Este documento discute cómo las propiedades de los materiales afectan el diseño de productos. Explica que las propiedades intrínsecas de los materiales determinan su funcionalidad técnica, mientras que las propiedades atribuidas como el precio y la apariencia afectan la usabilidad y estética. También describe cómo la elección adecuada de materiales y procesos puede dar como resultado un producto con una personalidad distintiva que satisfaga las necesidades del usuario.

1. a tribu idas
Propiedades de
los materiales
Alberto Rosa + Francisco J. González Madariga
Cuerpo Académico 381_Innovación Tecnológica para el Diseño
Universidad de Guadalajara

2. Propiedades
Intrínsecas Atribuidas
Propiedades Precio y disponibilidad
mecánicas de volumen
Propiedades de
producción, facilidad
Propiedades de
volumen no mecánicas Diseño de manufactura,
fabricación, unión,
acabado...
Propiedades Propiedades estéticas,
superficiales apariencia, textura,
tacto
Cómo las propiedades de los materiales afectan la manera de diseñar productos

3. Pirámide de requerimientos
Satisfacción
Diseño industrial El producto debe
mejorar la calidad
de vida
Usabilidad Diseño de producto
El producto debe ser fácil de
entender y usar
Diseño técnico
Funcionalidad
El producto debe trabajar apropiadamente,
ser seguro y económico

4. Carácter de un producto
Quién? Hombre, Mujer, Niño, Anciano...
Donde? Casa, Oficina, Europa, Africa...
Cuando? Día, Noche, Diario, Ocasionalmente...
Cerámica Por qué? Para cubrir una necesidad básica....
Polímeros
Metales
Color, transparencia, forma,
Naturales Contexto Estética simetría, textura, sonido....
Composites
Poder, salud, aprendizaje,
Asociaciones sofisticación, plantas, tec....
Serio, divertido, femenino,
Materiales Personalidad Percepciones masculino, caro, barato....
Función
Producto
Características
Unión Adaptación Biométrica
física Biomecánica
Formado Procesos Usabilidad
Transferencia Operación
Superficies de información Retroalimentación
Fisiología del producto Psicología del producto

5. Atributos percibidos de un producto
Agresivo_Pasivo
Barato_Caro
Clásico_Moderno
Inteligente_Tonto
Común_Exclusivo
Decorado_Simple
Descartable_Perdurable
Formal_Informal
Extravagante_Conservador
Femenino_Masculino
Elaborado a mano_Producción en serie
Cómico_Serio
Irritante_Amoroso
Maduro_Juvenil
Nostálgico_Futurístico

6. Uso de materiales y procesos para crear la
personalidad de un producto
Atributos estéticos de los materiales
Táctil Cálido Auditivo Resonante
Frío Apagado
Suave Ruidoso
Duro Hueco
Flexible Sólido
Rígido
Sabor-olor Dulce Visual Claro
Picante Transparente
Solventes Translúcido
Opaco
Reflectivo
Brillante
Mate
Texturizado

7. Frío
Aleac. Cu
Si C
Metales
Aleac. Al Aceros
Aleac. Mg
Al2O3
Acero inox.
Ti
Piedra Cerámicas
técnicas
Concreto
Polímeros PTFE PE CFRP
Silicona
GFRP Composites
Neopreno PVC
PP PMMA
Madera
Corcho
Espumas Piel
Mat. naturales
Espumas
flexibles
Espumas
Cálido
rígidas poliméricas
Suave Duro
Cualidades táctiles de los materiales

8. Uso de materiales y procesos para crear la
personalidad de un producto 2
Expresión a través del material
Madera, textura superficial, vetas (patrones), colores y
aroma específico. Es táctil, se percibe como un material
cálido y con sonido propio.
Representa tradición (artesanos, carpinteros), no existen
dos piezas iguales; la madera enaltece: autos finos,
muebles caros....
Metal, Frios, limpios y precisos. Sonido característico...
Reflejan la luz cuando están pulidos, son “confiables”,
representan “ingeniería”, se relacionan con robustez,
confiabilidad, permanencia. Al igual que la madera,
envejecen con dignidad.

9. Uso de materiales y procesos para crear la
personalidad de un producto 3
Expresión a través del material
Cerámica y vidrio, tradición, color, resistencia a la
abrasión, decoloración y corrosión, lo que brinda
inmortalidad. Evocan artesanía, valor.
Por otra parte las cerámicas técnicas inspiran alta
tecnología (Challenger) y excelente desempeño.
Polímeros, baratos, imitación....
Fáciles de colorear y moldear. Pierden el brillo fácilmente,
se decoloran, no envejecen con dignidad....mala
reputación. Son cálidos, son adaptables, son “infantiles”,
humorísticos....y tienen mala fama con la tendencia
ecología/sustentabilidad.

10. Hacia la exploración
sensorial del uso de los
materiales
materialexplorer.com

11. Material Sensorial Technical
Other naturals Glossiness Glossy Fire resistance None
Translucence 0% UV Resistance Moderate
Country of origin
Structure Open Weather resistance Moderate
United States Texture Coarse Scratch resistance Moderate
Hardness Soft Weight Light
Product code
Temperature Warm Chemical resistance Poor
ONA017
Acoustics Moderate Renewable Yes
Odeur None

12. Próxima frontera: Eco-materiales
54 C H A P T E R 3 : The materials life cycle
Avión de pasajeros
Civil aircraft Auto familiar
Family car Electrodoméstico (refrigerador)
Appliance (refrigerator)
100
Energy fraction (%)
0
Mat. Manu. Trans. Use Mat. Manu. Trans. Use Mat. Manu. Trans. Use
Multi-story car park
Estacionamiento Private house
Casa habitación Fibers (carpet)
Alfombra hecha a mano
100
Energy fraction (%)
0
Mat. Manu. Trans. Use Mat. Manu. Trans. Use Mat. Manu. Trans. Use
FIGURE 3.10 Approximate values for the energy consumed at each phase of Figure 3.1 for a

