1.- Realizar un mapa mental conceptual que ilustre los conceptos básicos de las Tecnologías Duras.
TECNOLOGIAS DURAS
Se suele llamar tecnologías duras a aquellas que se basan principalmente en el conocimiento de las ciencias duras, como la física y la química, esto sin dejar de lado las demás ciencias. La otra cosa que las diferencias es que en este caso el producto tecnológico es un objeto tangible a deferencia de la anterior.
Moldeado, Troquelado, Fresado y Torneado.
SISTEMAS CAD CAM
2.- Explica ampliamente los siguientes procesos: Moldeado, Troquelado, Fresado y Torneado.
R=
Moldeado: El moldeado como su nombre lo indica se refiere a dar forma a una materia en un molde. Existen diferentes tipos de moldeado:
Moldeado por inyección: Un émbolo o pistón de inyección se mueve rápidamente hacia adelante y hacia atrás para empujar el plástico ablandado por el calor a través del espacio existente entre las paredes del cilindro y una pieza recalentada y situada en el centro de aquél. Esta pieza central se emplea, dada la pequeña conductividad térmica de los plásticos, de forma que la superficie de calefacción del cilindro es grande y el espesor de la capa plástica calentada es pequeño. Bajo la acción combinada del calor y la presión ejercida por el pistón de inyección, el polímero es lo bastante fluido como para llegar al molde frío donde toma forma la pieza en cuestión. El polímero estará lo suficiente fluido como para llenar el molde frío. Pasado un tiempo breve dentro del molde cerrado, el plástico solidifica, el molde se abre y la pieza es removida. El ritmo de producción es muy rápido, de escasos segundos.
Moldeado por extrusión: En el moldeo por extrusión se utiliza un transportador de tornillo helicoidal. El polímero es transportado desde la tolva, a través de la cámara de calentamiento, hasta la boca de descarga, en una corriente continua. A partir de gránulos sólidos, el polímero emerge de la matriz de extrusión en un estado blando. Como la abertura de la boca de la matriz tiene la forma del producto que se desea obtener, el proceso es continuo. Posteriormente se corta en la medida adecuada. Extrusión de film tubular: En este proceso se funde polietileno de baja densidad. El fundido es extruído a través de una matriz anular. Se introduce aire inflando el tubo del polímero extruído para formar una burbuja del diámetro requerido, la que es enfriada por una corriente de aire. El film es arrastrado por un par de rodillos que aplastan la burbuja manteniendo así el aire empleado para inflar la burbuja dentro de ella.
Moldeo por insuflación del aire: Es un proceso usado para hacer formas huecas (botellas, recipientes). Un cilindro plástico de paredes delgadas es extruído y luego cortado en el largo que se desea. Luego el cilindro se coloca en un molde que se cierra sobre el polímero ablandado y le suprime su parte inferior cortándola. Una corriente de aire o vapor es insuflado por el otro extremo y expande el material hasta llenar la cavidad. El molde es enfriado para el fraguado.
Moldeo por vacío: Mediante este proceso se comprime una chapa de resina termoplástica ablandada por el calor contra un molde frío. La chapa toma y conserva la forma del molde. Este método se emplea para revestimientos interiores (puertas de heladeras, gabinetes, etc.)
Calandrado: El proceso se emplea para la fabricación de chapas y películas plásticas. Consiste en pasar un polímero convertido en una masa blanda entre una serie de rodillos calentados. A medida que el polímero pasa a través de los rodillos se forma" un producto uniforme. El último par do rodillos se ajustan para dar el espesor deseado. El sistema de rodillos de enfriamiento da a las chapas o películas su estructura molecular permanente.
Troquelado: El troquelado es la acción que ejecuta un molde " TROQUEL " cuando lo presionamos contra un material mediante una prensa. En Artes Gráficas este molde esta fabricado con unas cuchillas muy afiladas (corte) y otras formas (hendido), además de otras de tipo variado, encastadas en un soporte, normalmente de madera, que hace las veces de agrupador. El troquel consiste en: Una base de una matriz con mayor resistencia o dureza que las cuchillas o estampa de elaboración de la pieza. Las regletas cortadoras o hendedoras. Sus funciones son las siguientes: cortar, bien para perfilar la silueta exterior, bien para fabricar ventanas u orificios interiores hender, para fabricar pliegues perforar, con el fin de crear un precortado que permita un fácil rasgado semicortar, es decir, realizar un corte parcial que no llegue a traspasar la plancha . Gruesos bloques de goma que se colocan junto a las cuchillas y cuya función es la de separar por presión el recorte sobrante. Existen dos tipos básicos de troqueles: Troquel plano. Su perfil es plano y la base contra la que actúa es metálica. Su movimiento es perpendicular a la plancha consiguiendo así una gran precisión en el corte. Troquel rotativo. El troquel es cilíndrico y la base opuesta está hecha con un material flexible. Al contrario que en el troquelado plano, el movimiento es continúo y el registro de corte es de menor precisión. Ello es debido a que la incidencia de las cuchillas sobre la plancha se realiza de forma oblicua a la misma. Los embalajes fabricados en rotativo son, por tanto, aquéllos que no presentan altas exigencias estructurales tales como las Wrap Around o algunas bandejas. Por su movimiento continuo, el troquelado rotativo consigue mayores productividades en fabricación que el plano. En la industria del cartón ondulado se utilizan indistintamente ambos tipos de troquel si bien en la fabricación de cartoncillo se da el plano por sus mayores necesidades de precisión. En la industria del calzado se utiliza el troquel plano, realizado con un fleje especial de acero dispuesto perpendicularmente a la piel que descansa sobre una superficie plana. El fleje está reforzado con platinas de hierro que mantienen la perpendicularidad de éste.
