Víctor Contreras: Título II
| Título | TORNO CNC Y TECNOLOGÍAS DE PROTOTIPOS |
|---|---|
| Tipo de Proyecto | Proyecto de Titulación |
| Carreras | Diseño Industrial"Diseño Industrial" is not in the list (Arquitectura, Diseño, Magíster, Otra) of allowed values for the "Carreras Relacionadas" property. |
| Alumno(s) | Victor Contreras |
TORNO CNC
para formas plasticas de revolucion
EL TORNO
Fabrica piezas geométricas de revolución. Su forma antigua era un plato circular que giraba en un eje vertical impulsado por una persona, era utilizado para la alfarería. Luego tomo su forma horizontal utilizado para la carpinteria y con los años aparecio su utilizacion en la industria.
Alfarería ------> Carpintería ------> Industria
TIPOS DE TORNO
Torno paralelo
Es el más común tiene los componentes básicos. Al ser manual para un buen manejo se necesita un profesional calificado para operarlo.
Torno copiador
Opera con un dispositivo hidráulico con el que se tornean las piezas siguiendo el perfil de una plantilla como guía para reproducir piezas idénticas.
Torno revolver
Diseñado para el mecanizado de piezas en las que es posible el trabajo simultaneo de varias herramientas disminuyendo así el tiempo de trabajo.
Torno vertical
Variedad de torno con el eje vertical, se utiliza para el mecanizado de piezas de gran tamaño que por dimensiones o por peso hacen difícil una fijación horizontal, no poseen contrapunto.
Torno CNC
Gran capacidad de producción en serie y de precisión. La trayectoria de la herramienta de torneo se controla por un computador. Maquina entable para el mecanizado de grandes series de piezas sencillas, piezas de revolución, resultados de alta precisión en piezas curvas coordinando los movimientos axiales y radiales del avance de la herramienta.
ESTRUCTURA DEL TORNO
Cabezal fijo
Contenedor de engranajes y poleas las que impulsan la pieza de trabajo. Contiene el motor, el husillo, control de velocidad, avance y un selector de avance.
Bancada
Es un soporte para otras unidades del torno. Tiene guías que sirven para desplazar el cabezal móvil o contrapunto y el carro principal.
Contrapunto
Utilizado para servir de apoyo y poder colocar las piezas apoyadas en dos puntos, también recibe otros elementos como porta broca o broca para hacer taladros en el centro de los ejes
Cabezal giratorio (Chuck)
Sujeta la pieza a mecanizar, hay de 4 mordazas, chuck magnéticos y de 6 mordazas y los cnc son hidráulicos.
PROCESO DE TORNEADO
Para una forma cilíndrica el torno pone en movimiento
de rotación la pieza alrededor de su
propio eje ( eje de rotación).al mismo tiempo se
hace que se mueva la pieza contra una cuchilla
(pieza de corte) que produce el arranque de la
viruta. Este proceso se llama torneado y en él se
pueden distinguir diversos movimientos.
PROCEDIMIENTOS DE TORNEADO
Para la diversidad de piezas de revolución se obtienen a partir de distintos procedimientos de torneado. Las piezas pueden ser de torneado exterior o torneado interior. Una pieza cilíndrica se obtiene mediante el cilindrado, una superficie plana mediante refrentado o torneado al aire, un cono por torneado cónico, las piezas perfiladas o de forma mediante torneado de forma, las roscas por roscado o tallado de rosca al torno.
Cilindrado
Refrentado o torneado al aire
Torneado cónico
Torneado de piezas perfiladas o de forma
Torneado o tallado de roscas al torno
HERRAMIENTA PARA TORNEAR
Para arrancar las virutas se utilizan herramientas de corte, cuchillas y cinceles de tornear. Su eficiencia dependen del material de que están hechas y de la forma del filo.
MATERIALES
El material debe tener las siguientes propiedades: dureza, tenacidad, dureza en caliente, y resistencia al desgaste. La dureza es necesaria para que el filo pueda penetrar el material, cuando falta tenacidad la cuchilla puede quebrarse por la presión del corte. Se necesita un cierta resistencia en caliente para que la dureza se mantenga cuando el filo se calienta por el rose que se produce al arrancarla viruta. La resistencia al desgaste tiene el objetivo de impedir el desgaste del filo.
