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PÉrez sánchez jordán análisis por Elementos Finitos grupo 1 tarea 2 resumen fea procesos de diseño conceptual


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PÉREZ SÁNCHEZ JORDÁN Análisis por Elementos Finitos

GRUPO 1 TAREA 2

RESUMEN FEA

  • Procesos de diseño conceptual

1º Se define el problema a partir de una necesidad, se obtiene información sobre las necesidades y exigencias del mercado, identificando las posibilidades técnicas y los requerimientos de fabricación. Esta información se combina para establecer la arquitectura del nuevo producto. Durante esta fase se fija el diseño del concepto, se seleccionan los objetivos, el nivel de rendimiento, los recursos necesarios y el previsible impacto financiero del nuevo producto.

  • Procesos de diseño preliminar

La configuración resultante se somete a un estudio detallado de factibilidad, se seleccionan aquellas ideas que presentan mayores posibilidades de éxito. Este proceso de evaluación implica un análisis de la viabilidad del producto desde diferentes puntos de vista: económica, comercial, técnica.

  • Procesos de diseño crítico

En esta tercera fase se realizan la mayoría de las actividades de diseño de detalle y de desarrollo del producto, así como de los procesos productivos necesarios para la fabricación y posterior lanzamiento al mercado tales como: planos de manufactura, estudios de tolerancia.

El diseño asistido por computadora, abreviado DAC pero más conocido por las siglas inglesas CAD (Computer Aided Design), es el uso de un amplio rango de herramientas computacionales que asisten a Ingenieros, Arquitectos y a otros profesionales del diseño en sus actividades. Es además la herramienta principal para la creación de entidades geométricas enmarcados dentro de procesos de Administración del Ciclo de Vida de Productos (Product Lifecycle Management), y que involucra software y algunas veces Hardware especiales. Los paquetes actuales varían desde aplicaciones basadas en vectores y sistemas de dibujo en 2 dimensiones (2D) hasta modeladores en 3 dimensiones (3D) a través del uso de modeladores de sólidos y superficies paramétricas. Se trata básicamente de una base de datos de entidades geométricas (puntos, líneas, arcos, etc.) con la que se puede operar a través de una interfaz gráfica. Permite diseñar en dos o tres dimensiones mediante geometría alámbrica, esto es, puntos, líneas, arcos, splines; superficies y sólidos para obtener un modelo numérico de un objeto o conjunto de ellos. La base de datos asocia a cada entidad una serie de propiedades como color, capa, estilo de línea, nombre, definición geométrica, etc., que permiten manejar la información de forma lógica. Además pueden asociarse a las entidades o conjuntos de este otro tipo de propiedades como el coste, material, etc., que permiten enlazar el CAD a los sistemas de gestión y producción.

De los modelos pueden obtenerse planos con cotas y anotaciones para generar la documentación técnica.



  • Fabricación asistida por computadora CAM

La fabricación asistida por computadora, también conocida por las siglas en inglés CAM (Computer Aided Manufacturing), hace referencia al uso de un extenso abanico de herramientas basadas en los ordenadores que ayudan a ingenieros, arquitectos y otros profesionales dedicados al diseño en sus actividades. Los datos creados con el CAD, se mandan a la máquina para realizar el trabajo, con una intervención del operador mínima. Algunos ejemplos de CAM son: el fresado programado por control numérico, la realización de agujeros en circuitos automáticamente por un robot, soldadura automática de componentes SMD en una planta de montaje.

La manufactura asistida por computadora implica el uso de computadores y tecnología de cómputo para ayudar en todas las fases de la manufactura de un producto, incluyendo la planeación del proceso y la producción, maquinado, calendarización, administración y control de calidad. El sistema CAM abarca muchas de las tecnologías. Debido a sus ventajas, se suelen combinar el diseño y la manufactura asistidos por computadora en los sistemas CAD/CAM. Esta combinación permite la transferencia de información dentro de la etapa de diseño a la etapa de planeación para la manufactura de un producto, sin necesidad de volver a capturar en forma manual los datos sobre la geometría de la pieza. La base de datos que se desarrolla durante el CAD es almacenada; posteriormente esta es procesada por el CAM, para obtener los datos y las instrucciones necesarias para operar y controlar la maquinaria de producción, el equipo de manejo de materiales y las pruebas e inspecciones automatizadas para establecer la calidad del producto. Una función de CAD/CAM importante en operaciones de maquinado, es la posibilidad de describir la trayectoria de la herramienta para diversas operaciones, como por ejemplo torneado, fresado y taladrado con control numérico. Las instrucciones o programas se generan en computadora, y pueden modificar el programa para optimizar la trayectoria de las herramientas. El ingeniero o el técnico pueden entonces mostrar y comprobar visualmente si la trayectoria tiene posibles colisiones con prensas, soportes u otros objetos. En cualquier momento es posible modificar la trayectoria de la herramienta, para tener en cuenta otras formas de piezas que se vayan a maquinar. También, los sistemas CAD/CAM son capaces de codificar y clasificar las piezas en grupos que tengan formas semejantes, mediante codificación alfanumérica.

El surgimiento del CAD/CAM ha tenido un gran impacto en la manufactura al normalizar el desarrollo de los productos y reducir los esfuerzos en el diseño, pruebas y trabajo con prototipos: ha hecho posible reducir los costos en forma importante, y mejorar la productividad. Por ejemplo, el avión bimotor Boeing con 777 pasajeros, fue diseñado en su totalidad en computadora i diseño sin papel) con 2000 estaciones de trabajo conectadas a ocho computadoras. Ese avión se construye en forma directa con los programas CAD/CAM desarrollado (y el sistema ampliado CATIA), y no se construyeron prototipos ni simulaciones, como los que se requirieron en los modelos anteriores. El costo de este desarrollo fue del orden de 6 mil millones de dólares. Algunas aplicaciones características del CAD/CAM son las siguientes:

• Calendarización para control numérico, control numérico computarizado y robots industriales

• Diseño de dados y moldes para fundición en los que, por ejemplo, se preprograma algunas tolerancias de contracción.

• Dados para operaciones de trabajo de metales, por ejemplo, dados complicados para formado de láminas, y dados progresivos para estampado.

• Diseño de herramientas y sopones

Ejemplos de este tipo de software son: CAM350, Gerbtool y muchos más.



Ingeniería asistida por ordenador CAE

CAE son las siglas en inglés de Computer Aided Engineering, en español «ingeniería asistida por ordenador o computadora». Se denomina así al conjunto de programas informáticos que analizan los diseños de ingeniería realizados con el ordenador, o creados de otro modo e introducidos en el ordenador, para valorar sus características, propiedades, viabilidad y rentabilidad. Su finalidad es optimizar su desarrollo y consecuentes costos de fabricación y reducir al máximo las pruebas para la obtención del producto deseado.





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