Fresado: El fresado es una operación donde el elemento que se desplaza longitudinalmente es la pieza a dar forma mientras que la herramienta tiene exclusivamente un movimiento de giro. Normalmente su aplicación principal es la fabricación de superficies planas y de ruedas dentadas (mediante fresas especiales denominadas fresas madre) con un buen acabado superficial.
Moldeado, Troquelado, Fresado y Torneado.
SISTEMAS CAD CAM
2.- Explica ampliamente los siguientes procesos: Moldeado, Troquelado, Fresado y Torneado.R=
Moldeado: El moldeado como su nombre lo indica se refiere a dar forma a una materia en un molde. Existen diferentes tipos de moldeado:
Moldeado por inyección: Un émbolo o pistón de inyección se mueve rápidamente hacia adelante y hacia atrás para empujar el plástico ablandado por el calor a través del espacio existente entre las paredes del cilindro y una pieza recalentada y situada en el centro de aquél. Esta pieza central se emplea, dada la pequeña conductividad térmica de los plásticos, de forma que la superficie de calefacción del cilindro es grande y el espesor de la capa plástica calentada es pequeño. Bajo la acción combinada del calor y la presión ejercida por el pistón de inyección, el polímero es lo bastante fluido como para llegar al molde frío donde toma forma la pieza en cuestión. El polímero estará lo suficiente fluido como para llenar el molde frío. Pasado un tiempo breve dentro del molde cerrado, el plástico solidifica, el molde se abre y la pieza es removida. El ritmo de producción es muy rápido, de escasos segundos.
Moldeado por extrusión: En el moldeo por extrusión se utiliza un transportador de tornillo helicoidal. El polímero es transportado desde la tolva, a través de la cámara de calentamiento, hasta la boca de descarga, en una corriente continua. A partir de gránulos sólidos, el polímero emerge de la matriz de extrusión en un estado blando. Como la abertura de la boca de la matriz tiene la forma del producto que se desea obtener, el proceso es continuo. Posteriormente se corta en la medida adecuada. Extrusión de film tubular: En este proceso se funde polietileno de baja densidad. El fundido es extruído a través de una matriz anular. Se introduce aire inflando el tubo del polímero extruído para formar una burbuja del diámetro requerido, la que es enfriada por una corriente de aire. El film es arrastrado por un par de rodillos que aplastan la burbuja manteniendo así el aire empleado para inflar la burbuja dentro de ella.
Moldeo por insuflación del aire: Es un proceso usado para hacer formas huecas (botellas, recipientes). Un cilindro plástico de paredes delgadas es extruído y luego cortado en el largo que se desea. Luego el cilindro se coloca en un molde que se cierra sobre el polímero ablandado y le suprime su parte inferior cortándola. Una corriente de aire o vapor es insuflado por el otro extremo y expande el material hasta llenar la cavidad. El molde es enfriado para el fraguado.
Moldeo por vacío: Mediante este proceso se comprime una chapa de resina termoplástica ablandada por el calor contra un molde frío. La chapa toma y conserva la forma del molde. Este método se emplea para revestimientos interiores (puertas de heladeras, gabinetes, etc.)
Calandrado: El proceso se emplea para la fabricación de chapas y películas plásticas. Consiste en pasar un polímero convertido en una masa blanda entre una serie de rodillos calentados. A medida que el polímero pasa a través de los rodillos se forma" un producto uniforme. El último par do rodillos se ajustan para dar el espesor deseado. El sistema de rodillos de enfriamiento da a las chapas o películas su estructura molecular permanente.