Para las herramientas de corte se utilizan diversos materiales. Acero no aleado llamados aceros al carbono poseen entre 0.5 a 1.5% de carbono pierde su dureza a los 250°C siendo inapropiadas para grandes velocidades de giro.
ACERO ALEADO además del carbono se adiciona volframio, cromo, vanadio, molibdeno entre otros. Pierde su dureza a los 600°C lo que es posible el torneado a velocidades de corte elevadas.
METALES DUROS compuestos de molibdeno y volframio. Tienen una temperatura de corte de 900°C, trabaja con elevadas velocidades de corte. La velocidad de corte coadyuva a que la superficie que se está trabajando resulte lisa.
DIAMANTE es muy duro y no se desgasta. Se utiliza para corte te herramientas se emplean para trabajos muy finos y maquinas especiales.
MATERIALES CERÁMICOS se sujetan en soportes adecuados para esta herramienta y solo la parte cortante de ella está constituida de este material que es muy duro.
FORMA DEL CORTE DE LA HERRAMIENTA
En la herramienta de corte se distingue el vástago o mango y la cabeza del útil. El vástago sirve para la sujeción de la herramienta. La cabeza del útil va provista de filos necesarios para el arranque de la viruta. La forma fundamental de arranque de viruta es la cuña. El filo es la línea de intersección de las caras de la cuña.
TIPOS DE ÚTILES
Cada trabajo necesita de un útil apropiado, abra que escoger entre uno para desbastar, afinar, taladrar, tallar engranajes, etc. Los principales útiles están normados.
ÚTIL DE DESBASTE
El desbaste consiste en arrancar en poco tiempo una gran cantidad de material, los útiles de desbastar son de construcción robusta. Pueden ser rectos o de forma curva. Según la posición del corte principal se puede utilizar un útil de corte a la derecha o un útil de corte a la izquierda.
ÚTIL DE AFINAR
El afinado trata de obtener una superficie cuidadosamente terminada. Generalmente se utiliza el útil de afinar puntiagudo con corte redondeado, también está el de afinar ancho. El afinado no solo busca lograr una pieza con buen aspecto sino también reducir al máximo el roce entere superficies que se deslizan unas sobre otras, ya que las estrías o marcas del torneado por más pequeñas que sean pueden producir roturas de pernos, gorrones, ejes, etc.
ÚTIL DE CORTE LATERAL
Se utilizan para refrentar y para tornear entrantes o salientes formando esquinas marcadas. No se utilizan para arrancar virutas gruesas por su forma puntiaguda es poco resistente para ese trabajo.
SUJECIÓN DE LA HERRAMIENTA
La herramienta está sometida al esfuerzo de corte. La magnitud
del esfuerzo depende de la resistencia del material que se está
trabajando y de la sección de la viruta.
SUJECIÓN DE LA HERRAMIENTA
Sujeta el útil del torno en cortes
de poca fuerza. Un calce
esférico hace posible el rápido
reajuste de alturas en 2…3mm.
PORTA ÚTIL O PORTA HERRAMIENTA
Por ejemplo:
Si se arranca una viruta de 1mm de sección de un acero 0.11*
da lugar a una fuerza de corte de 160Kg, entonces si la sección
de la viruta cambia a 3mm el esfuerzo de corte es proporcionalmente
mayor
P=160Kg/mm2 X 3mm2 = 480Kg
Por lo tanto la herramienta deberá estar sujeta de modo firme y
seguro para que con esas cargas no ceda o se flecte.
SUJECIÓN DE LA HERRAMIENTA
Sujeta el útil del torno en cortes
de poca fuerza. Un calce
esférico hace posible el rápido
reajuste de alturas en 2…3mm.
PUENTE DE SUJECIÓN
Sujeta la herramienta incluso en el caso de cortes fuertes.
PORTÁTIL CUÁDRUPLE
Facilita la sujeción simultanea de 4 útiles que pueden
hacerse entrar en funciones rápidamente
uno tras de otro.
