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https://www.innovacioneducativa.unam.mx:8443/jspui/handle/123456789/5173| Título : | Innovación y fortalecimiento del aprendizaje de técnicas de Ingeniería de Reversa y Manufactura Aditiva, empleando la infraestructura del Área de Manufactura Aditiva del LUIDIMA - CCADET |
| Autor : | Ruiz Huerta, Leopoldo |
| Fecha de publicación : | 2014 |
| Resumen : | La presente solicitud, tiene como fin el incrementar las capacidades de enseñanza aprendizaje en carreras de ingeniería, aplicando la innovadora infraestructura montada en el Área de Manufactura Aditiva del Laboratorio Universitario de Ingeniería de Diseño y Manufactura Avanzada (LUIDIMA) CCADET, para la enseñanza de las técnicas de ingeniería de reversa y manufactura aditiva que en el mismo se manejan; permitiendo mejorar los conocimientos impartidos a los recursos humanos formados en las carreras de ingeniería Mecánica y Mecatrónica, en una primera etapa, pero que pueden verse extendidos a otros campos de la ingeniería, así como al Diseño Industrial y las áreas Médicas, Odontológicas y Veterinarias. La manufactura aditiva facilita el proceso de construcción de partes con geometrías particularmente complicadas de obtener por otros métodos, o bien que son costosas desde la perspectiva de tiempo; presentando un amplio intervalo de oportunidades y retos. Dos de las tecnologías con mejores capacidades para construir partes funcionales son: FDM (Fused Deposition Modeling, por sus siglas en Inglés) y Polyjet (Resinas fotopolimerizables), las cuales ofrecen la habilidad de complementar a otros procesos más tradicionales y de alta producción. Actualmente dentro de la UNAM, albergado en el CCADET, se cuenta con dos maquinas de tecnología FDM: un equipo Fortus 400mc y otro Fortus 900mc, y una más de tecnología Polyjet: Connex 500, que son aprovechadas para el desarrollo de nuevas tendencias en las áreas de instrumentación y de diseño mecánico y de producto. El proceso de manufactura por capas comienza con la generación de un archivo con las características geométricas de la pieza y la elección de materiales y orientación de construcción que asegure su correcto desempeño y/o minimice el tiempo de construcción y el uso de materiales de soporte. A pesar de la información proporcionada en los manuales del fabricante y otra encontrada de manera complementaria en la literatura, se identifica una brecha durante el proceso de diseño enfocado a la manufactura aditiva, originando la necesidad de un manual específico y detallado que permita a nuestros futuros egresados la generación de soluciones novedosas y apegadas a las capacidades geométricas y técnicas de los equipos, las cuales pueden ser extrapoladas a otras tecnologías de manufactura aditiva. Considerando la problemática expuesta, se detecta la necesidad de generar recomendaciones que auxilien a los diseñadores, independientemente de su formación técnica, a conocer y explorar las oportunidades y restricciones que ofrece la manufactura aditiva al ser utilizada como una herramienta para la materialización de diseños innovadores y competitivos en un entorno global cada vez más enfocado a productos personalizados y de formas complejas. Es así como el correcto o incorrecto proceso de diseño, origina que se invierta una importante cantidad de tiempo para la selección de estos parámetros, lo cual en la mayoría de los casos, genera un ciclo de intercambio con el diseñador que no se encuentra familiarizado con el proceso, resultando en compromisos de diseño (funcionales o geométricos) que pueden ser costosos y lentos de ejecutar. Esta mezcla de factores dictan la necesidad de un manual y muestrarios de acabado superficial, que permitan a los recursos humanos formados en nuestra Universidad establecer las prioridades funcionales y geométricas específicas para cada proyecto de manufactura aditiva, permitiendo con esto aprovechar la infraestructura instalada y maximizar su potencial de aplicación desde modelos físicos, prototipos funcionales, moldes para vaciado de resinas y silicones, hasta herramentales para procesos de hidroformado. Como una consideración adicional, es posible mencionar que conscientes de esta problemática, universidades como Virginia Tech, University of Texas at El Paso y Griffith University, entre otras, han establecido programas orientados al proces |
| URI : | http://132.248.161.133:8080/jspui/handle/123456789/5173 |
| metadata.dc.contributor.responsible: | Ruiz Huerta, Leopoldo |