13. Eco-auditoria para el diseño de productos conclusion
Summary and 55
Assess energy/CO2
1. Eco audit over life
Materials
Manufacture
Energy
Transport
Use
2. Design Disposal
Materials Manufacture Transport Use Disposal
Minimize Minimize Minimize Minimize Select
Mass of part Process energy Mass Mass Non toxic
materials
Embodied energy Process CO2/kg Distance moved Thermal loss
Recyclable
CO2/kg Energy mode of Electrical loss materials
transport
FIGURE 3.11 Rational approaches to the ecodesign of products start with an analysis of the
phase of life to be targeted. Its results guide redesign and materials selection to minimize environmental
impact. The disposal phase, shown here as part of the overall strategy, is not included in the current

14. Acrylonitrile butadiene styrene (ABS)
The material. Acrylonitrile butadiene styrene, or ABS, is tough, resilient,
and easily molded. It is usually opaque, although some grades can now be
Nueva caracterización de materiales
transparent, and it can be given vivid colors. ABS-PVC alloys are tougher
than standard ABS and, in self-extinguishing grades, are used for the cas-
ings of power tools.
ABS
Composition
THe ProCeSSIng oF Terlux ®
(CH2—CH—C6H4)n
acrilonitrilo-butadieno-estireno
General properties
Density 1010 – 1210 kg/m3
Price 2.3 – 2.6 USD/kg
Mechanical properties
Young’s modulus 1.1 – 2.9 GPa C smetics packa in ABS allows detailed moldings, accepts color well, and is nontoxic and tough.
Yield strength (elastic limit) 18.5 – 51 MPa
Tensile strength 27.6 – 55.2 MPa Ecoproperties: material
Elongation 1.5 – 100 % Annual world production
Recovery
Waste, whether melt or used parts, consisting solely of Terlux® can be *5.6 106 – 5.7 106 tonne/yr
Hardness—Vickers 5.6 – 15.3 HV Reserves
recovered, i. e. can be fed back to the process as regrind (cf. Repro-
cessing, above). Depending on the age and wear of the used parts to *1.48 108 – 1.5 108 tonne
Fatigue strength at 107 cycles 11 – 22.1 MPa be mechanically recycled, certain properties may have changed. It is
Embodied energy, primary production
therefore important to check whether the recycled material is suitable *91 – 102 MJ/kg
Fracture toughness 1.19 – 4.29 MPa.m1/2
for the intended application.
CO2 footprint, primary production *3.3 – 3.6 kg/kg
Water usage *108 – 324 l/kg
Eco-indicator 380 – 420 millipoints/kg
Thermal properties
Ecoproperties: processing
Glass temperature 88 – 128 °C
Maximum service temperature 62 – 77 °C Polymer molding energy *10 – 12 MJ/kg
Thermal conductor or insulator? Good insulator Polymer molding CO2 footprint *0.8 – 0.96 kg/kg
Thermal conductivity 0.188 – 0.335 W/m.K Polymer extrusion energy *3.2 – 4.6 MJ/kg
Specific heat capacity 1390 – 1920 J/kg.K Polymer extrusion CO2 footprint
Vacuum cleaner housing
*0.31 C smetics packa in
– 0.37 kg/kg
Thermal expansion coefficient 84.6 – 234 µstrain/°C Recycling 1
Recovery
Embodied energy, recycling *38 – 43
Waste, whether melt or used parts, consisting solely of Terlux® can be
recovered, i.e. can be fed back to the process as regrind (cf. Repro- MJ/kg
CO2 footprint, recycling *1.39 – 1.5 kg/kg
cessing, above). Depending on the age and wear of the used parts to
Electrical properties
be mechanically recycled, certain properties may have changed. It is
therefore important to check whether the recycled material is suitable
Recycle fraction in current supply 0.5 for the intended application. – 1 %
Electrical conductor or insulator? Good insulator Recycle mark
Electrical resistivity 3.3 1021 – 3 1022 µohm.cm
Dielectric constant 2.8 – 3.2
Dissipation factor
Dielectric strength
0.003
13.8
– 0.007
– 21.7 106 V/m
7
Other
Typical uses. Safety helmets; camper tops; automotive instrument panels Vacuum cleaner housing

15. Estrategia de
materiables sustentables
Materiales eco-amigables entran
Asientos
Plásticos de
post-consumo
Puertas
Estambre
post-industrial
Poliuretano a Baterías
base de soya
Llantas
Tecnología e
Ingeniería de la
Madera
Materiales reciclables salen

17. ecolect.com

18. ¿Que nos deja todo esto?

19. La innovación es vital en el desarrollo
actual de productos. Es percibida como
la integración de un buen diseño técnico,
que provee funcionalidad, que toma en
cuenta las necesidades del usuario en el
diseño de la interfase y que a través de
un diseño industrial creativo logra un
producto atractivo para el usuario.

20. Los materiales juegan un
papel central para lograr estos
fines.
La funcionalidad depende de
una adecuada elección del
material y los procesos
productivos, de que cumplan
los requerimientos técnicos de
diseño seguro y económico.

21. La usabilidad depende de las propiedades
visuales y táctiles de los materiales para
aportar información y responder a las
interacciones del usuario.

22. Por encima de todo, la estética, las
asociaciones y las percepciones del
producto están fuertemente
influenciadas por la elección del
material y su procesado, dotando
al producto de personalidad
característica.

23. El buen diseño funciona;
El diseño excelente también brinda placer.
Y el uso creativo de los materiales ayuda a lograrlo.....