Troquelado: El troquelado es la acción que ejecuta un molde " TROQUEL " cuando lo presionamos contra un material mediante una prensa. En Artes Gráficas este molde esta fabricado con unas cuchillas muy afiladas (corte) y otras formas (hendido), además de otras de tipo variado, encastadas en un soporte, normalmente de madera, que hace las veces de agrupador. El troquel consiste en: Una base de una matriz con mayor resistencia o dureza que las cuchillas o estampa de elaboración de la pieza. Las regletas cortadoras o hendedoras. Sus funciones son las siguientes: cortar, bien para perfilar la silueta exterior, bien para fabricar ventanas u orificios interiores hender, para fabricar pliegues perforar, con el fin de crear un precortado que permita un fácil rasgado semicortar, es decir, realizar un corte parcial que no llegue a traspasar la plancha . Gruesos bloques de goma que se colocan junto a las cuchillas y cuya función es la de separar por presión el recorte sobrante. Existen dos tipos básicos de troqueles: Troquel plano. Su perfil es plano y la base contra la que actúa es metálica. Su movimiento es perpendicular a la plancha consiguiendo así una gran precisión en el corte. Troquel rotativo. El troquel es cilíndrico y la base opuesta está hecha con un material flexible. Al contrario que en el troquelado plano, el movimiento es continúo y el registro de corte es de menor precisión. Ello es debido a que la incidencia de las cuchillas sobre la plancha se realiza de forma oblicua a la misma. Los embalajes fabricados en rotativo son, por tanto, aquéllos que no presentan altas exigencias estructurales tales como las Wrap Around o algunas bandejas. Por su movimiento continuo, el troquelado rotativo consigue mayores productividades en fabricación que el plano. En la industria del cartón ondulado se utilizan indistintamente ambos tipos de troquel si bien en la fabricación de cartoncillo se da el plano por sus mayores necesidades de precisión. En la industria del calzado se utiliza el troquel plano, realizado con un fleje especial de acero dispuesto perpendicularmente a la piel que descansa sobre una superficie plana. El fleje está reforzado con platinas de hierro que mantienen la perpendicularidad de éste.
Fresado: El fresado es una operación donde el elemento que se desplaza longitudinalmente es la pieza a dar forma mientras que la herramienta tiene exclusivamente un movimiento de giro. Normalmente su aplicación principal es la fabricación de superficies planas y de ruedas dentadas (mediante fresas especiales denominadas fresas madre) con un buen acabado superficial.
Torneado :
El torneado se utiliza para la fabricación de piezas de revolución. Permite pequeñas tolerancias y acabados superficiales buenos. Árboles, ejes, casquillo, mangos son piezas que normalmente se obtienen por torneado.
El torneado consiste en arrancar viruta por medio de un filo o herramienta que avanza longitudinalmente mientras la pieza a mecanizar gira accionada por el torno
En el torno se pueden realizar muchas operaciones
Cilindrado
Obtención de cilindros tanto interiores como exteriores
Obtención de caras planas
Moleteado
Obtención de superficies rayadas según DIN 82 para sujeción de mangos, tuercas...
Perfilado de formas
Obtención de superficies de revolución.
Roscado
Obtención de roscas.
Acotación de las roscas
Indicación del Punto del torno
3.- Define en que consiste el Prototipado Rápido de un producto y explique para que sirve.
Prototipado y Categorización
La aplicación de la técnica de prototipado va a ser fundamental en el desarrollo e implementación de los métodos para la inspección y test de un producto, dado que, habitualmente, no será el producto final lo que se someta a los diversos experimentos, sino un prototipo del mismo con unas determinadas características, en virtud de las cuales se enfocarán los métodos en una dirección concreta. En definitiva, se trata de una cuestión indispensable, presente incluso en ciertos métodos contextuales (¡la versión previa de un producto puede constituir una forma de prototipo para la nueva generación!).
Por otra parte, los métodos de categorización que se citan, y después su conexión con el amplio y complejo mundo de la Calidad, tan sólo recuerdan la necesidad de una planificación meticulosa que nos ha obligado a hablar muchas veces de etapas de pre-diseño. Más concretamente, la Categorización por Tarjetas, sugerirá casi de inmediato al lector cómo establecer el contenido de los menús de una aplicación informática.
Prototipado
Según la funcionalidad reproducida
Según la fidelidad de la reproducción de la interfaz
Otras técnicas de prototipado
Prototipado Rápido
Prototipado por Vídeo
Métodos de Categorización
Prototipado
El prototipado modela el producto final y permite efectuar un test sobre determinados atributos del mismo sin necesidad de que está disponible. Se trata, simplemente, de testear haciendo uso del modelo. De acuerdo con las características del prototipo en cuanto a interfaz, funcionalidad, posibilidades de ampliación,... tenemos variadas posibilidades. En muchas ocasiones se dirá que Cuanto más próximo se encuentre el prototipo al producto real, mejor será la evaluación, pero veremos que esto no tiene por qué ser así.
Según la funcionalidad reproducida
Podemos distinguir dos tipos:
Prototipado Horizontal (Horizontal Prototyping): los prototipos horizontales exhiben un amplio espectro de las características del producto, pero sin el respaldo de una funcionalidad relativamente amplia.
