GUILLOTINA

 

       Para esta ocasión, y como parte de nuestro proyecto final, nos toco elaborar una guillotina para corte y realizar distintos análisis, para determinar con que material resultaba mejor elaborar el producto. Esto lo hicimos con la ayuda de Solidworks y sus complementos de motion, simulation y photoview360. 

        En el siguiente informe, se pueden observar los resultados obtenidos de los analisis estáticos que se llevaron a cabo para el brazo de la guillotina con 3 materiales distintos: Madera, acero y aluminio. Al igual que 

Como conclusión tenemos que para estos casos, se obtuvo que el factor de seguridad en cada material estudiado resulta ser el adecuado e incluso se puede observar que hay una que encuentra sobredimensionada, lo cual indica que la pieza logra soportar por mucho la fuerza aplicada. Analizando entre estos materiales, se puede concluir que la pieza presenta un mayor factor de seguridad cuando está diseñada con acero, por lo que resultara más confiable este material, sin embargo, tanto la madera como el aluminio también presentan buenos factores de seguridad, pero la de acero resultara ser más duradera y resistente ante la fuerza de 25KN que se le está aplicando.

Ahora, hablando por el lado de costos, tomando en cuenta el peso de la pieza con cada material y el costo por unidad, la pieza resulta mucho más económica si se fabrica de madera, y el aluminio el más costoso. Entonces el acero se encontraría en el punto medio de ambos, y tomando en cuenta que este presenta mejor resistencia y por lo tanto durabilidad, consideramos que este material es la mejor opción para la elaboración de la pieza.

PRINT 3D

        En la actualidad el ser humano tiene como finalidad en la mayoría de sus actividades poder optimizar tanto su tiempo como los materiales que necesita para cumplir sus metas.

       La primera revolución industrial nos alejó de la habilidad artesanal del ser humano y nos acercó hacia a la mecanización. La evolución continúa con la automatización que trae como consecuencia la producción a gran escala.

    Con el paso de los días la sociedad se mueve hacia niveles cada vez mayores de personalización. Con la impresión 3D se pudo dar un paso más allá y es posible ir directamente desde un diseño digital hasta una pieza final, sin pasos intermedios en el proceso.

     Así, la impresión 3D elimina el uso de herramientas y la consecuente inversión de capital asociada. La fabricación aditiva puede revolucionar la producción rentable de productos personalizados, de acuerdo con los gustos individuales de los clientes, se ve claramente en sectores como la moda, la salud, el cuidado personal o la automoción.

    En esta presentación, se abordan los distintos puntos referentes al Print 3D, como las impresoras 3D, sus partes y los formatos que se utilizan, conociendo mas a fondo como esta herramienta ha llegado para simplificar procesos de creación y optimización de costos a las industrias: 

Link a la presentación: https://create.piktochart.com/output/52265460-print-3d

     La impresión 3D ya forma parte de la evolución de muchas empresas gracias a los beneficios de la impresión 3D en esas organizaciones y que también constituye realmente una alternativa que promueve la innovación y la competitividad.

     Desde que empezamos a hablar de la impresión 3D, lo asociamos al ahorro en tiempos, el dinero a invertir y los materiales que se utilizaran. La impresión 3D tiene mas uso en algunos campos ya que esta  permite la creación de prototipos, lo cual facilita el desarrollo de nuevos productos, y acelera su llegada a la comercialización.

     No podemos olvidar que permite la automatización de proyectos, al ser implementado en las líneas de producción. Manteniendo la repetibilidad en el desarrollo de piezas.

     Esta se complementan con otras tecnologías, como la robótica. Puede ser implementada para su para desarrollar las garras del robot, en los grippers y en otras piezas que van sufriendo desgaste por su uso.

Elaborado por: 

Acosta, Eliana

González, Elizabeth

González, Rodrigo

Análisis de simulación

 

    Para entender y aprender como se llevan a cabo los estudios de simulación, se realizo el siguiente análisis a una pieza determinada. Se realizaron diversos estudios, mas específicamente a los casos 1 y 2 se aplico un control de mallado cambiando la calidad de la malla en donde se encuentra la mayor concentración  de esfuerzos que para este caso, estaba ubicada en la zona del empalme de la pieza. La calidad de la malla fue variando entre (4, 2, 1, 0.5 y 0.25)mm para unos radios de 5 y 0 mm. 

