DEPARTAMENTO:

ING.MECANICA

INGENERIA DE LOS MATERIALES NO METALICOS

MATERIALES NO METALICOS MAS UTILIZDOS EN LA INDUSTRIA MODERNA

EQUIPO 5

ZAMANO RAMIREZ ROBERTO

URIBE VEGA LUIS GUILLERMO

PEREZ TORRES CARLOS

PERES MARTINEZ ERIK

RIVERA MARTINEZ JUAN JOSE

TINOCO LEMUS JOSE

ASESOR:

M.C. GUERRERO NAVARRETE ANGEL

CELAYA GTO 23/MARZO/2020

Introducción

A continuación, hablaremos respecto a los materiales metálicos más utilizados dentro

de la industria moderna entre las cuales se encuentra el campo de las empresas

embotelladoras, automotrices, medicina, aeroespacial. La importancia que estos

materiales que no son metálicos tienen al ser utilizados para diversos fines dentro de

cada una de estas áreas de trabajo buscando conseguir el propósito.

Objetivo

Identificar su importancia dentro de cada una de las áreas aplicadas en las industrias

actuales conocer por qué son materiales que han ganado terreno a lo largo del tiempo

sus características que brindan, Y el cómo se utilizan. En diferentes maneras y para

diferentes propósitos.

Uno de los principales materiales utilizados en la industria moderna y desde hace

mucho tiempo es el polímero como es el poliestireno que es un Polímero

termoplástico técnico, con una Resistencia mecánica media. Elevada rigidez.

Transparente, superficie brillante y buena transmisión de la luz Aislante eléctrico.

Buena resistencia química a bases, ácidos. Poca absorción de agua. No resiste la

intemperie. Arde formando un humo denso. Se puede pegar Temperaturas de Uso: -

10 a 50/70ºC

Ventajas desventajas

barato Baja resistencia al impacto

Facil de unir Brillante después de la exposición uv

decorado Tensiones mecánicas

No buena resistencia a temperaturas

Aplicaciones:

♦ Envases desechables de alimentos (envases de yogur). ♦ Equipos de aire acondicionado ♦ Dispositivos médicos ♦ Vidrios/envases de bebidas desechables ♦ Productos que reemplazan a la madera

Otro material de este tipo de polímeros es:

El polietileno (PE) es un óptimo aislante eléctrico. Su empleo va desde los domésticos

a los juguetes, al revestimiento de cables, botellas, a películas de embalaje, a las

sierras para de uso agrícola a las tuberías.

El polietileno ha encontrado amplia aceptación en virtud de su buena resistencia

química, falta de olor, no toxicidad, poca permeabilidad para el vapor de agua,

excelentes propiedades eléctricas y ligereza de peso.

Las primeras aplicaciones del polietileno se basaron en sus excelentes propiedades

eléctricas, y hasta el año 1945 su uso como aislante en los cables submarinos y otras

formas de recubrimiento de conductores absorbió la mayor parte del material

fabricado.

Cables

Como aislante para los cables submarinos. En esta aplicación, la escasa permitividad

y la resistencia al agua son de especial utilidad. En 1940, era usado como aislante en

los cables de alta frecuencia usados especialmente en las instalaciones de radar, y

en este caso es el factor de potencia el que tiene la máxima importancia. Muchos

otros tipos de cables para usos militares y civiles han empleado también el PE como

aislante. Más recientemente, una salida importante para el PE se ha encontrado en

la construcción de cables en los cuales el polímero se usa no como aislante eléctrico,

sino como envoltura exterior. En este caso puede considerarse como sustitutivo del

plomo.

Envases, vasijas y tubos

El PE se usa muchos en forma de botellas, vasos y otros recipientes, tanto en la

industria para la manipulación de materias corrosivas como en el hogar para diversos

líquidos. En esas aplicaciones, las principales ventajas son la inercia, el poco peso y

menor probabilidad de que se rompa, comparado al vidrio. El PE se utiliza en frascos

lavadores de laboratorio y en frascos para la pulverización de cosméticos. El PE se

usa mucho para cierres de diversos tipos.

