ACA FUNDAMENTOS DE MATERIALES

ACA FUNDAMENTOS DE MATERIALES Y EQUIPOS Marcelo Torres Arango INTEGRANTES: Marcelo Gonzalez Bernal German Alexander Josa Botina Natalia Mosquera Avendaño FUNDAMENTOS DE MATERIALES Y EQUIPOS FICHA:56692 Universidad Corporación Unificada Nacional De Educación Superior Bogotá D.C 2025.

TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCIÓN..................................................................................................................... 2 1. PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DE LOS MATERIALES................................3 2. ESTRUCTURA DE LOS MATERIALES.............................................................................4 3. SELECCIÓN DE MATERIALES EN INGENIERÍA........................................................... 5 4. COMPORTAMIENTO DE LOS MATERIALES Y SUS APLICACIONES........................6 5. EQUIPOS INDUSTRIALES Y SU FUNCIONAMIENTO.................................................. 7 6. IMPACTO AMBIENTAL Y SOSTENIBILIDAD DE MATERIALES Y EQUIPOS.......... 7 7. TENDENCIAS EN MATERIALES Y EQUIPOS INDUSTRIALES................................... 8 8. INNOVACIONES TECNOLÓGICAS Y SU IMPACTO EN LA INDUSTRIA 4.0.............9 9. CONCLUSIONES................................................................................................................. 9 10. REFERENCIAS.................................................................................................................10.

INTRODUCCIÓN La seguridad vial es un aspecto fundamental en la movilidad moderna, especialmente en el uso de motocicletas, donde el conductor se encuentra altamente expuesto ante cualquier incidente. En este contexto, el casco de seguridad se constituye como el principal elemento de protección personal, ya que su función es reducir de manera significativa el riesgo de lesiones graves en la cabeza durante un accidente. Por esta razón, el estudio de los materiales, componentes y sistemas de protección que conforman un casco resulta esencial para comprender su desempeño y nivel de seguridad. El presente proyecto investigativo se centra en el análisis del casco SHAFT SHPRO-610DV, un casco integral de uso frecuente en entornos urbanos y de carretera. Este objeto de estudio será investigado desde su composición física y química, con el fin de comprender las propiedades de los materiales que lo conforman y la manera en que estas características influyen en su resistencia, durabilidad y capacidad de absorción de impactos. El casco está constituido por materiales como termoplástico ABS, espuma de poliestireno expandido (EPS), visores de policarbonato y un sistema de cierre tipo Doble D, cada uno con funciones específicas dentro del conjunto de protección. La elección del casco SHAFT SHPRO-610DV como objeto de investigación se justifica por su amplia disponibilidad en el mercado, su uso común entre motociclistas y el cumplimiento de normas de seguridad vigentes. Además, su estructura combina materiales metálicos y poliméricos, lo que permite analizar tanto sus propiedades físicas (resistencia, elasticidad y absorción de energía) como sus características químicas (composición molecular, estabilidad y comportamiento frente a factores externos). Este análisis aporta una visión integral sobre cómo la ciencia de los materiales se aplica en la fabricación de equipos.

de protección personal. Con este proyecto se busca analizar de manera detallada la composición del casco SHAFT SHPRO-610DV, destacando la importancia del uso de materiales adecuados en el diseño de elementos de seguridad y fomentando una mayor conciencia sobre la protección del motociclista y la prevención de riesgos..

1. PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DE LOS MATERIALES Las propiedades físicas y mecánicas de los materiales son fundamentales ya que determinan el comportamiento de los materiales frente a diferentes condiciones de uso. Estas propiedades permiten evaluar si un material es adecuado para la aplicación o tarea especifica, especialmente en productos donde la seguridad y la resistencia son factores críticos, como en los cascos para motocicleta. Materiales Principales: 1. Coraza externa: Fabricada en termoplástico ABS (Acrilonitrilo Butadieno Estireno) de alta resistencia. Este material se caracteriza por su buena capacidad para distribuir la energía del impacto, resistencia a golpes y durabilidad, manteniendo un peso relativamente bajo. 2. Forro interior de absorción de impactos (Liner): Elaborado en espuma de poliestireno expandido (EPS) de alta densidad, diseñada para absorber la energía generada durante un impacto y reducir la aceleración transmitida a la cabeza del usuario, cumpliendo con la normativa ECE R22-06 3.Acolchado interior (tapizado): Compuesto por espumas de confort recubiertas con textiles sintéticos (principalmente poliéster). Es hipoalergénico, desmontable y lavable, lo que mejora la higiene, el ajuste ergonómico y la comodidad durante trayectos largos. 4. Visor principal:.

