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https://www.innovacioneducativa.unam.mx:8443/jspui/handle/123456789/5320| Título : | OPTIMIZACIÓN DE LA ENSEÑANZA DE MANUFACTURA MEDIANTE LA IMPLEMENTACIÓN DE TECNOLOGÍAS DE IMPRESIÓN TRIDIMENSIONAL |
| Autor : | Cervantes Cabello, Jose Javier |
| Fecha de publicación : | 2014 |
| Resumen : | El presente proyecto propone realizar la adquisición de impresoras tridimensionales (3D printer), las cuales hoy en día presentan un avance tecnológico importante en la impresión de productos, piezas y prototipos, con las cuales se puede lograr que la enseñanza en procesos de manufactura cubra la necesidad de producción de piezas reales en forma tridimensional, lo cual motivará a que los estudiantes comprendan con mayor precisión los conceptos de producción y producto. El móvil de este proyecto será ejecutado en la facultad de Ingeniería en las carreras de Ingeniería Mecánica, Industrial y Mecatrónica, las cuales a su vez antenderán las necesidades de las siguientes asignaturas: Sistemas de Manufactura Flexible, Procesos de Corte de Materiales, Ingeniería de Manufactura, Procesos de Manufactura I y II, así como Procesos de Conformado de materiales. Por lo que resulta importante actualizar los métodos de enseñanza y proporcionar a las estudiantes nuevas formas de aprendizaje, sobre todo en la línea de procesos de manufactura, para lo cual se propone implementar nuevas y modernas tecnologías de impresión tridimensional (3D). Con el fin de incorporar, infraestructura de vanguardia, para el optimo aprovechamiento en la realización de modelos, obteniéndolos de forma rápida, y a bajo costo; permitiendo que los estudiantes puedan visualizar y palpar en un modelo tridimensional su diseño, mecanismo o pieza mecánica bajo su estudio. Debido al rápido avance tecnológico en el mundo actual, donde diversos materiales y la variedad de procesos de transformación, son modificados y/o actualizados para lograr un comportamiento más eficiente, y con ello, los interesados en el área de manufactura estamos obligados a actualizar los conocimientos y ofrecer una enseñanza no sólo globalizada, sino de calidad, donde los nuevos avances tecnológicos desarrollados en diferentes partes del mundo, también sean conocidos en nuestra institución. Adicionalmente el proyecto se enfoca a lograr un dominio integral de la tecnología, por medio de la impartición de cursos y talleres de actualización a los profesores que instruyen en los diferentes laboratorios, con la finalidad de actualizar sus conocimientos y habilidades en la operación de los equipos, a través de conocimientos actuales y acordes a la implantación de nuevas tecnologías de impresión 3D. Con la adquisición y implantación de las impresoras 3D propuestas en el proyecto, se deberán realizarán nuevas prácticas que serán empleadas como material didáctico. En particular se realizarán: los Manuales de Prácticas para los laboratorios de Manufactura, destacando la colaboración de los profesores que por varios años han impartido los laboratorios, aprovechando su experiencia, así como la participación de Técnicos Académicos especialistas de los diferentes laboratorios, y la participación de alumnos que realizan servicio social o que estarán becados por el proyecto. Con esto se logrará una mejora significativa en la calidad no sólo de la implementación de impresoras 3D sino de un mejor material didáctico empleado en los laboratorios. |
| URI : | http://132.248.161.133:8080/jspui/handle/123456789/5320 |
| metadata.dc.contributor.responsible: | Cervantes Cabello, Jose Javier |
| metadata.dcterms.callforproject: | 2014 |
| metadata.dc.coverage.temporal: | 2014-2017 |
| metadata.dcterms.educationLevel.SEP: | Licenciatura nivel superior |
| metadata.dc.description.objective: | OBJETIVO GENERAL. Incorporar la fabricación de piezas mediante impresoras tridimensionales 3D en la enseñanza de manufactura, permitiendo estimular la imaginación y destreza de los estudiantes para diseñar y manufacturar objetos aplicables a la ingeniería y a otros campos del conocimiento. |