| metadata.dcterms.callforproject: | 2014 |
| metadata.dc.coverage.temporal: | 2014-2016 |
| metadata.dcterms.educationLevel.SEP: | Licenciatura nivel superior |
| metadata.dc.description.objective: | Recopilar información y generar, con base en la experiencia en el uso de los equipos, manuales con técnicas eficientes para emplear la infraestructura adquirida durante la creación del Laboratorio Universitario de Ingeniería de Diseño y Manufactura Avanzada (LUIDIMA), para formar a los estudiantes terminales de las carreras de Ingeniería Mecánica e Ingeniería Mecatrónica, en actividades construcción de prototipos funcionales mediante técnicas de Ingeniería de Reversa y Manufactura Aditiva. Mejorar el proceso de enseñanza aprendizaje mediante el aprovechamiento de la experiencia generada durante la exploración de técnicas de optimización investigadas con los equipos del LUIDIMA. Fomentar la generación de especialistas que satisfagan las demandas de equipo científico y tecnológico, de pequeñas y medianas empresas (PYMES) para generar valor agregado a ideas que requieran de apoyo en las áreas mencionadas. |
| metadata.dc.description.hypothesis: | Hipótesis Se puede realizar innovación en el proceso de enseñanza aprendizaje en las áreas de ingeniería de diseño, mediante la incorporación de nuevas tecnologías que faciliten el proceso de materialización de ideas, permitiendo además que áreas de no ingeniería, faciliten la materialización de conceptos de su área de especialidad mediante el conocimiento de las nuevas tecnologías y sus capacidades, como el caso de medicina, veterinaria, etc. Lineamientos Tras la creciente necesidad por desarrollos tecnológicos en tiempos cada vez más acotados, la necesidad e incremento en el uso de tecnologías de prototipado rápido es sensible en el sector académico y productivo. Esta razón invitó al CCADET a ser sede del Laboratorio Universitario de Ingeniería de Diseño y Manufactura Avanzada, que actualmente se encuentra operando al 100%. Esta condición, invita a la formación de recursos humanos de etapas terminales de las carreras de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica, en un primera etapa, y posteriormente a otras áreas de la ingeniería, el Diseño Industrial y Medicina entre otras, a ser partícipes del potencial de aplicación de dichas tecnologías en sus ámbitos de especialidad profesional. Dicho lo anterior, se plantea el desarrollo de actividades específicas para ser incorporadas dentro de cursos de asignaturas de ingeniería aplicada, para el correcto entendimiento, manejo y aprovechamiento de dichas tecnologías, en la generación de valor agregado a ideas o modificaciones específicas realizadas a componentes existentes mediante actividades de ingeniería de reversa. Con estas actividades, se pretende el mejoramiento del proceso de enseñanza y aprendizaje en los temas mencionados y se propiciará que nuestros egresados sean más competitivos en su ámbito profesional. |
| metadata.dc.description.strategies: | Para el desarrollo de los manuales del uso de los equipos se realizarán las siguientes actividades: -Revisión de los manuales completos de los equipos -Selección de prácticas acordes con el nivel de estudios (ingeniería) -Extracción de los apartados específicos para la asignatura de temas selectos. -Incorporación de la experiencia generada durante dos años de operación -Redacción del manual -Revisión por parte de los participantes y alumnos. Para el desarrollo del catálogo de muestras de impresión: -Se desarrollará una matriz de las capacidades de impresión de cada equipo -Se seleccionarán configuraciones representativas de cada capacidad de manufactura y materiales. -Se realizará la construcción de los modelos respectivos Para el desarrollo del temario del curso: -Se establecerá un marco de referencia del proceso de diseño y se ubicarán los ámbitos de pertinencia de la ingeniería de reversa y del prototipado rápido. -Se explicarán los diferentes tipos de tecnologías asociadas al prototipado rápido -Se emplearán los manuales desarrollados para la impartición del resto del temario Para la investigación de postprocesos: -Se realizará investigación de la aplicación de prototipos rápidos en la generación de moldes y el tipo de tratamiento superficial compatibles con las piezas construidas. |