VELOCIDAD DE CORTE
En cada revolución de la pieza trabajada pasa su perímetro una vez por el filo del útil. Para un diámetro igual a 85 mm su perímetro vale 267mm = 0.267m, a 100 rpm corresponde por lo tanto 0.267m x 100 rev/ min = 26.7 m por minuto recorrido por un punto de la periferia. Esta es por lo tanto la velocidad circunferencial de la pieza. La velocidad circunferencial es al mismo tiempo la velocidad con la que se arranca la viruta y se llama velocidad de corte. Si la velocidad de corte es muy pequeña puede demorar mucho un trabajo y si es muy grande puede hacer perder dureza al útil de corte. Interesa entonces escoger una velocidad adecuada para cada caso en las que influyen las siguientes circunstancias.
Material de la pieza. Un material duro produce más calor en el arranque de viruta que un material blando por esta razón deben trabajarse con una velocidad más reducida que estos últimos.
Material de la herramienta. El material duro soporta más calor que los aceros rápidos permitiendo una mayor velocidad de corte.
Sección de viruta. Cuando se tornean virutas pequeñas (afinado, alisado) las velocidades de corte pueden ser mayores, cuando las virutas son gruesas (desbastado) la velocidad de corte debe ser menor por que las grandes secciones de viruta producen más calor que las pequeñas.
Refrigeración. Permite utilizar velocidades de corte mayor que en un torneado en seco.
Tipo de máquina. Una maquina robusta soporta velocidades de corte más altas que una de construcción más ligera.
Ejemplo de trabajo
Mecanizado de un perno liso Antes de trabajar se piensa el orden más ventajoso de los procesos de trabajo y que herramientas son para cada labor.
1 Sujeción de la pieza en bruto
Plato de sujeción
2 Refrentado de la cara frontal
Útil de corte lateral
3 Desbastado
Útil de desbastar
4 Afinado, desbarbado
Útil de afinar, útil de mano
5 Tronzado
Útil de tronzar
6 Refrentado de la segunda cara frontal
Útil de corte lateral
Ranurar
Es la operación que hace ranuras en las piezas mediante torneado. Se utiliza un útil de ranurar o de hacer gargantas. Su ancho varía según el trabajo a realizar
Tronzado
Las piezas se cortan mediante tronzado
PRIMER ACERCAMIENTO AL TORNO CNC
Modelo de una fresadora
Esta fresadora se encuentra en el taller de Genera Grip Se mueve en 3 ejes y ha sido modificada para convertirla en una Fresadora CNC. Ellos compraron los motores y también hubo que modificar los ejes de la maquina por unos ejes de bola para eliminar que se desplace la cama y la fresa. Así se obtiene un movimiento con más precisión por parte de los motores. Utiliza 3 motores paso a paso que mueven aproximadamente entre 150 a 200 kilos conectados por medio de correas dentadas a los ejes de bolas. Se maneja a través de un laptop en donde se cargan las piezas dibujadas en solidworks y sobre este se encuentra el panel de controladores de los motores.
Fresadora modificada
Motor del eje Y
Motor del eje Z
Motor del eje X
Panel de controladores
Tornería CNC
En esta tornería se mecaniza la pieza que estructura la caja de cambios de un vehículo La pieza es de fundición y no se rectifica completamente, sino solo las partes que se necesitan
El torno es cnc y el operador solo pone la pieza en el plato del torno que funciona hidráulicamente para agarrar la pieza luego comienza a girar a 4000 rpm. Así comienza el mecanizado a una velocidad mucho más rápida que los tronos normales o los copiadores El proceso según la herramienta que se utiliza se divide en fases, entonces si pasa alguna eventualidad como la pérdida del filo de una herramienta de corte se detiene el proceso y se reemplaza la herramienta y luego se repite la fase en la que se quedo.
el torno copiador realiza un proceso que es el torneado exterior de la pieza y luego tiene que pasar a otro que realiza el torneado interior. aquí se observa la primera herramienta que es la desbastadora a mano izquierda que es la que remueve mayores cantidades de material y luego viene la herramienta para el afinado del torneado que ajusta la pieza a la medida de la guía que esta en la parte superior del torno todo esto funciona mecánicamente.