Fabricado en policarbonato endurecido, material resistente a impactos, con tratamiento anti-rayaduras (anti-scratch) y protección contra rayos UV, garantizando una visión clara y segura. 5.Visor solar interno: Construido también en policarbonato, con tonalidad oscura para reducir el deslumbramiento solar. Se acciona mediante un mecanismo interno tipo guaya, permitiendo su uso sin retirar el visor principal 6.Sistema antiempañante: El casco está preparado para lámina Pinlock, la cual se fabrica en material plástico flexible que crea una cámara de aire entre el visor y la lámina, reduciendo la condensación y el empañamiento. 7.Sistema de ventilación: Compuesto por entradas y salidas de aire en plástico ABS, junto con canales internos moldeados en el EPS, permitiendo la circulación del aire y mejorando el confort térmico del usuario. 8.Sistema de retención (cierre): Utiliza un sistema Doble-D, fabricado con anillos metálicos de alta resistencia y correas textiles reforzadas, considerado uno de los sistemas más seguros para cascos de motocicleta..

2. ESTRUCTURA DE LOS MATERIALES Mecanismos de Cierre: El mecanismo de cierre se compone de varias pizas: metálico/plástico de cierre Doble D y piezas plásticas Componentes principales del cierre y mecanismos 1. Anillas en D (Double D Rings), Dos anillas metálicas en forma de “D” unidas al extremo de una de las correas del casco. Son el elemento clave de retención: pasas la otra correa a través de ellas para ajustar el casco. Material: normalmente metal (acero o aleación metálica resistente) por su durabilidad y seguridad. 2. Correas de la barbilla, tiras fuertes de fibra sintética (generalmente de nylon de alta resistencia) que conectan el casco con el sistema de cierre. Una tira tiene las anillas, y la otra se entrelaza para ajustar la tensión. Material: nylon u otro tejido sintético resistente a la tracción 3. Lengüeta o tope de fijación Una pieza que permite bloquear el extremo de la correa después de ajustar, evitando que se suelte o se mueva por el viento. Suele ser una pieza plástica rígida con textura para mantener la correa en su lugar. En algunos cascos hay un botón o lengüeta de fácil acceso para liberar la correa. 4. Puntos de anclaje y remaches, las correas están fijadas a la calota interior del casco mediante tornillos, remaches o anclajes metálicos/plásticos, asegurando que no se desprendan con tirones fuertes. Parte de la estructura interna que mantiene todo el sistema unido.

3. SELECCIÓN DE MATERIALES EN INGENIERÍA La selección de materiales en ingeniería es un proceso fundamental en el diseño y fabricación de productos industriales, ya que de esta decisión dependen factores como la seguridad, la funcionalidad, la durabilidad y el costo del producto. En el caso de los cascos para motocicleta, la elección de los materiales debe cumplir estrictamente con normas de seguridad, además la selección de materiales es fundamental porque el objetivo principal es proteger la cabeza del usuario en caso de un accidente y a su vez un precio razonable para el usuario. Uno de los criterios principales en la selección de materiales es la resistencia al impacto en el momento de un accidente, debido a que el casco debe proteger la cabeza frente a choques de alta energía. Por esta razón, en la fabricación del casco SHAFT SHPRO-610DV se utiliza plástico termoplástico ABS para la parte exterior (carcasa) exterior, se selecciona este material ya que este presenta una buena relación entre resistencia mecánica, rigidez y capacidad ante golpes. Además, el ABS es ampliamente empleado en la industria por su facilidad de moldeo y bajo costo. En la parte interna del casco se emplea poliestireno expandido (EPS), un material ligero que tiene la capacidad de absorber la energía de los impactos. Desde el punto de vista de la ingeniería, el EPS es adecuado porque se comprime durante un golpe, reduciendo la fuerza que llega a la cabeza del motociclista y disminuyendo el riesgo de lesiones. Además, para mejorar la comodidad, se utilizan espumas suaves y telas hipoalergénicas en el interior del casco. Estos materiales permiten un buen ajuste, evitan molestias durante el uso.

y ayudan a mantener la higiene, ya que muchos de estos componentes pueden retirarse para su limpieza. El visor del casco se fabrica en policarbonato, un material transparente y muy resistente a los golpes ya que dispara la energía de los golpes . Este material se selecciona porque protege los ojos del usuario, permite una buena visibilidad y puede incluir tratamientos contra rayones y protección contra los rayos solares es decir es resistente a temperaturas o climas. Además este material es flexible lo que hace que permite absorber y distribuir la energía de un golpe o impacto, deformando ligeramente en lugar de fracturarse. Esto evita que se rompa en fragmentos peligrosos que puedan incrustarse en el ojo del usuario..

