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S.E.P

S.E.S.T.N.M

T.N.M

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TOLUCA Carrera

Ingeniería Electromecánica

Asignatura: Diseño e ingeniería asistido por computadora.

Profesor: Cabrera López Eleazar

Tema I Introducción al diseño asistido por computadora

P R E S E N T A: Mendoza Sánchez Carlos Yael

METEPEC, ESTADO DE MÉXICO, SEPTIEMBRE DE 2017

ÍNDICE

1. 2. 3. 4. 5.

Introducción……………………………………………………………………….3 Conceptos fundamentales sobre CAD/CAM/CAE/CIM………………………5 Software y hardware……………………………………………………………..7 Conclusiones…………………………………………………………………..…9 Referencias……………………………………………………………………...10

1. INTRODUCCIÓN.

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Como se muestra en la figura 1, el proceso de diseño comienza con la identificación de una necesidad; consiste en el reconocimiento de una circunstancia adversa o por un conjunto de circunstancias que pueden ser mejoradas. La definición del problema es más específica y debe incluir todas las especificaciones del objeto que va a diseñarse. Las especificaciones son las características y dimensiones del espacio que el objeto debe ocupar y todas las limitaciones sobre estas cantidades. Las características específicas son las velocidades, avances, limitaciones de la temperatura, los rangos máximos, las variaciones esperadas en las variables, las limitaciones dimensionales y de peso, etcétera. Los procesos de manufactura disponibles, junto con las instalaciones de una cierta planta, constituyen restricciones a la libertad del diseñador y de aquí que sean parte de las especificaciones implicadas. La síntesis consiste en la creación de esquemas a los que se les denomina invención del concepto o diseño conceptual. Éste es el primer y más importante paso en la tarea de la síntesis. Varios esquemas de solución deben proponerse, investigarse y cuantificarse en términos de medidas establecidas. A medida que el desarrollo del esquema progresa se deben realizar análisis para evaluar si el desempeño del sistema es satisfactorio, y si lo es, cuán bien se desempeñará. Los esquemas de solución del sistema que no sobreviven al análisis se revisan, se mejoran o se desechan. Los que cuentan con el mayor potencial se analizan y optimizan para determinar el mejor desempeño. Los esquemas en competencia se comparan de manera que se pueda elegir el camino que conduzca al producto más competitivo. Es posible observar, y debe destacarse, que el diseño es un proceso iterativo en el cual se procede a través de varios pasos, se evalúan los resultados y luego se regresa a una fase previa del procedimiento. De esta manera es posible sintetizar varios componentes de un sistema, analizarlos y optimizarlos y regresar a la síntesis para ver qué efectos tiene sobre las partes restantes del sistema. El siguiente paso es la evaluación en la cual se verifica que los esquemas productos de la síntesis cumplan con las características definidas en la delimitación del problema, de no ser cumplidas es necesario regresar a la síntesis o al reconocimiento de una necesidad para realizar las adecuaciones necesarias al producto. Si los resultados de la evaluación son satisfactorios se procede a la presentación del producto. Durante las etapas descritas anteriormente, una herramienta de diseño asistido por computadora nos da la posibilidad de corregir errores en fase de diseño, ahorro de tiempo y aumento de la productividad ante las posibles modificaciones de mejora de la pieza, facilidad de uso de la herramienta, respecto a los sistemas de dibujo tradicionales, mayor calidad y precisión en los productos. Estas ventajas son posibles gracias a las herramientas de modelado y simulación que el software de diseño nos puede proporcionar.

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Figura 1 Fases del proceso de diseño que reconocen múltiples retroalimentaciones e iteraciones.

En el presente trabajo se presentan las principales características del software de diseño que nos permitirá realizar las tareas de modelado y simulación de piezas de forma eficiente, reduciendo los costos y el tiempo durante las actividades de diseño.

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2. CONCEPTOS FUNDAMENTALES SOBRE CAD/CAM/CAE/CIM. Para poder entender los conceptos que se presentan en este trabajo es necesario conocer el significado de las siguientes siglas: CAD (Computer Aided Design): Diseño asistido por computador. Cad (Computer aided drafting): Dibujo asistido por computador. CADD (Computer Aided Design and Drafting): Diseño y dibujo asistido por computadora. CAE (Computer Aided Engineering): Ingeniería asistida por computador. CAM (Computer Aided Manufacturing): Manufactura asistida por computador. CIM (Computer Integrated Manufacturing) Manufactura integrada por computador. FEA (Finite Element Analysis): Análisis por elementos finitos. Diseño asistido por computador (CAD). El CAD es una técnica de análisis, una manera de crear un modelo del comportamiento de un producto aun antes de que se haya construido Las características generales que deben tener el software CAD/CAE son: 

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Simulaciones dinámicas con características especiales de visualización de procesos y resultados (representaciones foto realistas, tabulaciones, diagramas, giros, sonido, etc.). Capacidad del software de generar soluciones óptimas según los tipos de aplicación. Desarrollo de sistemas virtuales dentro de un entorno, permitiendo en muchos casos eliminar los prototipos físicos. Arquitectura abierta del software (posibilidad de personalizar y generar programas complementarios - “glue functions”). Ingeniería inversa (obtener un modelo CAD a partir del escaneado tridimensional de una pieza real). Intercambio estandarizado de formatos de archivos para el trabajo multiplataforma (run anywhere). Pantalla de trabajo (workspace) compartidos con diferentes aplicaciones y programas adicionales (plug-ins). La incorporación de la computada es en la producción el elemento puente que está permitiendo lograr la automatización integral de los procesos industriales así como una integración tecnológica de sus áreas. Reducción de tiempos (time to market) y mayor sencillez en la etapa de diseño. Seguridad de un correcto funcionamiento debido a un simulado del prototipo.