SEGUNDO ACERCAMIENTO AL TORNO CNC
Primera cotización
Guías lineales sbr Ø12mm------------------------ 43500
Husillo de bola 2 Ø12mm -----
Polea 3´´-----------------------------------------7500
Acero 41/40 eje motor 1 1/2 ------------------5000
Polea 1 1/2 -----------------------------------4000
Correa tipo V 1-----------------------------------3000
Motor eléctrico 1 -----
Motores stepper nema 23 1.1Nm 2 unidades---------39500
Corte plasma planchas metálicas soporte---------101000
Rodamientos 2-------------------------------------3000
Plato torno 4----------------------------------48000
Total por unidades-------------------------------------------254500
El torno de ritoque
Tiene tres velocidades, transmisión por correas y ajuste de estas de forma manual, una caja de engranajes para el avance automático del carro principal, utiliza un plato de 4 pulgadas y tuene una bancada de 950 mm de largo total con 690 mm guías para el avance del carro principal.
Estado del torno
El torno se encuentra en un estado muy deteriorado. Las guías lineales están corroídas por el oxido lo cual ha hecho perder la superficie lisa por la cual se desplaza el carro principal.
El carro principal no avanza ya que se las manillas que lo hacen girar están malas y el sistema interno de este no calza con la pletina dentada que está debajo de la guía por lo tanto cuando uno trata de hacerlo avanzar esta pasa en banda. El husillo que mueve el carro principal automáticamente tampoco funciona porque no engancha al carro, este gira pero no lo mueve.
La manilla del contrapunto no gira y la palanca que lo asegura en la guía lineal no aprieta.
El plato del torno se encuentra en buen estado a pesar de la oxidación que se puede observar en el en su interior no se encuentra de la misma manera, funciona bien y esta con su herramienta para apretar las tenazas. El eje funciona con cojinetes de fricción que se lubrican por medio de unos artefactos que dudo que funciones por su estado.
La caja de engranajes que transmiten el movimiento al husillo funciona bien. El motor eléctrico de 220v corriente alterna 1425 rpm hacer corto circuito, gira pero salen chispas de su interior.
TERCER ACERCAMIENTO AL TORNO CNC
FACILITAR EL DESARROLLO DE LAS IDEAS
Fomentar el desarrollo de objetos que contemplen tecnología, facilitando los procesos de diseño y el desarrollo de objetos a través de estas herramientas.
Crear un espacio para la innovación un lugar en el que puedan concretarse las ideas sin una gran inversión de tiempo, poder aumentar la cantidad de pruebas anteriores al resultado final.
Poder hacer nuestras propias soluciones a los procesos que se necesiten para llevar a cabo algún diseño.
TECNOLOGÍA DE PROTOTIPOS
Se puede definir al prototipado rápido como la manera más rápida de poder obtener una réplica tridimensional exacta de un diseño que se ha generado mediante un software de modelado CAD en tres dimensiones.
Los modelos pueden estar agrupados en dos clasificaciones, en la primera los objetos físicos pueden únicamente ser estéticos o útiles para el estudio de mercado al que van dirigidos y en el segundo grupo los modelos pueden cumplir algunos de los requerimientos mecánicos que tendría la pieza definitiva, con esto ofrece la posibilidad de realizar pruebas funcionales antes de que existan los moldes preliminares.
Tenemos la necesidad de reproducir, las formas ideadas. Desde el concepto a la forma existe un proceso laborioso en ese momento los hombres decidieron hacer de sus manos el medio para dar forma a los objetos que determinaron su evolución, objetos ideados, objetos pensados, herramientas, utensilios, arte, etc. La ciencia ayudo a crear elementos que diesen materia y armonía a sus creaciones.
El prototipado rápido consiste en la introducción de coordenadas matemáticas trabajadas en la tecnología CAD/CAM las que son procesadas para realizar los modelos de forma rápida y a escala.
Principales tecnologías
Las técnicas de prototpado rápido pueden clasificarse en cuatro grandes grupos
Estereolitografia
Procedimiento que consiste en endurecer una resina foto curable (puede ser resina epoxi o resina acrílica) en estado liquido por medio de un laser ultravioleta. La solidificación se aplica por capas hasta completar las piezas.