4. COMPORTAMIENTO DE LOS MATERIALES Y SUS APLICACIONES El comportamiento de los materiales es un aspecto fundamental en la fabricación de cascos para motocicleta, ya que de este depende directamente la protección del usuario en caso de accidente. En el casco SHAFT SHPRO-610DV, los materiales han sido seleccionados para responder de manera adecuada frente a impactos, fricción, presión y uso prolongado. La carcasa externa del casco está fabricada principalmente en plástico ABS (Acrilonitrilo Butadieno Estireno). Este material se caracteriza por tener una alta resistencia al impacto, buena rigidez y capacidad para distribuir la energía generada durante una colisión. El ABS presenta una resistencia al impacto aproximada de 15 a 30 kJ/m², lo que permite que la fuerza del golpe se disperse sobre una mayor superficie del casco, reduciendo la concentración de energía en un solo punto. Durante un impacto, el ABS no se rompe fácilmente, sino que se deforma de manera controlada, lo cual es un comportamiento deseable, ya que ayuda a absorber parte de la energía cinética generada. Además, este material tiene buena resistencia al desgaste y a la fricción, lo que protege al casco durante el deslizamiento sobre el asfalto. En el interior del casco se utiliza poliestireno expandido (EPS), un material diseñado específicamente para la absorción de impactos. El EPS funciona mediante la compresión de sus celdas internas, las cuales se deforman de forma permanente cuando ocurre un choque. Esta deformación permite reducir la aceleración que llega a la cabeza del usuario. El EPS puede absorber hasta un 70–80 % de la energía del impacto, lo que disminuye significativamente el riesgo de lesiones graves..

El comportamiento mecánico del EPS es diferente al de la carcasa externa: mientras el ABS distribuye la fuerza, el EPS la absorbe, actuando como un amortiguador. Por esta razón, después de un impacto fuerte, el casco debe ser reemplazado, ya que el EPS pierde su capacidad de protección al deformarse. El sistema de acolchado interno, fabricado con espumas suaves y telas sintéticas, cumple una función ergonómica y de confort. Estas espumas tienen un comportamiento elástico, lo que permite que recuperen su forma después de ser comprimidas. Además, ayudan a distribuir la presión de manera uniforme alrededor de la cabeza, mejorando la estabilidad del casco durante su uso. Otro componente importante es la visera, generalmente fabricada en policarbonato, un material transparente con alta resistencia al impacto. El policarbonato puede soportar golpes fuertes sin romperse y tiene una resistencia al impacto superior a 200 veces la del vidrio, lo que protege los ojos y el rostro del motociclista frente a partículas, insectos o piedras. En cuanto a las aplicaciones, el comportamiento combinado de estos materiales permite que el casco SHAFT SHPRO-610DV cumpla con su función principal: proteger la cabeza del usuario. La carcasa externa resiste y distribuye el impacto, el EPS absorbe la energía, el acolchado mejora la comodidad y la visera protege la visión, trabajando todos en conjunto como un sistema de seguridad..

5. EQUIPOS INDUSTRIALES Y SU FUNCIONAMIENTO En la fabricación del casco SHAFT SHPRO-610DV, se emplean diferentes equipos industriales que permiten dar forma a los materiales, ensamblar las partes del casco y garantizar su calidad y seguridad. Para la elaboración de la carcasa exterior, se utiliza una máquina de moldeo por inyección de plástico (inyectora de termoplásticos). En esta máquina, el plástico ABS se introduce en forma de pellets, se calienta hasta fundirse y luego se inyecta a alta presión dentro de un molde de acero con la forma del casco. Al enfriarse, el material se solidifica y se obtiene una carcasa resistente y con dimensiones precisas. La fabricación de la capa interna de absorción de impactos se realiza mediante una máquina de moldeo de poliestireno expandido (moldeadora de EPS). Esta máquina utiliza vapor de agua para expandir el material y darle la forma interna del casco. El EPS resultante es ligero y capaz de absorber la energía de los impactos. En la etapa de acabados, se emplean cabinas de pintura industrial presurizadas, junto con pistolas de pintura neumáticas. Estas máquinas permiten aplicar capas uniformes de pintura y barniz, mejorando la apariencia del casco y protegiéndolo contra el desgaste y los agentes externos. Para el ensamblaje de las diferentes partes del casco se utilizan herramientas neumáticas, como remachadoras neumáticas, atornilladores neumáticos y prensas manuales. Estas.