| metadata.dc.description.hypothesis: | Por medio de las impresoras tridimensionales 3D es factible hacer más eficiente la enseñanza en proceso de Manufactura. Ya que la ingeniería al ser una rama de las Ciencias Exactas, que día a día se renueva y genera avances tecnológicos, éstos nos obligan a estar a la vanguardia en los procesos que se requieren para la implementación de nuevas técnicas de enseñanza para la formación de los futuros ingenieros que se requieren en el país. |
| metadata.dc.description.strategies: | METODOLOGÍA El aprendizaje de los procesos de manufactura es de fundamental importancia en el área de ingeniería, ya que proporciona una formación especializada a los egresados de las carreras de Ingeniería Industrial, Mecánica y Mecatrónica, por lo cual el trabajar los conceptos de manufactura a través de la impresión tridimensional de productos fortalecerá el proceso de enseñanza ya que los estudiantes que apliquen esta tecnología deberán realizar el diseño detallado de los productos mediante diferentes softwares, la aplicación común en la facultad es el uso de SOLID EDGE, software con el que ya se cuenta, o en su defecto el software que viene con la maquina por default). Una vez establecido el diseño se deberán obtener las trayectorias, lo cual implica también habilidades y aplicaciones de ingeniería a fin de optimizar el material para realizar el producto. Así mismo, las trayectorias se deberán traducir a código máquina para ser interpretados y ejecutados en la impresora tridimensional. Así mismo, un grupo de elementos importantes a considerar en todo proceso de manufactura son las condiciones o parámetros bajo los cuales se ejecutará el proceso, de tal forma que en esta actividad de producción mediante impresoras 3D, se deberán considerar las condiciones de operación siendo esto por inherencia una etapa más en la formación de los estudiantes, que permitirá que el producto a elaborar sea obtenido con la calidad y acabados superficiales deseados. Una etapa adicional en todo proceso de producción es la relativa a la realización de ensambles con el fin de integrar productos o sistemas de mayor complejidad, en este caso la impresión tridimensional nos permite cumplir con esta variante, al ofrecer la posibilidad de realizar ensambles. Aplicando y transmitiendo así, a los estudiantes, todas las etapas que se encuentran en los procesos de producción tales como: especificaciones de diseño, diseño conceptual, diseño de detalle, determinación y evaluación de procesos de manufactura, proceso productivo o de manufactura, condiciones de calidad, ensamble y acabado del producto, finalmente empaque y venta. Todas las etapas pueden ser desarrolladas al trabajar con esta tecnología 3D, ofreciendo al estudiante una preparación teórica y práctica integral en los procesos de diseño y manufactura. Otro aspecto importante es el relativo a la elaboración de prácticas, para lo cual se procederá siguiendo la siguiente estructura: 1) Diseñar y establecer un formato común para las prácticas. 2) El formato contendrá: a. carátula Departamento Materia Nombre de la práctica Nombre del profesor Duración de la práctica Clave de la asignatura b. objetivo c. introducción d. material y equipo e. desarrollo f. resultados g. análisis de resultados h. conclusiones y/o comentarios i. cuestionario previo j. bibliografía. 3) Establecer la selección de los textos y/o contenidos que darán origen al llenado de cada uno de los apartados que integran el formato. En esta actividad se contará con la participación de los profesores que han impartido los laboratorios y que cuentan con la experiencia y conocimientos necesarios para esta actividad. 4) Realizar la revisión técnico pedagógico de los contenidos, efectuando los ajustes y correcciones pertinentes. 5) Revisión por parte de expertos en el área, con el fin de integrar sus comentarios y sugerencias, obteniendo finalmente la práctica correspondiente. 6) Integración de las prácticas en el Manual del laboratorio correspondiente. 7) Generación de la edición de los Manuales o la puesta en línea de las ligas para su acceso en el repositorio digital de la Facultad de Ingeniería. Otra actividad en la estructura metodológica, será el desarrollo de la impartición de cursos teórico prácticos de técnicas de impresión en 3D: 1. Propuesta del curso taller de acuerdo a las fechas establecidas por la DGAPA para los cursos de actualización del personal docente. 2. |