Los componentes de esta máquina son fundamentalmente: un laser ultravioleta, un recipiente con resina foto curable en estado liquido, un elevador dentro del recipiente.
La maquina divide en secciones transversales el modelo tridimensional del prototipo
Una vez procesados los datos el elevador se sitúa justo por debajo de la superficie de la resina liquida
Le laser ultravioleta dibuja la primera sección transversal del prototipo sobre la superficie del recipiente de resina solidificándola
Cuando termina el procedimiento anterior el elevador baja según lo que el programa ha calculado para volver a dibujar la siguiente sección y así solidificar otra capa
El proceso se repite capa por capa hasta que el prototipo este terminado.
Sinterizacion selectiva por laser
La sinterizacion selectiva por laser es un proceso prácticamente similar a la estereolitografia
Pero varían en el material que se utiliza. En este caso se utiliza un polvo en lugar de un líquido.
La maquina se compone fundamentalmente de un laser de CO2, un rodillo, un elevador, dos estanques de polvo.
El procedimiento el software de la maquina divide el objeto diseñado en 3d en secciones transversales
Se esparce una capa de material en polvo por la superficie de construcción
El laser sinteriza el polvo (une sus partículas por calor) dibujando la sección transversal del objeto
Este proceso se repite agregando una capa de polvo para cada sección transversal.
Deposición por hilo fundido
Este método (fused deposition modeling FDM) consiste en extruir una pequeña cantidad de un termoplástico (poliéster) a través de una boquilla extrusora formando cada sección a su vez del objeto tridimensional.
La maquina se compone fundamentalmente de un cabezal móvil que es el que derrite el filamento de plástico.
Una plataforma y el rollo de poliéster.
El material sale del cabezal extrusor en un estado semilíquido los movimientos en los ejes x e y del cabezal definen cada sección de la capa.
Posteriormente la plataforma desciende en el eje z dando lugar a una nueva capa sobre la anterior.
PRO Y CONTRA
Estereolitografia
Método económico y rápido Proporciona una visión física y funcional del diseño Posible aplicación: modelos conceptuales y estética, detalle de partes y exactitud, padrones maestros para procesos secundarios.
Sinterizacion selectiva por laser
Permite hacer ensayos de resistencia y durabilidad Posibilidad de manejar diferentes materiales Piezas muy resistentes Posibles aplicaciones: prototipos y patrones de plástico y metal, mecanizados complejos, partes de la durabilidad, partes con pequeños detalles.
Fabricación por corte
Materiales muy económicos Precisión según la altura de la capa Los materiales no se transforman en el proceso por lo que se obtiene una pieza estable No existe post proceso de curado de las piezas
Deposición por hilo fundido
Relativamente rápido Las piezas obtenidas son resistentes y no necesitan mecanizado Material dúctil como cualquier polímero
PROCESO DE DISEÑO DEL PROTOTIPO DE UNA BOTELLA PET Y SU COMPARACION CON LOS PROCESOS DE PROTOTIPADO DE LOS AÑOS 60'S
Prototipos rampa emergencia
Caso
Diseño de una rampa de emergencia La rampa de emergencia debe lograr crear un paso entre dos vagones situados en paralelo para poder evacuar a los pasajeros de un tren a otro. Tiene que poseer una distancia tal que pueda unirlos según las distintas separaciones que existan entre ellos puesto que la distancia que separa las vías del metro no son uniformes. También debe poder adaptarse a las diferencia de altura entre los vagones.
La rampa será utilizada por los usuarios del metro por ende debiese pasar hasta una silla de ruedas a través de ella.
Tiene que poder guardarse en la cabina del vagón por lo tanto esta debe ser desmontable para ser guardada y utilizada y además plegable para que ocupe el menor espacio posible dentro de la cabina.
Desarrollo del prototipo
Aparecieron dos ideas, la primera contemplaba un plano inmóvil horizontal sobre el piso de uno de los vagones que tuviese otro plano que se adaptara a la diferencia de altura.