Prototipado Vertical (Vertical Prototyping): los prototipos verticales muestran la funcionalidad exacta de un producto para una pequeña parte del conjunto completo. Por ejemplo, un prototipo vertical de un procesador de textos podría mostrar todas las funciones de comprobación de ortografía y gramática, pero ninguna función relacionada con la entrada de texto o su formato.
Según la fidelidad de la reproducción de la interfaz
Podemos distinguir dos tipos:
Prototipado de Alta Fidelidad (High-Fidelity Prototyping): el prototipo será prácticamente idéntico al producto final.
Prototipado de Baja Fidelidad (Low-Fidelity Prototyping): el aspecto del prototipo no se corresponderá con el del producto final, si bien reproducirá la disposición de sus características, dimensiones y otros aspectos (de hecho, se trata de prototipos horizontales, habitualmente). Frecuentemente se hablará de Prototipado de Papel (Paper prototyping) como uno de los mecanismos más económicos, en tiempo y dinero, para desarrollar prototipos. Ha sido una herramienta tradicionalmente destinada a software, pero se está empezando a comprobar que prototipos bi- y tridimensionales para hardware proporcionan resultados magníficos. Por otra parte, estos prototipos admiten, en general, rápidas modificaciones, admitiendo, en el moment del test, la inclusión en el mismo de variadas caracterísicas.
Otras técnicas de prototipado
Prototipado Reutilizable (Reusable Prototyping), más frecuentemente denominado Prototipado Evolutivo (Evolutionary Prototyping).
Prototipado Modular (Modular Prototyping), también más conocido como Prototipado Incremental (Incremental prototyping)
Prototipado Rápido
El Prototipado Rápido se describe como un método basado en ordenador que pretende reducir la iteraciones en el ciclo de diseño. Habitualmente se desarrollan prototipos que son rápidamente reemplazados o modificados como consecuencia de los datos proporcionados por continuos experimentos. Efectivamente es pues un método caracterísitico del software (esta filosofía se plantea posible para el hardware, pero requiere más medios) y la participación del usuario se relega al test del prototipo. Dos casos particulares son:
RAD (Rapid Application Development o Desarrollo Rápido de Aplicaciones)
JAD (Joint Application Development o Desarrollo Conjunto de Aplicaciones)
4.- Define los conceptos CAD-CAM-CAE y explica ampliamente su interacción dentro de los procesos de manufactura modernas.
Sistemas CAD CAM
En la actualidad existen sistemas de diseño asistido por computadora CAD siglas en ingles (Computer Aided Design) se utilizan para generar modelos con características de un producto determinado. Las características pueden ser el tamaño, el contorno y la forma de los componentes, se almacenan en dibujos electrónicos ya sean bidimensionales o tridimensionales.
Una vez al tener los datos del producto, estos han sido introducidos y almacenados en el sistema y guardados en el sistema, el diseñador tiene el control de manipularlos o modificar las ideas del diseño con muchísima facilidad, de esta manera pudiendo controlar el desarrollo del producto. Incluso la información puede compartirse e integrarse ideas y combinadas entre diseñadores, esto es posible por medio de transmisión de datos dentro de redes internas o externas por medio de Internet, con lo que los diseñadores e ingenieros situados en lugares distantes entre sí pueden trabajar como un equipo.
Los sistemas CAD también permiten simular el funcionamiento de un producto antes de la producción. Los sistemas CAD hacen posible comprobar si un circuito electrónico funcionará tal y como está previsto, si un puente será capaz de soportar las cargas consideradas sin peligros e incluso si una salsa de alimento fluirá adecuadamente desde un envase de nuevo diseño.
Los sistemas CAD hacen posible comprobar si un circuito electrónico funcionará tal y como está previsto, si un puente será capaz de soportar las cargas consideradas sin peligros e incluso si una salsa de alimento fluirá adecuadamente desde un envase de nuevo diseño.
A partir de unas especificaciones de fabricación a detalle, los arquitectos e ingenieros crean modelos 3D mediante gráficos generados por computadora, las piezas generadas por computadora son manipuladas para poder someterlas a infinidad de pruebas, y su forma puede ser modificada, antes de la fabricación físicamente del producto. Al poder tener d de conexión los sistemas CAD se conectan a equipos de fabricación también controlados por computadora pudiendo conformar un sistema integrado CAD/CAM CAM, siglas en ingles (Computer Aided Manufacturing).
compatibilidad de conexión los sistemas CAD se conectan a equipos de fabricación también controlados por computadora pudiendo conformar un sistema integrado CAD/CAM CAM, siglas en ingles (Computer Aided Manufacturing).