Película

La película de polietileno en un espesor de 0,025-0,250 mm absorbe una proporción

elevada de la producción total de polietileno. Su uso se basó originalmente en su

combinación de buenas propiedades mecánicas con una baja permeabilidad al vapor

de agua, y por ello sirve para empaquetar productos alimenticios, aplicación en la cual

su flexibilidad a baja temperatura hace satisfactorio su uso en los refrigeradores.

También sirve para la protección de objetos metálicos, equipo eléctrico, piezas

grandes de maquinaria y vehículos, para evitar su deterioro a consecuencia de la

humedad. Se pueden usar también para empaquetar ciertos productos alimenticios,

y en este caso la transparencia, la tenacidad y la resistencia al desgarramiento son

las cualidades importantes. La película de PE puede convertirse fácilmente en bolsas

en maquinaria automática, uniendo las secciones por medio del calor. Los adhesivos

para el PE no dan resultado. La película de PE puede imprimirse satisfactoriamente.

aplicación de polímeros en el campo de la medicina

Desde que se empleara el polimetil metacrilato para reparar daños en la córnea de

soldados alemanes durante la II Guerra Mundial, se comprobó el potencial de los

polímeros en usos en implantes y todo tipo de cirugías invasivas.

Por otro lado, son de uso habitual también las mallas quirúrgicas, basadas en

polímeros altamente inertes y de baja fricción como el PP, PTFE que poco a poco

están siendo sustituidas por las mallas de polifluoruro de vinilideno (PVDF) debido a

una respuesta de rechazo inferior.

Finalmente, cabe destacar toda una serie de aplicaciones quirúrgicas implantadas

desde hace años, aunque no por ello menos importantes. Estas aplicaciones médicas

no son otras que el uso de polietilenos de ultra alta densidad (UHMWDPE) en las

prótesis de cadera, o los cementos óseos basados en polímeros acrílicos empleados

en su implantación, así como los stents fabricados con poliésteres biodegradables o

válvulas cardíacas basadas en TPU. Tampoco se pueden pasar por alto las

contribuciones al sector oftálmico y dental donde los polímeros acrílicos han

revolucionado la manera de entender ambas industrias.

Entre otros polímeros se encuentra el PLA Y ABS

Son filamentos termoplásticos biodegradables estos se usan mientras estén calientes

para obtener la forma deseada y después se enfría para mantener la forma final por

siempre o un tiempo muy largo

material PLA ABS

Temp. de impresión 180-230 °c 210-250 °c

Temp. de cama caliente 20-60 °c 80-110 °c

Cama caliente facultativa obligatoria

Caja cerrada facultativa recomendado

Obstruye el cabezal aveces nunca

Adherencia de la prime capa

Problemas menores Problemas menores

humo Poco a nada Nefasto e intenso

Absorbe humedad si Si

como sustancia puramente amorfa, el filamento ABS no tiene una temperatura de

fusión exacta, pero siempre pasa a estado líquido mucho antes de alcanzar la

temperatura de impresión recomendada.

Cerámicas Se utiliza para la fabricación de ladrillos para la construcción, tuberías de

desagüe, tejas de drenaje, tejas de cubierta, y como material de solado. Productos de

cerámica fina como la porcelana eléctrica, porcelana china y artículos sanitarios se

forman con estos mismos componentes, aunque con un control importante en su

composición.

Industria automotriz

En las últimas décadas se han realizado distintas investigaciones que han llevado a

grandes avances en la industria automotriz gracias a las propiedades de estos

materiales, estas propiedades en algunos casos superas a los aceros y aleaciones,

obtenidas por la pureza y procesos de fabricación.

Unos ejemplos de la aplicación en este sector son en la carrocería y chasis, las

carrocerías son más ligeras y resistentes, se han creado chasis de aluminio más ligero

y resistentes que los de acero.

Al igual en el sistema de frenos ABS, contiene sensores de piezas cerámicas, vidrio

templado, recubrimiento para pintura, válvulas cerámicas, discos de freno(c-sic)

Estos discos son utilizados en autos de hasta 600HP, vehículos deportivos existe un

equilibrio de confort y eficiencia y tienen gran durabilidad

Cerámicos en la odontología

La estética tiene por objetivo estudiar y determinar la esencia de la belleza. En la

odontología, la perspectiva de la estética ha hecho que los materiales empleados

evolucionen para cubrir las necesidades del paciente; se han elaborado materiales

para restauraciones con características similares a los órganos dentarios naturales.