| metadata.dc.description.goals: | METAS PRIMER AÑO. Durante el primer año es importante contar con la infraestructura inicial para desarrollar el proyecto, por lo cual, se propone realizar la compra de una a dos maquinas para impresión tridimensional, con el fin de iniciar la experiencia del reconocimiento de la tecnología y plantear la estrategia para su aplicación en las asignaturas indicadas en líneas anteriores, así mismo se propone la implementación y desarrollo de prácticas para facilitar el dominio y aplicación de esta tecnología en la generación de productos. Durante este año se propone realizar un curso de capacitación y actualización para los profesores que imparten asignaturas del área de manufactura. Se realizará por lo menos tres prácticas específicamente destinadas al manejo y operación de los equipos 3D. Así mismo, se integraran dos prácticas de aplicación en la obtención de piezas, productos o prototipos. METAS SEGUNDO AÑO. En la segunda etapa de este proyecto se adquirirán dos equipos con el fin de complementar la disponibilidad de impresoras 3D para atender la demanda del área de manufactura, ya que la cantidad de alumnos que se atiende semestralmente es del orden de 400. Se continuará realizando material didáctico para facilitar el manejo y uso eficiente de los equipos. También se realizarán trabajos en conjunto con otras dependencias tales como: facultad de odontología, diseño industrial, así como con el sector privado, orientados a resolver problemas mediante el desarrollo de productos y prototipos. Los desarrollos realizados serán presentados en congresos relativos a la enseñanza o a la aplicación de las técnicas de ingeniería, asistencia a uno o dos congresos nacionales o internacionales. METAS TERCER AÑO En el tercer periodo se pretende consolidar el laboratorio de prototipos, mediante la adquisición de un equipo de mayor volumen de trabajo y con la posibilidad de deposición de diferentes tipos de materiales generando modelos rígidos y flexibles. Mediante los equipos 3D adquiridos a lo largo del desarrollo de esta propuesta, se logrará la experiencia necesaria para realizar la edición de un libro especializado en la producción de piezas y prototipos mediante la aplicación de técnicas de impresión tridimensional. Se generará por lo menos un tema de investigación y desarrollo, el cual se generará un artículo que será presentado en un Congreso nacional o internacional en el área de enseñanza de la ingeniería. |
| metadata.dc.description.selfAssessment: | El proyecto que se ha desarrollado ha tenido a la fecha un avance bastante importante, logrando que las metas y objetivos planteados en cada uno de los tres años de desarrollo se haya cubierto en forma sobresaliente, ya que se ha consolidado un grupo de profesores y alumnos que desarrollan actividades encaminadas a mostrar la aplicación de la impresión tridimensional con el objeto de producir piezas y componentes de gran impacto en los procesos de manufactura, en este sentido a la fecha se han desarrollado más de 100 piezas funcionales que han sido aplicadas en diversos proyectos académicos, con los cuales los alumnos han podido constatar la funcionalidad, la capacidad de ensamble y la integración de componentes de un sistema. Así mismo la experiencia que se ha adquirido a la fecha ha permitido desarrollar dos curso de capacitación dirigido a personal académico de diferentes dependencias de la Universidad Nacional Autónoma de México, en particular el curso fue impartido para 12 profesores, con lo cual se espera generar una onda de expansión del conocimiento, dirigida hacia diferentes instancias educativas de la UNAM, (Bachillerato, Licenciatura y Maestría). Dicho conocimiento ha sido transmitido en forma presencial a través de un curso de capacitación y se ha complementado mediante la elaboración de un Manual del Usuario, en el que se presenta la instrucción desde la instalación del equipo hasta la operación y obtención de un producto final mediante impresión tridimensional. De igual forma se han desarrollado cinco prácticas, que presentan desde el aspecto histórico de la Impresión tridimensional, hasta las consideraciones que se deben tener al diseñar una pieza para su impresión tridimensional, pasando por el manejo y operación del equipo. Con dichas prácticas los estudiantes podrán adquirir el conocimiento