La fabricación computarizada ofrece extraordinarias ventajas con respecto a métodos tradicionales de control de equipos de fabricación. En lo general, los equipos CAM reafirman la eliminación de los errores del operador y la reducción de los costos de mano de obra. Más sin embargo, la precisión constante y el uso óptimo previsto del equipo representan ventajas aún más significativas. Por ejemplo, las herramientas de corte se desgastarán más lentamente y se estropearían con menos frecuencia, lo que reduciría todavía más los costos de fabricación.
Los equipos CAM se basan en una serie de códigos numéricos, al igual de los equipos CAD, estos almacenan en archivos de informática para controlar las tareas de fabricación y/o diseño. Este Control Numérico por Computadora (CNC) se obtiene describiendo las operaciones de la máquina en términos de los códigos especiales y de la geometría de formas de los componentes, creando archivos informáticos especializados o programas de piezas. La creación de estos programas de piezas es una tarea que, en gran medida, se realiza hoy día por software como AutoC.A.D. el cual es amigable para crea vínculos entre los sistemas CAD y CAM.
Las características de los sistemas CAD/CAM son muy bien aprovechadas por los diseñadores, dibujantes, arquitectos, ingenieros y fabricantes para adaptarlas a sus necesidades. Por ejemplo, un diseñador puede utilizar el sistema para crear muy rápidamente un primer prototipo, analizar la renda en un sistema CAD, inventor por ejemplo (vertical de autodesk), patrón que se sitúa de forma automática sobre la piel natural o sintética para tener al máximo el aprovechamiento del material al ser cortado con sierra o un láser, además de la información de CAD que describe el contorno de un componente de ingeniería, es posible elegir el material más adecuado para su fabricación en la base de datos y emplear una variedad de máquinas CNC combinadas para producirlo. La Fabricación Integrada por Computadora (CIM) aprovecha plenamente el potencial de esta tecnología al combinar una amplia gama de actividades asistidas por computadora, que pueden incluir el control de existencias, el cálculo de costos de materiales y el control total de cada proceso de producción. Esto ofrece una mayor flexibilidad al fabricante, permitiendo a la empresa responder con mayor agilidad a las demandas del mercado y al desarrollo de nuevos productos. La futura evolución incluirá la integración aún mayor de sistemas de realidad virtual, que permitirá a los diseñadores interactuar con los prototipos virtuales mediante la computadora, en lugar de tener que construir costosos modelos o simuladores para comprobar su viabilidad. También el área de prototipos rápidos es una evolución de las técnicas de CAD/CAM, en la que las imágenes informatizadas tridimensionales se convierten en modelos reales empleando equipos de fabricación especializada, como por ejemplo un sistema de estereolitografía.
5.- Clasifique los diferentes materiales que se utilizan en los procesos modernos de manufactura y describa los procesos de transformación que se pueden realizar en ellos.
Clasificación de los procesos de manufactura
De manera general los procesos de manufactura se clasifican en cinco grupos:
Procesos que cambian la forma del material
Metalurgia extractiva
Fundición
Formado en frío y caliente
Metalurgia de polvos
Moldeo de plástico
Procesos que provocan desprendimiento de viruta por medio de máquinas
Métodos de maquinado convencional
Métodos de maquinado especial
Procesos que cambian las superficies
Con desprendimiento de viruta
Por pulido
Por recubrimiento
Procesos para el ensamblado de materiales
Uniones permanentes
Uniones temporales
Procesos para cambiar las propiedades físicas
Temple de piezas
Temple superficial
Trabajo en banco
Cepillado
Torneado
Brochado
Taladrado, rimado, barrenado mandrilado y avellando
Esmerilado
Fresado
6.- Describa 5 equipos de manufactura que se utilizan actualmente en las empresas de clase mundial que permiten elevar la producción y calidad de las mismas.
La manufactura de clase mundial; se fundamenta en La Excelencia como Forma de Vida, hacer las cosas bien desde el principio; para garantizar la minimización de las perdidas en cualquier tipo de industria. Los principios en 3Y,5S, KAIZZEN, ESMED, JUSTO A TIEMPO y MQT , son enfoques filosóficos orientales, aplicados a las industrias para obtener altos niveles de productividad , fundamentado básicamente en las personas. Son a su vez esquemas indispensables para participar en el mercado global del siglo 21. Estas tendencias exigen a los involucrados formar parte de grupos o redes multidisciplinarias, a realizar cambios significativos en el quehacer diario, tener una visión a largo plazo y una constante capacitación como también la capacidad de adaptación de técnicas, procesos y esquemas, propios de las mejores empresas del mundo. Por tal motivo las personas deben predisponerse a un esquema no tradicional, fundamentado en el principio de autonomía.
FARO es una herramienta para la Gestión del Mantenimiento, con la cual podrá a muy bajo costo, controlar las labores de mantenimiento de su unidad productiva o todos sus activos.