Las técnicas innovadoras de rehabilitación dental, tales como las cerámicas han sido

empleadas durante muchos años ya que presenta características similares de un

diente natural, se confeccionaron como antecedente las coronas de metal y

recubrimiento de cerámica, aunque estas restauraciones han tenido buenos

resultados, el metal impide el paso de la luz y la refleja, actualmente hay cerámicas

con características similares a las de los dientes naturales que permiten el paso de la

luz, como la alúmina y la zirconia.

Estos materiales cerámicos tienen características semejantes de los dientes

naturales, como:

▪ Valor matriz Iridiscencia reflexión de la luz ▪ Croma traslucidez coeficiente de expansión térmica ▪ Brillo transparencia mayor resistencia a la abrasión

▪ Opacidad opalescencia mayor biocompatibilidad.

Las cerámicas dentales deben tener propiedades similares a los dientes naturales

como son:

Propiedades ópticas Brillo o luminosidad.- es lo que distingue los colores claros de

los oscuros es definir cuanta luz refleja o absorbe un objeto.

• Matiz. -cualidad por la que distinguimos un color familiar a otro.

• Croma. -cantidad o saturación del pigmento.

• Traslucidez. -propiedad que permite parcialmente el paso de luz.

• Brillo. -característica de la superficie del material que refleja la luz.

• Trasparencia. - Paso de luz a través de ella.

• Opacidad.- dispersión de la luz.

Composición Cerámicas feldespáticas. Cerámica reforzada con alúmina al 50%.

Cerámica reforzada con leucita.

Vitrocerámicas de disilicato de litio. Cerámicas Infiltradas por vidrio. Cerámicas

aluminosas.

Cerámica aluminizada al 97 % e infiltrada de vidrio. Cerámicas con contenido de

alúmina y magnesio e infiltrada de vidrio. Cerámica de óxido de aluminio-zirconia.

Cerámicas con contenido de alúmina y zirconia e infiltrada de vidrio. Cerámicas de

alto contenido de Alúmina Cerámicas aluminada al 99.5%.

Materiales compuestos en la aeronáutica

La necesidad de incrementar la eficiencia en la utilización del combustible y mejorar

el desempeño aerodinámico de nuevos aviones está llevando a los diseñadores a

buscar alternativas diferentes del uso de aluminio en el armazón de la aeronave.

Un hecho importante es el siguiente:

En vez de emplear ese metal, la última generación de aviones, como el Dreamliner

787 de Boeing y el Airbus A350, utilizan en su composición livianas fibras de carbono,

que son tejidos de ese químico recubiertos de plástico.

El aspecto fundamental que caracteriza a este elemento es que es increíblemente

fuerte para el peso que tiene.

"Las fibras de carbono están mezcladas en una matriz, que suele ser un tipo de

plástico suave, pero si se le añade la fibra de carbono, adquiere su fortaleza".

la gran ventaja de usar fibras de carbono en vez de metal tradicional es que le da a

los diseñadores muchísima más libertad al tratar de satisfacer las exigencias –en

conflicto- de eficiencia aerodinámica, ahorro en el combustible y reducción en el ruido

de los motores.

Estos cambios podrían incluir diseños de fusión, en los que las alas se combinan con

el fuselaje, como ocurre con algunos aviones militares que existen en la actualidad.

Los materiales más duraderos y ligeros que el hombre ha escogido para construir

naves espaciales hasta la actualidad son: las aleaciones de titanio,aluminio y

magnesio. Se cree que en el futuro se usarán combinaciones de plásticos y materiales

híbridos para reducir el peso de las naves y hacer menos costoso todo el proceso de

lanzamiento.

Por otra parte, ya se ha venido usando la fibra de carbón para sustituir algunos de los

componentes de las naves espaciales, con la excepción del casco externo, pues tanto

las altas temperaturas como la presión solo han podido enfrentarse con la aleación

de titanio y aluminio, y otros metales ligeros.

