Engineering design by MPL

En esta entrada quiero relacionar los software y otras herramientas básicas para un ingeniero de diseño mecánico. En muchas ocasiones lo principal es conocer los ordenes de magnitud de los problemas y un generar un boceto muy básico del diseño. No nos debemos perder en la inmensidad de posibilidades que nos dan todos los programas que tenemos a nuestra disposición. La base de partida es fundamental para que se cumpla el alcance del proyecto.

1. Por tanto, la primera herramienta es tener una base científico-técnica bien consolidada.
2. La segunda herramienta se gana con el tiempo, y es la experiencia, el no tener no nos debe para, lo que si es cierto que a mayor experiencia el proceso iterativo de diseño disminuye considerablemente.
3. La tercera herramienta es la puesta en común con compañeros o colegas. Simplemente exponiendo tus desarrollos te darás cuenta de posibles errores o mejoras. Y no te digo nada si alguno te puede aportar puntos de vista que no hayas tenido en cuenta.
4. A partir de la idea se debe iniciar a esbozar los conceptos con en papel, siendo crítico en tantos aspectos como puedas considerar en esta fase crucial. Una lista de diferentes aspectos son:

• Cinemática (interferencias, espacio disponible, movimiento, velocidad)
• Dinámica (distribución de pesos, fuerzas, aceleraciones)
• Materiales (densidad, tensión, elasticidad, coeficiente de dilatación, corrosión, coste, ductilidad, ..)
• Fabricación (medios necesarios, coste, tolerancia, ..)
• Precisión
• Potencia
• Mantenimiento y limpieza
• Seguridad en las máquinas (marcado CE)
• Normativa aplicable

Si lo que quieres es que tu producto sea totalmente aceptado por el usuario final, es muy sencillo, hazlo que lo sienta suyo, como un hijo. Por tanto es fundamental que los diseñadores escuchen a los usuarios, más que ellos no conocen lo que quieren, Según el tipo de producto son diferentes las técnicas para hacer participe a los clientes. Para productos diseñados a medida es importante convocar a los usuarios en las reuniones fundamentales, como son el kick off meeting, Preliminary design review (PDR) y el Critical design review (CDR).
Profesionalmente lo practico como herramienta habitual, y lo mejor es escuchar a los usuarios decir que tal función es gracias a su aportación.

Un paso más, pero que se justifica en proyectos de grandes inversiones con elevado nivel tecnológico, es valorar el desarrollo de un proyecto por niveles de TRL (Technological readinness level ), yendo desde el TRL1 que consiste en la idea, hasta el TRL 10 cuando el producto está totalmente integrado en el mercado. Una de las bases fundamentales del proceso es que para pasar de nivel se convoca una reunión donde intervienen todos los interesados, desde los accionistas de la empresa (representado por el presidente), pasando por los científicos, técnicos, marketing, hasta los usuarios finales. El gran inconveniente de esta metodología es el gran consumo de recursos, pero que bien gestionado puede dar buenos resultados a costes controlados.

• Cálculo de estructuras metálicas
• Cálculos elásticos por elementos finitos
• Cálculos térmicos (radiación, conducción y convección)
• Problemas de optimización
• Aparatos a presión
• Instalaciones eléctricas
• Diseño mecánico
• Homologación de vehículos
• Estudios de viabilidad técnica
• Marcado CE de maquinaria
• Diseño mecánico

A conitnuación relaciono las claves a tener en cuenta a la hora de diseñar:

Estructuras:

1. Reducir el número diferente de perfiles y tornillos.
2. Hacer conjuntos soldados que puedan ser transportador sin necesidad de transporte especial.
3. Reducir las excentricidades entre ejes. Cuidado con los momentos de segundo orden.
4. Con las escaleras cuidar la cabezada y cumplir con la norma de diseño básica de huella más dos veces la contrahuella igual a 64 cm.

Mecanismos:

1. Resolver la cinemática y dinámica
2. Resolver estructuralmente los componentes
3. Resolver los ejes, teniendo en cuenta las velocidad, precisión, mantenimiento, etc
4. Cuidar las interferencias
5. Decidir el tipo de accionamiento en función de precisión de posición, fuerza, velocidad, número de ciclos

Instalación hidráulica:

1. Rendimientos termodinámicos
2. Suciedad. La vida de la instalación depende principalmente de la limpieza del aceite.
3. Cuidado con los drenajes de motores.
4. Cuidado con la estanqueidad de válvulas y limitadora de presión

 Instalación neumática:

1. Filtrado y secado del aire
2. Darle pendiente hacia los purgadores, normalmente en sentido contrario al flujo.

 Instalación eléctrica:

1. En las instalaciones eléctricas de máquina la tensión de los mandos de control debe ser inferior a 24 V.
2. La máquina debe incluir un relé de seguridad.
3. Cuidado con las vibraciones.
4. Cuidado con el calor a evacuar en el interior del cuadro.