    Adicionalmente, se hicieron otros estudios en los cuales lo que se modifico fue el radio del empalme de la pieza, en los cuales se estudiaron las tensiones y el factor de concentración de esfuerzos. 

   

Simulación

Con el surgimiento de programas de ingeniería asistida por computadora (CAE), llegaron grandes simplificaciones para el diseño y desarrollo de productos, entre ellas se encuentra la simulación, la cual es un conjunto de herramientas para el estudio estructural que se basan principalmente en el análisis de elementos finitos para predecir el comportamiento físico real de un producto mediante la prueba virtual de modelos CAD.  

Con la ayuda de las herramientas de simulación se puede conocer de antemano si el modelo diseñado pasará favorablemente el ensayo relativo a la normativa de seguridad, también pueden predecir el comportamiento estructural y cinemático del modelo, evitando que una pieza pueda romperse o deformarse permanentemente o, por el contrario, que esté sobredimensionada. En dado caso que exista un comportamiento negativo del modelo o pieza, el software puede señalar propuestas de mejora para rediseñar la pieza afectada.

En el mundo de la industria actual, la simulación de productos en 3D, se ha convertido en parte fundamental en el proceso de desarrollo de un nuevo producto, ya que se puede conocer de antemano cómo este va a reaccionar sin la necesidad de realizar pruebas físicas sobre distintas cantidades prototipos, ahorrando así, dinero y tiempo a las grandes empresas.

Algunos de los conceptos que hay que tener para llevar a cabo la simulación de cualquier producto, son: método de elementos finitos,  validación de diseño, concentración y singularidad de esfuerzos y el principio de Saint Venant.

concentración de esfuerzos

principio de Saint Venant

Ensamblaje en SOLIDWORKS

        Vivimos en un mundo sobresaturado con tecnología. Es posible afirmar, sin exageración alguna, que existe algún artefacto tecnológico, tangible o intangible, que nos permite alcanzar el objetivo  propuesto de una manera mucho más rápida y eficiente; el caso del diseño y construcción de artefactos no es la excepción. El modelado 3D es el proceso de desarrollo de una representación matemática de cualquier objeto tridimensional (ya sea inanimado o vivo) a través de un software especializado. Al producto se le llama modelo 3D. Se puede visualizar como una imagen bidimensional mediante un proceso llamado renderizado 3D o utilizar en una simulación por computadora de fenómenos físicos. El modelo también se puede crear físicamente usando dispositivos de impresión 3D. Los modelos pueden ser creados manual o automáticamente. El proceso manual de preparar la información geométrica para los gráficos 3D es similar al de las artes plásticas y la escultura.

SolidWorks es un software CAD (diseño asistido por computadora) para modelado mecánico en 2D y 3D. El programa permite modelar piezas y conjuntos; y extraer de ellos tanto planos técnicos como otro tipo de información necesaria para la producción. Es un programa que funciona con base en las nuevas técnicas de modelado con sistemas CAD. El proceso consiste en traspasar la idea mental del diseñador al sistema CAD, "construyendo virtualmente" la pieza o conjunto. Posteriormente todas las extracciones (planos y ficheros de intercambio) se realizan de manera bastante automatizada. 

Dentro de este software es muy común realizar las piezas que componen el diseño por separado, y luego ensamblarlas para obtener el resultado deseado. SolidWorks nos presenta la facilidad de poder realizar ensambles de componentes e insertar subensamblajes. Esto nos permite una gran facilidad de trabajo, sin embargo, cuando insertamos un subensamblaje dentro de un ensamble, este se comporta como una pieza y no como un ensamble y, por defecto, no cuenta con grados de libertad.

       Una vista explosionada muestra los componentes del ensamblaje separados, pero situados para mostrar cómo encajarían al momento de su ensamble. Para crear vistas explosionadas se seleccionan y arrastran piezas en la zona de gráficos, creando uno o varios pasos de explosión.

       Los estudios de movimiento son simulaciones gráficas de movimiento para modelos de ensamblaje que simulan y animan el movimiento prescrito para un modelo. Se pueden utilizar relaciones de posición de SOLIDWORKS para restringir el movimiento de componentes en un ensamblaje al modelar movimiento.