7.- Describa el “layout” de un proceso de manufactura indicando los puntos donde se aplican equipos modernos de manufactura.
Distribución de Planta – Lay-out permitirá a su compañía ordenar todos los elementos que intervienen en sus procesos productivos, es decir, equipos, materias primas, materiales, componentes, personal, servicios, etc.; de tal manera que se garantice una eficiente circulación de operarios y productos en la planta o taller.
Con nuestra solución usted obtendrá la representación gráfica de una adecuada Distribución de Planta – Lay-out, con la disposición relativa de los medios utilizados en su planta o taller y si su compañía lo requiere, la asesoría para su implantación.
La solución Distribución de Planta – Lay-out asegura también que, una vez conocidas las características del proceso, no sólo que pueda realizarse el diseño físico de la misma, sino que además y entre otros aspectos, se logre:
Optimizar el espacio a emplear.
Optimizar el transporte en planta o taller, minimizando las distancias en el movimiento de materiales.
Asegurar una circulación fluida.
Minimizar la inversión en equipos.
Reducir los tiempos de fabricación.
Integrar debidamente todos los elementos que intervienen en la producción.
Garantizar la seguridad y la satisfacción del personal.
Procurar la flexibilidad para introducir mejoras en el proceso con un costo mínimo.
Obtención de cilindros tanto interiores como exteriores
Obtención de caras planas
Moleteado
Obtención de superficies rayadas según DIN 82 para sujeción de mangos, tuercas...
Perfilado de formas
Obtención de superficies de revolución.
Roscado
Obtención de roscas.
Acotación de las roscas
Indicación del Punto del torno
3.- Define en que consiste el Prototipado Rápido de un producto y explique para que sirve.
Prototipado y Categorización
La aplicación de la técnica de prototipado va a ser fundamental en el desarrollo e implementación de los métodos para la inspección y test de un producto, dado que, habitualmente, no será el producto final lo que se someta a los diversos experimentos, sino un prototipo del mismo con unas determinadas características, en virtud de las cuales se enfocarán los métodos en una dirección concreta. En definitiva, se trata de una cuestión indispensable, presente incluso en ciertos métodos contextuales (¡la versión previa de un producto puede constituir una forma de prototipo para la nueva generación!).
Por otra parte, los métodos de categorización que se citan, y después su conexión con el amplio y complejo mundo de la Calidad, tan sólo recuerdan la necesidad de una planificación meticulosa que nos ha obligado a hablar muchas veces de etapas de pre-diseño. Más concretamente, la Categorización por Tarjetas, sugerirá casi de inmediato al lector cómo establecer el contenido de los menús de una aplicación informática.
Prototipado
Según la funcionalidad reproducida
Según la fidelidad de la reproducción de la interfaz
Otras técnicas de prototipado
Prototipado Rápido
Prototipado por Vídeo
Métodos de Categorización
Prototipado
El prototipado modela el producto final y permite efectuar un test sobre determinados atributos del mismo sin necesidad de que está disponible. Se trata, simplemente, de testear haciendo uso del modelo. De acuerdo con las características del prototipo en cuanto a interfaz, funcionalidad, posibilidades de ampliación,... tenemos variadas posibilidades. En muchas ocasiones se dirá que Cuanto más próximo se encuentre el prototipo al producto real, mejor será la evaluación, pero veremos que esto no tiene por qué ser así.
Según la funcionalidad reproducida
Podemos distinguir dos tipos:
Prototipado Horizontal (Horizontal Prototyping): los prototipos horizontales exhiben un amplio espectro de las características del producto, pero sin el respaldo de una funcionalidad relativamente amplia.
Prototipado Vertical (Vertical Prototyping): los prototipos verticales muestran la funcionalidad exacta de un producto para una pequeña parte del conjunto completo. Por ejemplo, un prototipo vertical de un procesador de textos podría mostrar todas las funciones de comprobación de ortografía y gramática, pero ninguna función relacionada con la entrada de texto o su formato.
Según la fidelidad de la reproducción de la interfaz
Podemos distinguir dos tipos:
Prototipado de Alta Fidelidad (High-Fidelity Prototyping): el prototipo será prácticamente idéntico al producto final.
Prototipado de Baja Fidelidad (Low-Fidelity Prototyping): el aspecto del prototipo no se corresponderá con el del producto final, si bien reproducirá la disposición de sus características, dimensiones y otros aspectos (de hecho, se trata de prototipos horizontales, habitualmente). Frecuentemente se hablará de Prototipado de Papel (Paper prototyping) como uno de los mecanismos más económicos, en tiempo y dinero, para desarrollar prototipos. Ha sido una herramienta tradicionalmente destinada a software, pero se está empezando a comprobar que prototipos bi- y tridimensionales para hardware proporcionan resultados magníficos. Por otra parte, estos prototipos admiten, en general, rápidas modificaciones, admitiendo, en el moment del test, la inclusión en el mismo de variadas caracterísicas.