Lo que provocaba tener un punto de unión entre estas dos partes que se regulaba según la altura del vagón contiguo. Esta forma no era muy viable porque significaba proponer todo un sistema de anclaje de la parte fija y de qué manera podría regularse el eje para la parte variable en altura.
La segunda a partir de la primera elimina el eje regulable y lo deja solo en dos posiciones abierta y cerrada pero agrega una diferencia angular entre los dos planos de 160° de esta manera deja los planos con un pendiente de 10 grados respecto de un eje horizontal.
La longitud radial que ofrecen los 10°de pendiente se traducen a un máximo de 40cm de desfase vertical entre los vagones.
Ambos materiales están disponibles en el mercado local son materiales maleables fáciles de trabajar pero no de soldar en el caso del aluminio Los planos se construirán de aluminio y la estructura será hecha de tubo de fierro.
problemas particulares
Como solucionamos la unión entre los planos y de qué forma se asegura el momento en que la rampa está extendida para poder situarla entre los vagones. Se utilizan dos pestañas metálicas perforadas para pasar un perno como eje de los más resistentes a las fuerzas de corte, de graduación 12 aproximadamente. Las pestañas están separadas entre ellas con una golilla pastica y entre la pestaña y pero otra golilla, la tuerca va fija a una cara de la pestaña que se muestra en la imagen.
De esta forma cuando la rampa sea extendida se aprieta el perno y se hace presión entre las pestañas metálicas que fijan los planos por los que pasaran los usuarios.
En el caso de los marcos que son de tubo continuo el que debe estar unido en los extremos. Este marco tiene dos lados de 80 cm que corresponden a los lados más cortos, la unión de soldadura debiese quedar en estos bordes y además en el que se apoya sobre el suelo.
No se debe dejar la unión en los lados más largos que son los que soportan el peso de los usuarios por que están sometidos a flexión y se puede romper la unión y en consecuencia colapsar la estructura.
Primer prototipo de la rampa de emergencia.
Este prototipo tiene barandas solidas plegables para poder quedar en una fase de guardado compacto Dos estructuras en forma de marco hechos de fierro para recibir los planos de aluminio Un par de bisagras metálicas que traban los planos en 160°.
Momento 1. Cerrada.
Vista Isometrica
Vista Superior
Vista Lateral
Momento 2. Extendida.
Vista Isometrica
Vista Lateral
Vista Frontal
Visualización de las distintas configuraciones de los carros del metro
Cotas de desplazamiento horizontal entre carros.
Cotas de desplazamiento vertical entre carros
Segundo prototipo de la rampa de emergencia
en la segunda versión se elimina el pasamanos metálico y se reemplaza por un pasamanos hecho de cuerdas de seguridad tensadas a la estructura del carro
Vista Isometrica
Vista Frontal
Vista Superior
Vista Lateral
Esta segunda abrazadera fija la rampa al riel del vagón y ademas la gira en el eje vertical permitiendo que esta pueda posicionarse entre vagones que no estén frente a frente.
esta pieza no permitía que la abrazadera quedase apoyada completamente en la el suelo del vagón.
Esta versión cumple la misma función que la anterior. Tiene un brazo que desplaza el centro de giro al interior de la rampa y ademas la apoya sobre el suelo del vagón.
La distancia máxima de desfase entre los trenes no puede exceder los 110cm, una distancia mayor puede resulta peligrosa ya que la rampa no quedara apoyada completamente en el piso del carro.
Este desfase reduce también la separación horizontal de los trenes.
TERCER PROTOTIPO DE LA RAMPA DE EMERGENCIA
En este prototipo se han eliminado las formas de fijación del marco de la rampa al riel de las puertas del vagón. se han solucionado las fijaciones para las correas de seguridad, este mismo sistema de correas sera la que fije la rampa al carro.
Estructura de desarrollo para prototipos
En el diagrama se observa la estructura general de como se ha desarrollado el proceso de prototipado de este caso rampa emergencia.
En el proceso de creacion de un prototipo se realizan varias tareas en paralelo a la estructura general de este.