herramientas se emplean para instalar el visor, los sistemas de ventilación, el acolchado interno y el sistema de retención. El visor del casco se fabrica con ayuda de máquinas de corte y conformado de policarbonato, así como hornos de termoformado, que permiten darle la curvatura adecuada. Posteriormente, se utilizan máquinas de pulido y tratamiento superficial para mejorar su resistencia a los rayones. Finalmente, el control de calidad se realiza mediante máquinas de ensayo de tracción, equipos de prueba de impacto y dispositivos de verificación dimensional. Estas máquinas comprueban la resistencia de la correa, la correcta absorción de impactos y el ajuste general del casco..

6. IMPACTO AMBIENTAL Y SOSTENIBILIDAD DE MATERIALES Y EQUIPOS El impacto ambiental se refiere a los efectos que la fabricación de un producto genera sobre el medio ambiente, mientras que la sostenibilidad busca reducir estos efectos y promover un uso responsable de los recursos. En la fabricación del casco SHAFT SHPRO-610DV, es importante considerar tanto los materiales utilizados como los equipos industriales empleados durante el proceso productivo. Uno de los materiales más usados en el casco es el plástico ABS, el cual proviene del petróleo y no es biodegradable. Sin embargo, este material tiene una larga vida útil y puede ser reciclado, lo que ayuda a reducir su impacto ambiental si se maneja correctamente. Además, su resistencia permite fabricar cascos duraderos, disminuyendo la necesidad de reemplazos frecuentes. El poliestireno expandido (EPS), utilizado en la parte interna del casco, también tiene un impacto ambiental debido a su origen plástico. No obstante, su bajo peso reduce el consumo de material y energía durante el transporte. Actualmente, algunas industrias buscan mejorar su sostenibilidad mediante procesos de reciclaje y una mejor gestión de residuos. En cuanto al policarbonato usado en el visor, este material es resistente y duradero, lo que prolonga la vida útil del casco. Aunque su producción requiere un alto consumo de energía, su capacidad de reciclaje y su resistencia ayudan a disminuir el impacto ambiental a largo plazo. Los equipos industriales, como las máquinas de moldeo por inyección y las moldeadoras de EPS, consumen energía eléctrica durante su funcionamiento. Para reducir el impacto.

ambiental, muchas fábricas implementan tecnologías más eficientes, mantenimiento adecuado de las máquinas y optimización de los procesos para disminuir el consumo energético y la generación de residuos. Además, el uso de cabinas de pintura industrial con sistemas de filtrado ayuda a reducir la emisión de gases contaminantes al ambiente. Estas prácticas contribuyen a una producción más limpia y responsable..

7. TENDENCIAS EN MATERIALES Y EQUIPOS INDUSTRIALES En la industria de los cascos para motocicleta, como el casco SHAFT SHPRO-610DV, estas tendencias se enfocan en el uso de nuevos materiales y tecnologías que permitan ofrecer mayor protección al usuario y reducir el impacto ambiental. En el caso de los cascos para motocicleta, como el casco SHAFT SHPRO-610DV, estas tendencias permiten ofrecer mayor protección y comodidad al usuario. Una de las principales tendencias en materiales es el desarrollo de materiales más livianos y resistentes, que permiten fabricar cascos con menor peso sin reducir el nivel de protección. Esto ayuda a que el casco sea más cómodo de usar, especialmente en trayectos largos. También se investiga el uso de espumas de distintas densidades, que mejoran la absorción de impactos en diferentes zonas del casco. Otra tendencia importante es el uso de materiales más sostenibles, como plásticos reciclables o reutilizables. Aunque los cascos aún utilizan materiales plásticos tradicionales, muchas empresas buscan reducir los residuos y el impacto ambiental mediante procesos de reciclaje y un mejor aprovechamiento de los materiales. En cuanto a los equipos industriales, se observa una tendencia hacia el uso de máquinas más precisas y eficientes, que permiten fabricar piezas con mayor calidad y menos desperdicio de material. Estas máquinas ayudan a mejorar el acabado del casco y a reducir errores durante el proceso de fabricación. También se ha avanzado en los equipos de pintura y acabados, los cuales ahora permiten aplicar capas más uniformes y utilizar productos menos contaminantes. Esto contribuye a mejorar la apariencia del casco y a reducir el impacto ambiental del proceso..