Otras técnicas de prototipado
Prototipado Reutilizable (Reusable Prototyping), más frecuentemente denominado Prototipado Evolutivo (Evolutionary Prototyping).
Prototipado Modular (Modular Prototyping), también más conocido como Prototipado Incremental (Incremental prototyping)
Prototipado Rápido
El Prototipado Rápido se describe como un método basado en ordenador que pretende reducir la iteraciones en el ciclo de diseño. Habitualmente se desarrollan prototipos que son rápidamente reemplazados o modificados como consecuencia de los datos proporcionados por continuos experimentos. Efectivamente es pues un método caracterísitico del software (esta filosofía se plantea posible para el hardware, pero requiere más medios) y la participación del usuario se relega al test del prototipo. Dos casos particulares son:
RAD (Rapid Application Development o Desarrollo Rápido de Aplicaciones)
JAD (Joint Application Development o Desarrollo Conjunto de Aplicaciones)
4.- Define los conceptos CAD-CAM-CAE y explica ampliamente su interacción dentro de los procesos de manufactura modernas.
Sistemas CAD CAM
En la actualidad existen sistemas de diseño asistido por computadora CAD siglas en ingles (Computer Aided Design) se utilizan para generar modelos con características de un producto determinado. Las características pueden ser el tamaño, el contorno y la forma de los componentes, se almacenan en dibujos electrónicos ya sean bidimensionales o tridimensionales.
Una vez al tener los datos del producto, estos han sido introducidos y almacenados en el sistema y guardados en el sistema, el diseñador tiene el control de manipularlos o modificar las ideas del diseño con muchísima facilidad, de esta manera pudiendo controlar el desarrollo del producto. Incluso la información puede compartirse e integrarse ideas y combinadas entre diseñadores, esto es posible por medio de transmisión de datos dentro de redes internas o externas por medio de Internet, con lo que los diseñadores e ingenieros situados en lugares distantes entre sí pueden trabajar como un equipo.
Los sistemas CAD también permiten simular el funcionamiento de un producto antes de la producción. Los sistemas CAD hacen posible comprobar si un circuito electrónico funcionará tal y como está previsto, si un puente será capaz de soportar las cargas consideradas sin peligros e incluso si una salsa de alimento fluirá adecuadamente desde un envase de nuevo diseño.
Los sistemas CAD hacen posible comprobar si un circuito electrónico funcionará tal y como está previsto, si un puente será capaz de soportar las cargas consideradas sin peligros e incluso si una salsa de alimento fluirá adecuadamente desde un envase de nuevo diseño.
A partir de unas especificaciones de fabricación a detalle, los arquitectos e ingenieros crean modelos 3D mediante gráficos generados por computadora, las piezas generadas por computadora son manipuladas para poder someterlas a infinidad de pruebas, y su forma puede ser modificada, antes de la fabricación físicamente del producto. Al poder tener d de conexión los sistemas CAD se conectan a equipos de fabricación también controlados por computadora pudiendo conformar un sistema integrado CAD/CAM CAM, siglas en ingles (Computer Aided Manufacturing).
compatibilidad de conexión los sistemas CAD se conectan a equipos de fabricación también controlados por computadora pudiendo conformar un sistema integrado CAD/CAM CAM, siglas en ingles (Computer Aided Manufacturing).
La fabricación computarizada ofrece extraordinarias ventajas con respecto a métodos tradicionales de control de equipos de fabricación. En lo general, los equipos CAM reafirman la eliminación de los errores del operador y la reducción de los costos de mano de obra. Más sin embargo, la precisión constante y el uso óptimo previsto del equipo representan ventajas aún más significativas. Por ejemplo, las herramientas de corte se desgastarán más lentamente y se estropearían con menos frecuencia, lo que reduciría todavía más los costos de fabricación.
Los equipos CAM se basan en una serie de códigos numéricos, al igual de los equipos CAD, estos almacenan en archivos de informática para controlar las tareas de fabricación y/o diseño. Este Control Numérico por Computadora (CNC) se obtiene describiendo las operaciones de la máquina en términos de los códigos especiales y de la geometría de formas de los componentes, creando archivos informáticos especializados o programas de piezas. La creación de estos programas de piezas es una tarea que, en gran medida, se realiza hoy día por software como AutoC.A.D. el cual es amigable para crea vínculos entre los sistemas CAD y CAM.
