27.1 Recocido 64827.2 Formación de martensita en el acero 64827.3 Endurecimiento por precipitación 65227.4 Endurecimiento superficial 65427.5 Métodos e instalaciones para el tratamiento térmico 655
28 LIMPIEZA Y TRATAMIENTOS SUPERFICIALES 660
28.1 Limpieza química 66028.2 Limpieza mecánica y preparaciónsuperficial 66328.3 Difusión e implantación iónica 665
29 PROCESOS DE RECUBRIMIENTO YDEPOSICIÓN 669
29.1 Chapeado y procesos relacionados 67029.2 Recubrimientos por conversión 67429.3 Deposición física de vapor 67529.4 Deposición química de vapor 67829.5 Recubrimientos orgánicos 68129.6 Esmaltado en porcelana y otros recubrimientoscerámicos 68329.7 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 69130.2 Unión soldada 69330.3 Física de la soldadura 69630.4 Características de una junta soldadapor fusión 699
31 PROCESOS DE SOLDADURA 705
31.1 Soldadura con arco 70631.2 Soldadura por resistencia 71631.3 Soldadura con oxígeno y gas combustible 72331.4 Otros procesos de soldadura por fusión 72631.5 Soldadura de estado sólido 72931.6 Calidad de la soldadura 73431.7 Soldabilidad 739
32 SOLDADURA DURA, SOLDADURA SUAVE YPEGADO ADHESIVO 745
32.1 Soldadura dura 74632.2 Soldadura suave 75132.3 Pegado adhesivo 755
33 ENSAMBLE MECÁNICO 763
33.1 Sujetadores roscados 76433.2 Remaches y ojillos 77033.3 Métodos de ensamble basados en ajustespor interferencia 77233.4 Otros métodos de sujeción mecánica 77533.5 Insertos en moldeado y sujetadoresintegrales 77633.6 Diseño para ensambles 778
Parte IX Procesamiento especial ytecnologías de ensamble 784
34 CREACIÓN RÁPIDA DE PROTOTIPOS 784
34.1 Fundamentos de la creación rápida de prototipos 78534.2 Tecnologías para la creación rápida de prototipos 78634.3 Aspectos de aplicación en la creación rápidade prototipos 794


xii
Contenido
35 PROCESAMIENTO DE CIRCUITOSINTEGRADOS 798
35.1 Panorama del procesamiento de CI 79935.2 Procesamiento del silicio 80335.3 Litografía 80735.4 Procesos de formación de capas en la fabricacióndeCI 81135.5 Integración de los pasos de fabricación 81835.6 Encapsulado de CI 82035.7 Rendimientos en el procesamiento de CI 825
36 ENSAMBLE Y ENCAPSULADO DE DISPOSITIVOSELECTRÓNICOS 830
36.1 Encapsulado de dispositivos electrónicos 83036.2 Tableros de circuitos impresos 83236.3 Ensamble de tableros de circuitos impresos 84136.4 Tecnología de montaje superficial 84536.5 Tecnología de conectores eléctricos 850
37 TECNOLOGÍAS DE MICROFABRICACIÓN 855
37.1 Productos de microsistemas 85537.2 Procesos de microfabricación 861
38 TECNOLOGÍAS DE NANOFABRICACIÓN 870
38.1 Introducción a la nanotecnología 87238.2 Procesos de nanofabricación 87738.3 La national nanotechnology initiative 884
Parte X Sistemas de manufactura 887
39 CONTROL NUMÉRICO Y ROBÓTICAINDUSTRIAL 887
39.1 Control numérico 88839.2 Robótica industrial 900
40 TECNOLOGÍA DE GRUPOS Y SISTEMASFLEXIBLES DE MANUFACTURA 910
40.1 Tecnología de grupos 91040.2 Sistemas flexibles de manufactura 915
41 LÍNEAS DE PRODUCCIÓN 922
41.1 Fundamentos de las líneas de producción 92241.2 Líneas de ensamble manual 92641.3 Líneas de producción automatizadas 930
Parte XI Sistemas de apoyo a la manufactura 937
42 INGENIERÍA DE MANUFACTURA 937
42.1 Planeación de procesos 93842.2 Solución de problemas y mejora continua 94642.3 Ingeniería concurrente y diseño para lamanufacturabilidad 946
43 PLANEACIÓN Y CONTROL DELA PRODUCCIÓN 953
43.1 Planeación agregada y el programa maestrode producción 95543.2 Control de inventarios 95643.3 Planeación de requerimientos de materialesy de capacidad 96043.4 Producción justo a tiempo y ajustada 96443.5 Control de piso del taller 967
44 CONTROL DE CALIDAD 972
44.1 ¿Que es la calidad? 97244.2 Capacidad del proceso 97344.3 Tolerancia estadística 97444.4 Métodos de Taguchi 97744.5 Control estadístico de procesos 980
45 MEDICIÓN E INSPECCIÓN 989
45.1 Metrología 99045.2 Principios de inspección 99345.3 Instrumentos de medición y calibradoresconvencionales 99545.4 Mediciones de superficies 100245.5 Tecnologías avanzadas de medicióne inspección 1004
ÍNDICE 1015

Fundamentos de manufactura moderna: materiales, procesos y sistemas
está diseñadopara un primer curso, o una serie de dos, de la materia de manufactura en los primeros añosde los planes de estudio de las carreras de ingeniería mecánica, industrial y de manufactura.Dada su cobertura a los materiales de la ingeniería, también es apropiado para los cursosde ciencia e ingeniería de materiales que hacen énfasis en el procesamiento de materiales.Por último, es apropiado para programas de tecnología relacionados con las especialidadesmencionadas de la ingeniería. La mayor parte del contenido del libro se relaciona con losprocesos de manufactura (alrededor de 65% del texto), pero también da cobertura signifi-cativa a los materiales y sistemas de producción de la ingeniería. Los materiales, procesosy sistemas son los fundamentos básicos con los que se estructura la manufactura moderna,y en el libro se estudian esos tres grandes temas