Otra tendencia relevante es la mejora de los equipos de control de calidad, que permiten realizar pruebas más completas de resistencia y seguridad. Gracias a estos equipos, los cascos pueden cumplir con normas cada vez más exigentes y ofrecer mayor confianza al usuario..

8. INNOVACIONES TECNOLÓGICAS Y SU IMPACTO EN LA INDUSTRIA 4.0 Las innovaciones tecnológicas han transformado de manera significativa la industria manufacturera, dando origen a la llamada Industria 4.0, la cual se basa en la integración de tecnologías digitales, automatización y sistemas inteligentes en los procesos de producción. En la fabricación de cascos para motocicleta, como el casco SHAFT SHPRO-610DV, estas innovaciones permiten mejorar la calidad, la seguridad y la eficiencia del producto final. Una de las principales innovaciones tecnológicas es la automatización avanzada de los procesos productivos. En la Industria 4.0, las máquinas están diseñadas para trabajar de forma continua y precisa, lo que permite fabricar las piezas del casco con medidas exactas y menor margen de error. En el caso del casco SHAFT SHPRO-610DV, esto influye directamente en la correcta forma de la carcasa externa y en el ajuste adecuado del interior del casco. Otra innovación importante es el uso de sistemas digitales de diseño y simulación, los cuales permiten analizar el comportamiento de los materiales antes de fabricar el producto. Mediante estos sistemas, es posible simular impactos y evaluar la resistencia del casco sin necesidad de realizar pruebas físicas en cada etapa. Esto ayuda a optimizar el diseño del casco y a mejorar su capacidad de protección. La Industria 4.0 también ha introducido el uso de sensores y sistemas de monitoreo en los equipos industriales. Estos sensores permiten controlar variables como temperatura, presión y tiempo de producción durante el proceso de fabricación. En la elaboración del casco SHAFT SHPRO-610DV, estos sistemas ayudan a asegurar que los materiales se procesen bajo.

condiciones adecuadas, evitando defectos en la carcasa o en el material interno de absorción de impactos. Otra innovación tecnológica relevante es la implementación de sistemas de control de calidad automatizados. Estos sistemas permiten revisar cada casco fabricado mediante pruebas digitales y mecánicas, garantizando que cumpla con las normas de seguridad establecidas. Gracias a estas tecnologías, se reduce la posibilidad de fallas y se mejora la confiabilidad del producto. Además, la Industria 4.0 impulsa la integración de datos y procesos, lo que permite recopilar información de cada etapa de la fabricación. Estos datos ayudan a mejorar continuamente el proceso productivo, reducir desperdicios y optimizar el uso de materiales. En la fabricación del casco SHAFT SHPRO-610DV, esto contribuye a una producción más eficiente y ordenada..

9. CONCLUSIONES.

10. REFERENCIAS ● Inducascos. (2025). Casco SHAFT PRO SHPRO 610 DV EVO – Especificaciones técnicas. Recuperado de: https://www.inducascos.com/casco-integral-shaft-pro-shpro-610-dv-evo-resurgimient o/p ● Markz Line. (2025). Casco SHAFT PRO SHPRO 610 DV EVO – Características y descripción del producto. Recuperado de https://markzline.com ● Adrian Store. (2025). Casco integral SHAFT SHPRO 610 DV EVO – Ficha del producto. Recuperado de https://adrianstore.com.co ● Harley Clásica. (s. f.). Cascos: fabricación, sus partes y homologación. recuperado de: https://www.harleyclasica.es/seguridad/cascos-fabricacion-sus-partes-homologacion/ ● UNISON TEK CO., LTD. (s. f.). Fabricación inteligente (Industria 4.0). UNISON TEK. Recuperado de https://unisontekco.com/es/fabricacion-inteligente-industria-4-0/.