Cuando se han definido los problemas y las particularidades de estos en el prototipo comienza la retroalimentación de este, me refiero el proceso iterativo del prototipo desarrollado por computador. El prototipo es un objeto que va evolucionando y puede ir modificándose rápidamente cuando se trabaja con computadores y programas de diseño parametrico, de esta forma los prototipos digitales son objetos efímeros que pueden mutar su forma a medida que se va avanzando pero con la salvedad de que se puede volver atrás en caso de haber perdido el rumbo.
Esta forma de prototipar permite que las tareas que se iban desarrollando linealmente pasen a un desarrollo en paralelo. Se puede ir dando forma modificando materiales y cotizando los costos de producción según avanza el proyecto.
Hasta donde llegar con el prototipo virtual
Los prototipos virtuales o más bien los programas para dibujar en tres dimensiones permiten poder llegar a un nivel de solución formal extremadamente cercana a la real, que significa esto, que las maquetas ya no se presentan solo como volúmenes de formas descriptivas, sino que también se puede llegar a proyectar los detalles de estas (una unión entre dos piezas por ejemplo). Las maquinas de prototipado rápido dependiendo de la escala en que se quiere reproducir un prototipo virtual también podrían llegar a este nivel de resolución.
Lo que se intenta decir es que es posible obtener prototipos rápidos fidedignos sin prejuicios a arrepentimientos futuros de forma ya que pasa mucho que cuando se hacen prototipos reales los diseñadores no quieren a veces modificar alguna parte por el tiempo que han invertido en desarrollarlo para el modelo.
Ademas de las características y posibilidades anteriores los software de diseño pueden hacer cálculos para análisis de estructuras, análisis de tensión, visualizaciones foto-realistas, etc. Todas estas coordenadas que se le agregan a los prototipos sirven para poder pre-visualizar de manera mas real las propiedades físicas, mecánicas y visuales previas al paso de obtener una forma tangible fabricada por los procesos de prototipado rápido cnc.
Analisis de tension
Propiedades físicas aproximadas
Masa 38 kg
Área 2.4 m^2
Volumen 0.012 m^3
Materiales simulados
Nombre Acero
General
Densidad de masa 7,86 g/cm^3
Límite de elasticidad 207 MPa
Resistencia máxima a tracción 345 MPa
Tensión
Módulo de Young 220 GPa
Coeficiente de Poisson 0,275 su
Módulo cortante 86,2745 GPa
Tensión térmica
Coeficiente de expansión 0,000012 su/c
Conductividad térmica 56 W/( m K )
Calor específico 460 J/( kg c )
Nombre Aluminio
General
Densidad de masa 2,71 g/cm^3
Límite de elasticidad 275 MPa
Resistencia máxima a tracción 310 MPa
Tensión
Módulo de Young 68,9 GPa
Coeficiente de Poisson 0,33 su
Módulo cortante 25,9023 GPa
Tensión térmica
Coeficiente de expansión 0,0000236 su/c
Conductividad térmica 167 W/( m K )
Calor específico 1256,1 J/( kg c )
Nombre Acero galvanizado
General
Densidad de masa 7,85 g/cm^3
Límite de elasticidad 207 MPa
Resistencia máxima a tracción 345 MPa
Tensión
Módulo de Young 200 GPa
Coeficiente de Poisson 0,3 su
Módulo cortante 76,9231 GPa
Tensión térmica
Coeficiente de expansión 0,000012 su/c
Conductividad térmica 53 W/( m K )
Calor específico 450 J/( kg c )
Estos valores son los que el programa de dibujo cad considera al momento de agregar los materiales a cada una de los componentes del prototipo para poder hacer una simulación. Ademas se agrega la fuerza con una magnitud de 1000N unos 100kgf aproximadamente a la estructura, de esta forma podemos visualizar la deformación que tendría la rampa si se sometiera a esa supuesta tensión.
Las flechas amarillas señalan la dirección en que se ejerce la fuerza sobre la estructura la cual es equivale a 1000N
En este gráfico se muestra la tensión de Von Mises representada según los colores y medida en Mega-pascales en la imagen se muestra el valor máximo de 500.2MPa
En esta gráfica se describe por los colores la cantidad de milímetros que se ha desplazado la estructura de su punto original hasta el final.