Las características de los sistemas CAD/CAM son muy bien aprovechadas por los diseñadores, dibujantes, arquitectos, ingenieros y fabricantes para adaptarlas a sus necesidades. Por ejemplo, un diseñador puede utilizar el sistema para crear muy rápidamente un primer prototipo, analizar la renda en un sistema CAD, inventor por ejemplo (vertical de autodesk), patrón que se sitúa de forma automática sobre la piel natural o sintética para tener al máximo el aprovechamiento del material al ser cortado con sierra o un láser, además de la información de CAD que describe el contorno de un componente de ingeniería, es posible elegir el material más adecuado para su fabricación en la base de datos y emplear una variedad de máquinas CNC combinadas para producirlo. La Fabricación Integrada por Computadora (CIM) aprovecha plenamente el potencial de esta tecnología al combinar una amplia gama de actividades asistidas por computadora, que pueden incluir el control de existencias, el cálculo de costos de materiales y el control total de cada proceso de producción. Esto ofrece una mayor flexibilidad al fabricante, permitiendo a la empresa responder con mayor agilidad a las demandas del mercado y al desarrollo de nuevos productos. La futura evolución incluirá la integración aún mayor de sistemas de realidad virtual, que permitirá a los diseñadores interactuar con los prototipos virtuales mediante la computadora, en lugar de tener que construir costosos modelos o simuladores para comprobar su viabilidad. También el área de prototipos rápidos es una evolución de las técnicas de CAD/CAM, en la que las imágenes informatizadas tridimensionales se convierten en modelos reales empleando equipos de fabricación especializada, como por ejemplo un sistema de estereolitografía.
5.- Clasifique los diferentes materiales que se utilizan en los procesos modernos de manufactura y describa los procesos de transformación que se pueden realizar en ellos.Clasificación de los procesos de manufactura
De manera general los procesos de manufactura se clasifican en cinco grupos:
Procesos que cambian la forma del material
Metalurgia extractiva
Fundición
Formado en frío y caliente
Metalurgia de polvos
Moldeo de plástico
Procesos que provocan desprendimiento de viruta por medio de máquinas
Métodos de maquinado convencional
Métodos de maquinado especial
Procesos que cambian las superficies
Con desprendimiento de viruta
Por pulido
Por recubrimiento
Procesos para el ensamblado de materiales
Uniones permanentes
Uniones temporales
Procesos para cambiar las propiedades físicas
Temple de piezas
Temple superficial
Trabajo en banco
Cepillado
Torneado
Brochado
Taladrado, rimado, barrenado mandrilado y avellando
Esmerilado
Fresado
6.- Describa 5 equipos de manufactura que se utilizan actualmente en las empresas de clase mundial que permiten elevar la producción y calidad de las mismas.
La manufactura de clase mundial; se fundamenta en La Excelencia como Forma de Vida, hacer las cosas bien desde el principio; para garantizar la minimización de las perdidas en cualquier tipo de industria. Los principios en 3Y,5S, KAIZZEN, ESMED, JUSTO A TIEMPO y MQT , son enfoques filosóficos orientales, aplicados a las industrias para obtener altos niveles de productividad , fundamentado básicamente en las personas. Son a su vez esquemas indispensables para participar en el mercado global del siglo 21. Estas tendencias exigen a los involucrados formar parte de grupos o redes multidisciplinarias, a realizar cambios significativos en el quehacer diario, tener una visión a largo plazo y una constante capacitación como también la capacidad de adaptación de técnicas, procesos y esquemas, propios de las mejores empresas del mundo. Por tal motivo las personas deben predisponerse a un esquema no tradicional, fundamentado en el principio de autonomía.
FARO es una herramienta para la Gestión del Mantenimiento, con la cual podrá a muy bajo costo, controlar las labores de mantenimiento de su unidad productiva o todos sus activos.
7.- Describa el “layout” de un proceso de manufactura indicando los puntos donde se aplican equipos modernos de manufactura.
Distribución de Planta – Lay-out permitirá a su compañía ordenar todos los elementos que intervienen en sus procesos productivos, es decir, equipos, materias primas, materiales, componentes, personal, servicios, etc.; de tal manera que se garantice una eficiente circulación de operarios y productos en la planta o taller.
Con nuestra solución usted obtendrá la representación gráfica de una adecuada Distribución de Planta – Lay-out, con la disposición relativa de los medios utilizados en su planta o taller y si su compañía lo requiere, la asesoría para su implantación.
La solución Distribución de Planta – Lay-out asegura también que, una vez conocidas las características del proceso, no sólo que pueda realizarse el diseño físico de la misma, sino que además y entre otros aspectos, se logre:
Optimizar el espacio a emplear.
Optimizar el transporte en planta o taller, minimizando las distancias en el movimiento de materiales.
Asegurar una circulación fluida.
Minimizar la inversión en equipos.
Reducir los tiempos de fabricación.
Integrar debidamente todos los elementos que intervienen en la producción.
Garantizar la seguridad y la satisfacción del personal.
Procurar la flexibilidad para introducir mejoras en el proceso con un costo mínimo.
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