dirigido a través de desarrollar las prácticas y con la experiencia adquirida, desarrollar los componentes necesarios para sus proyectos mediante el uso del equipo de impresión tridimensional. De la misma forma en el último año de desarrollo de este proyecto se ha realizado un libro en formato electrónico, en el cual se presenta, los antecedentes de la impresión 3D, las diferentes tecnologías disponibles para realizar la impresión, presentando las características, ventajas y limitaciones de cada método, así como los materiales usados para imprimir y las consideraciones que deben de ser tomadas para lograr una óptima impresión al hacer uso de dicha tecnología. Mediante el apoyo proporcionado por la DGAPA, se ha logrado crear la infraestructura necesaria para establecer un laboratorio de impresión 3D contando a la fecha con una impresora STRATASYS MOJO, una impresora DA VINCI, un scaner DA VINCI y el equipo de cómputo necesarios para realizar el diseño de las piezas tridimensionales y su impresión. En términos generales el proyecto ha logrado el cumplimiento de los objetivos establecidos en cada una de sus etapas. |
| metadata.dc.description.goalsAchieved: | En el tercer año del proyecto PAPIME 101114 OPTIMIZACIÓN DE LA ENSEÑANZA DE MANUFACTURA MEDIANTE LA IMPLEMENTACIÓN DE TECNOLOGÍAS DE IMPRESIÓN TRIDIMENSIONAL, se han logrado las siguientes metas: 1. Impartición de Curso: Se impartió un curso para profesores y alumnos con el título ”CURSO TEÓRICO PRÁCTICO DE IMPRESIÓN 3D CONVENCIONAL” El curso permitió difundir los conocimientos en relación a la tecnología de impresión tridimensional y a sus posibilidades de aplicación en la fabricación de piezas, así como en la generación de material didáctico con un enfoque de procesos de manufactura. 2. Tesis. Mediante el uso del equipo adquirido, se han desarrollado trabajos de Tesis de Licenciatura, orientados a la manufactura de componentes mediante la impresión tridimensional, en particular es el tercer año los trabajos desarrollados son los siguientes: 2.1 Fabricación de un Taladro para Cirugía de Cadera y Rodilla Mediante la Impresión Tridimensional, 2 alumnos titulados. 2.2 El último trabajo de tesis desarrollado, se encuentra con un avance del 70%, se espera concluir la tesis en el próximo trimestre 3. Equipo de Cómputo. 3.1 Mediante al apoyo proporcionado, en la partida 514, se realizó la adquisición de dos computadoras AIO DELL Optiplex 9030: Los equipos han sido destinados a ser los esclavos de la impresora MOJO y del escáner DA VINCI. 3.2 De igual forma con los recursos proporcionados, fueron adquiridas dos computadoras portátiles de la marca DELL, que han sido empleadas por los profesores participantes en el proyecto para desarrollar las actividades del proyecto. 3.3 Se adquirió un multifuncional de la marca DELL, que ha facilitado en las actividades de impresión, escaneado y fotocopiado de documentos necesarios para el desarrollo del proyecto. 4.- Se ha logrado un avance del 90% del contenido de un libro como producto del proyecto, en el cual se presenta, los antecedentes de la impresión 3D, las diferentes tecnologías disponibles para realizar la impresión, los materiales usados para imprimir y las consideraciones que deben de ser consideradas para lograr una óptima impresión al hacer uso de dicha tecnología. 5.- Participación en congresos: Los resultados de la aplicación de conceptos de ingeniería y manufactura mediante impresión 3D, permitieron desarrollar resultados que fueron presentados en congresos internacionales, mediante tres artículos que fueron evaluados para su aceptación y posterior presentación. 6.- Generación de infraestructura: Con los equipos adquiridos durante el desarrollo de este proyecto se ha implantado un pequeño laboratorio de impresión tridimensional o manufactura aditiva, que brinda servicio a la comunidad de la facultad de ingeniería en la impresión de modelos y prototipos funcionales, así mismo se ha apoyado a la manufactura de componentes y elementos para el desarrollo de trabajos de tesis, apoyando así al proceso de titulación de los estudiantes de la facultad de ingeniería. |
| metadata.dcterms.provenance: | Facultad de Ingeniería |
| 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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