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Selección de Materiales en Diseño Mecánico, image, image, image, image,…
Selección de Materiales en Diseño Mecánico
Introducción
Introducción y Sinopsis
Diseño Mecánico
El papel de los materiales
Materiales en el diseño
El diseño es un proceso
traducir una nueva idea o una necesidad del mercado
en la información detallada
a partir de la cual
se puede fabricar un producto
Etapas
Elección del material
Determinado por el diseño principalmente
Más de 120.000 materiales a disposición
No se puede hacer
independientemente de la elección del proceso
El costo
Entorno en el que vivimos
Fabricación del producto
se necesitan
Datos precisos
Menos materiales
procedimiento de fabricación
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La evolución de los materiales de ingeniería
A lo largo de la historia
Los materiales tienen diseño limitado
Se nombraba cada época con el material descubierto
Edad de piedra, de bronce, de hierro
Nosotros vivimos
La era de los materiales avanzados
Evolución muy rápida
Propiedades más variadas
Demanda de acero y hierro fundido
A caído en algunos países
Desarrollo lento
Demanda de polímeros y compuestos
Crece rapidamente
Demanda de nuevas cerámicas
Sugieren una expansión continua
Estudio de caso: la evolución de los materiales en las aspiradoras
Barrer y quitar el polvo
Prácticas homicidas
Surge la necesidad
de crear la aspiradora
Aspiradoras de 1905
Impulsadas por humanos
Con caudal de 1 l/s
Aspiradoras de 1908
Primera aspiradora eléctrica
Aspiradoras de 1950
Diseño mejorado
Con caudal de 10 l/s
Aspiradoras de 1985
Trabaja a 800 W
Con un caudal de aire correspondiente
Aspiradoras actuales
Tienen doble potencia
El proceso de diseño
Introducción y Sinópsis
Diseño Mecánico
Selección de Materiales
Aplicación de principios físicos
El proceso de diseño
Punto de partida
La necesidad del mercado
se define
con precisión
se formula
una declaración de necesidad
"se requiere un dispositivo para realizar la tarea X"
Se desarrolla un producto llamado sistema Técnico
consta de
subconjuntos y componentes
ensamblados
realizan la tarea requerida
Concepto
Personificación
Detalle
Punto Final
Producto que satisface la necesidad
Analizar componentes en detalle
Elección final de material y proceso
Optimice el rendimiento y el costo
Preparar dibujos detallados
Desarrollar el diseño, la escala, la forma
Modelar y analizar ensamblajes
Optimiza las funciones
Evaluar y seleccionar diseños
Definir especificación
Determinar la estructura de la función
Buscar principios de trabajo
Evaluar y seleccionar conceptos
Tipos de diseño
Diseño original
Nueva idea o principio de funcionamiento
Materiales nuevos
Diseño adaptativo
Busca un avance incremental
a través de
refinamiento del principio de funcionamiento
Diseño de variantes
Cambio de escala o dimensión o detalle
sin
cambio de función
Herramientas de diseño y datos de materiales
Herramientas de diseño
Modelado de funciones
Estudios de viabilidad
Análisis aproximado
Modelado geométrico
Métodos de simulación
Modelado de costos
Modelado de componentes
Elemento finito
modelado (FEM)
DFM, DFA
Necesidades de datos de materiales
Datos para TODOS los materiales, baja precisión y detalle
Datos para un SUB CONJUNTO de materiales, mayor precisión y detalle
Datos para UN material, máxima precisión y detalle
Función, material, forma y proceso
Selección de Material
Proceso
Están ligadas con
Elección de la forma
forma externa, macro, interna o micro
Material se somete a procesos
Fabricación
Procesos de conformado primario
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procesos de remoción de material
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procesos de acabado
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procesos de unión
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La función
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El proceso
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Estudio de caso: dispositivos para abrir botellas con corcho
Existen 3 conceptos básicos
Unas delgadas hojas elásticas insertadas por los lados del corcho aplican tracciones de cizallamiento cuando se tira.
el corcho es perforado por una aguja hueca a través de la cual se bombea un gas para expulsarlo.
Los requisitos
un tornillo
una palanca de luz (es decir, una viga)
una hoja elástica delgada
una aguja fina, hueca, rígida
Son los insumos
Para el proceso de elección del material
Se enrosca un tornillo en el corcho al que se aplica un tirón axial