El aluminio y titanio son utilizados para el caso del casco exterior de las naves ya que

este compuesto de ambos elementos forma una alta resistemcia a grandes

temperaturas y presión.

Los trasformadores de estas naves están cubiertos por vadosas de material cerámico

una forma de ver como se compone el exterior de una nave es la siguiente.

Otras aplicaciones que tienen estos materiales compuestos son en los chalecos antibalas

Los chalecos antibalas están hechos de un material llamado kevlar. Se trata de un

plástico o polímero que fue descubierto en 1965 y que se caracteriza por ser más

fuerte que el acero, pero a la vez más elástico que otro material como la fibra de

carbono. Estas propiedades le permiten resistir muy bien el fuego, además de

absorber el impacto de las balas y las esquirlas. También estos chalecos también

pueden incluir una serie de placas metálicas o cerámicas para ayudar a proteger a su

portador de los proyectiles de fusil.

Materiales no metálicos en la nanotecnología

El Centro de Investigación en Química Aplicada ha desarrollado nanotecnología

patentada basada en polímeros y nanopartículas para ayudar a diferentes

industrias, entre ellas la textil con aplicación en el sector médico.

¿Cómo funciona? Una partícula antimicrobiana tiene la propiedad de inhibir la

propagación de hongos y bacterias. Estas se incorporan a un polímero mediante

extrusión. Ya en estado líquido, la mezcla pasa por un proceso en donde se

dispersan los materiales de manera eficiente. Los pelets obtenidos del nano

concentrado optimizado, entran junto a otro polímero en una máquina que forma

fibras con los dos componentes, las cuales se utilizan para la fabricación del hilo o la

tela no tejida. El equipo de investigación tiene tal control del proceso, que puede

determinar en dónde colocar el nano concentrado dentro de cada fibra para

eficientar el uso de los materiales y reducir los costos. Si bien las telas

antimicrobianas ya existen en el mercado, la mayoría de éstas pierden su

característica en cada lavada porque sólo tienen recubrimientos. Con el proceso de

fabricación desarrollado en el CIQA, se puede colocar el material al interior de la

fibra, lo que prolonga su efectividad durante la vida útil de la prenda. Además, no

incluye ingredientes tóxicos. Tanto el nano concentrado como el proceso de

fabricación de textiles para uso en hospitales, fue concebido en el Centro de

Investigación de Química Aplicada, ubicado al noroeste de México en la ciudad de

Saltillo, Coahuila.

CONCLUSIÓN

Los materiales no metálicos tienen una gran importancia dentro de diferentes ámbitos

de la industria moderna se han ido adueñando de gran parte de territorio estos

materiales son baratos y duraderos y con propiedades que los hacen muy útiles

dentro del ámbito laboral es un sinfín de opciones en las que estos pueden ser

utilizados. ¿En un futuro el plástico podrá llegar a sustituir algunos aceros? Quien

sabe, pero lo que sí sabemos es que algunos de estos materiales no metálicos tienen

mayor resistencia y capacidades que muchas aleaciones y aceros.

REFERENCIAS

http://ocw.uc3m.es/ciencia-e-oin/tecnologia-de-materiales-industriales/bloque-

vi/Tema20-metodos_procesado_polimeros.pdf

https://www.interempresas.net/Plastico/Articulos/220050-Polimeros-en-medicina-

aplicaciones-actuales-y-tendencias-futuras.html

https://all3dp.com/es/1/pla-vs-abs-comparacion-impresion-3d/

https://prezi.com/bsx27netixuh/aplicaciones-de-materiales-ceramicos-en-la-industria-

automot/

http://www.ecorfan.org/bolivia/researchjournals/Sistemas_Experimentales/vol3num6/

Revista_Sistemas_Experimentales_V3_N6_2.pdf

http://www.hospitalmontesinai.org/consejos-de-los-doctores/87-restauraciones-

ceramicas-para-cavidades-en-piezas-dentarias-afectadas

https://www.bbc.com/mundo/noticias/2014/01/140129_tecnologia_aviones_fibra_car

bono

https://www.vix.com/es/btg/curiosidades/3594/como-se-lanza-un-

satelite?utm_source=next_article