| metadata.dc.description.goals: | Primer Año: Se elaborará un manual práctico de uso de las máquinas de prototipado rápido y escáner láser, orientados a la formación de Ingenieros Mecánicos y Mecatrónicos con especialidad en actividades de diseño. Se realizarán desarrollos de muestrarios que permitan la mejor comprensión de las tecnologías de prototipado rápido y los diferentes tipos de construcción y acabados que pueden manejarse con las mismas. Segundo Año: Se implementará un curso de Temas Selectos para las carreras de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica, orientado a la impartición de los temas y resultados obtenidos como resultado en el primer año. Se realizará la exploración de postprocesos aplicables a las piezas obtenidas con las máquinas de manufactura aditiva (prototipado rápido) y se establecerá un catálogo de los mismos. Se incorporarán en el programa de la asignatura de temas selectos, algunos de los postprocesos identificados, con el objetivo de incrementar el valor agregado a los productos resultantes del proceso de manufactura aditiva. Se realizará un catálogo de postprocesos aplicables a las tecnologías empleadas. |
| metadata.dc.description.selfAssessment: | Debido al rápido crecimiento de las tecnologías de manufactura aditiva, también conocidas como prototipado rápido o impresión 3D, y su igualmente rápida penetración en los ámbitos académicos e industriales, existe mucha desinformación con relación a las capacidades de los procesos y los resultados obtenidos con ellos. Esta condición afecta directamente a la enseñanza y aprendizaje de estos procesos y tecnologías, donde los futuros profesionales de las áreas de ingeniería, medicina, arquitectura, diseño industrial, entre otros, se ven entusiasmados por las grandes promesas de la manufactura aditiva, pero también quedan insatisfechos en términos del cumplimiento de las expectativas generadas por falta de información que identifique la importancia de los parámetros de manufactura en los productos terminados. Esta condición, permitió el planteamiento de este primer proyecto orientado a mejorar el proceso de enseñanza aprendizaje, mediante la incorporación de documentación sencilla en términos de los parámetros de construcción, el material y la geometría como los principales elementos que determinan las características y propiedades finales de los elementos a ser manufacturados con el apoyo de tecnologías aditivas. Estos primeros resultados, orientados al origen del archivo mediante el manejo de tecnologías de digitalización en 3D, la correlación de parámetros de construcción con recomendaciones de diseño y la aplicación de postprocesos para la mejora del acabado superficial en la tecnología FDM (Fused Deposition Method), sientan las bases para la enseñanza de las tecnologías aditivas con ejemplos de piezas que muestren las características crudas del proceso y no únicamente los ejemplos cuidados que exhiben las áreas de venta. Todo esto permite que los egresados que opten por la asignatura de Manufactura Aditiva, Digitalización 3D y Tomografía Computarizada, que de momento es optativa, potencialicen sus conocimientos, resultados y alcances. Con base en lo anterior, tanto el responsable del proyecto, como sus participantes nos sentimos orgullosos de los resultados obtenidos, teniendo como meta la incorporación de los resultados a un mayor número de alumnos de nuestra Universidad |
| metadata.dc.description.goalsAchieved: | Primer Año: Se elaboró material escrito para facilitar el uso y la comprensión de las máquinas de manufactura aditiva de la tecnología FDM y cuadros comparativos de las capacidades de los diferentes escáner láser con los que se cuenta. Se realizó el diseño de esquemas y la construcción de piezas muestra que permiten la mejor comprensión de la tecnología de manufactura aditiva FDM. En ambos casos se identifican los diferentes parámetros de construcción y acabado que pueden manejarse. Segundo Año: Se impartió el curso de "Manufactura Aditiva, Digitalización 3D y Tomografía Computarizada". Se realizó la exploración y compilación de postprocesos (ya indicados por el fabricante) aplicables a la tecnología de manufactura FDM. También se realizó la aplicación y caracterización de procesos mecánicos de suavizado por vibraciones y abrasivo, no reportados por el fabricante. Los resultados fueron incorporados al curso. |
| metadata.dcterms.provenance: | Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico (CCADET) |
| metadata.dc.subject.DGAPA: | Ingenierías |
| metadata.dc.type: | Proyecto PAPIME |
| Aparece en las colecciones: | 1. Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías |
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