       Estas tres herramientas son las que proveen a SolidWorks la categoría de “software por defecto” cuando nos referimos al diseño de artefactos innovadores. Los usos en conjunto de las antes mencionadas nos permiten llevar a cabo extensas simulaciones y pruebas de funcionamiento, resistencia y durabilidad de los posibles productos que queramos llevar a cabo.

Ensamblajes en SOLIDWORKS

  Un ensamblaje es la unión de varias piezas sencillas, en SOLIDWORKS estas piezas se encuentran entrelazadas entre si por medio de relaciones de posición,  las cuales facilitan la construcción de objetos o productos mas complejos. Los ensamblajes son de mucha utilidad sobre todo en el are de la ingeniería ya que aportan una mejor visión del objeto y como se deben unir cada una de las piezas para que al momento de armar los productos en las fabricas sea mas eficiente este proceso.

En el siguiente mapa mental se puede profundizar un poco mas este tema de gran importancia: 

Ensamblaje por Elizabeth Gonzalez

Esquema 3D- Almacenamiento y distribución

    Se realizó la tarea N°7, la cual consistió en realizar un dibujo en 3D de una sola línea en vista isométrica de la disposición de tuberías que se muestran en la imagen:

Dibujo Paramétrico

    El dibujo parametrico es un esquema que permite añadir parámetros y reglas que definen la relación que existe entre los distintos elementos que componen un diseño, es decir, esto permitirá a que al alterar un valor, el dibujo completo cambie en función de dicho valor, sin perder la relación existente.

  Se realizo la 6ta asignación, en la cual se dibujo un tornillo, para luego parametrizarlo utilizando restricciones geométricas y dimensionales.

Proyección Isometrica

    Se llevo a cabo una asignación en la cual se realizo un dibujo isométrico de una sola linea de la disposición de tuberías.

Dibujo Isométrico

    Se realizo un mapa mental con la idea de comprender de manera mas dinámica todo lo relacionado con el dibujo isométrico y la perspectiva isométrica. Para verlo detallado presiona el botón de ejecutar o accede por el siguiente enlace: 

Mapa Dibujo Isometrico

                                          

 

DIBUJO ISOMÉTRICO por Elizabeth Gonzalez y Francisco Aguilera

El CAD en el diseño

           Es mundialmente conocido que la tecnología, como herramienta para facilitar todo tipo de actividades, ha impulsado el estilo de vida del ser humano de manera exponencial y, el caso de la herramienta CAD, no es una excepción. El CAD (Computer Aided Design and Drafting o Dibujo y Diseño Asistido por Computadora) es un software de modelado en 2D y 3D que permite, como su nombre lo indica, realizar infinidad de diseños en el plano o el espacio, apoyándose en el poder de procesamiento de un ordenador.

            

          Podemos preguntarnos, ¿Qué beneficios nos aporta este software?, ¿Para qué público está destinada esta herramienta? Y es que, este software, puede ser utilizado por cualquier tipo de persona, ya sea por mero ocio o con fines lucrativos (arquitectos e ingenieros). Cabe destacar que, correctamente utilizado, el nivel de utilidad y preeminencia que el CAD nos ofrece es, quizás, el más importante de todos: tiempo. El tiempo es fundamental en cualquier tipo de actividad y, para un ingeniero industrial cuya principal competencia es optimizar procesos (disminuir el tiempo de ejecución reduciendo costos y aumentando el nivel de productividad), una herramienta que permita disminuir, en este caso, el diseño de planos y/o sistemas productivos es, simplemente, invaluable.  

            El software CAD se utiliza para aumentar la productividad del diseñador, mejorar la calidad del diseño, mejorar las comunicaciones a través de la documentación y crear una base de datos para la fabricación. El usuario puede asociar a cada entidad una serie de propiedades como color, capa, estilo de línea, nombre, definición geométrica, material, etc., que permiten manejar la información de forma lógica. En cuanto a las normas utilizadas para diseñar, AutoCAD es una herramienta muy versátil, ya que, permite al diseñador establecer los parámetros bajo los cuales éste desee trabajar. Esto es muy útil porque cada empresa suele designar los parámetros según sea conveniente.