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Obtención de un producto económico, de óptima calidad y menor tiempo. El avance de la ingeniería se viene dando fundamentalmente por los nuevos y/o mejora de los materiales, equipos y herramientas de trabajo, descubrimiento y aplicación de nuevos conceptos. Estos avances han sido favorecidos por el desarrollo de las tecnologías CAD.

Ingeniería asistida por computadora (CAE). Ingeniería asistida por ordenador (CAE) es el mayor uso de software de computadora para ayudar en las tareas de ingeniería. Incluye diseño asistido por ordenador (CAD), el análisis asistido por ordenador de planificación (CAA), fabricación integrada por ordenador (CIM), fabricación asistida por ordenador (CAM), la planificación de necesidades (MRP), y asistido por computadora (PAC). Herramientas de software que han desarrollado para apoyar estas actividades se consideran herramientas CAE. Herramientas CAE se están utilizando, por ejemplo, para analizar la robustez y el rendimiento de componentes y ensamblajes. El término abarca la simulación, validación y optimización de productos y herramientas de producción. En el futuro, los sistemas CAE serán los principales proveedores de información para ayudar a los equipos de apoyo de diseño en la toma de decisiones. Sistemas CAE pueden proporcionar apoyo a las empresas. Esto se logra mediante el uso de arquitecturas de referencia y su capacidad de colocar puntos de vista de información sobre el proceso de negocio. Arquitectura de referencia es la base de que el modelo de información, especialmente de productos y modelos de fabricación. Manufactura asistida por computador (CAM). Las herramientas CAM (Computed Aided Manufacturing) son sistemas informáticos que permiten fabricar las piezas en máquinas de Control Numérico por Ordenador, calculando las trayectorias de la herramienta para conseguir el mecanizado correcto, basándose en:    

La información de la geometría de la pieza (obtenida a partir del dibujo de la pieza, realizado en 2D o 3D mediante un sistema CAD) El tipo de operación deseada La herramienta elegida Las condiciones de corte definidas

Manufactura integrada por computador (CIM). En un CIM se integra a todos los anteriores, de manera que es posible Diseñar -- Calcular -- Fabricar -- Inspeccionar las piezas que se pretenden fabricar utilizando ordenadores.

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3. SOFTWARE Y HARDWARE. A continuación se mencionan algunos de los principales software de diseño y sus requerimientos mínimos de hardware. SolidWorks es un software CAD para modelado mecánico en 3D, desarrollado en la actualidad por SolidWorks Corp., una filial de Dassault Systèmes, S.A. (Suresnes, Francia), para el sistema operativo Microsoft Windows. Su primera versión fue lanzada al mercado en 1995 con el propósito de hac[ CITATION SOL \l 2058 ]er la tecnología CAD más accesible. El programa permite modelar piezas y conjuntos y extraer de ellos tanto planos técnicos como otro tipo de información necesaria para la producción. Es un programa que funciona con base en las nuevas técnicas de modelado con sistemas CAD. El proceso consiste en traspasar la idea mental del diseñador al sistema CAD, "construyendo virtualmente" la pieza o conjunto. Posteriormente todas las extracciones (planos y ficheros de intercambio) se realizan de manera bastante automatizada. Requerimientos mínimos:

AutoCAD es un software de diseño asistido por computadora utilizado para dibujo 2D y modelado 3D. Actualmente es desarrollado y comercializado por la empresa Autodesk. El nombre AutoCAD surge como creación de la compañía Autodesk, donde Auto hace referencia a la empresa y CADa dibujo asistido por computadora (por sus siglas en inglés computer assisted drawing), teniendo su primera aparición en 1982. 1 AutoCAD es un software reconocido a nivel internacional por sus amplias capacidades de edición, que hacen posible el dibujo digital de planos de edificios o la recreación de imágenes en 3D;

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es uno de los programas más usados por arquitectos, ingenieros, diseñadores industriales y otros.

Requerimientos mínimos:

NX, también conocido como Siemens NX o simplemente Unigraphics o U-G, es un paquete de software CAD/CAM/CAE desarrollado por la compañía Siemens PLM Software (una unidad de negocios de la división de Siemens Industry Automation).1 Sus usos, entre otros, son los siguientes:  

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Diseño (modelado paramétrico y directo de sólidos/superficies) Análisis para ingeniería (estático, dinámico, electromagnético y térmico usando el método de elementos finitos, y análisis de fluidos usando el método de volúmenes finitos. Manufactura digital para la industria de la maquinaria.

Requerimientos mínimos NX 11:

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4. CONCLUSIONES. El diseño es una actividad que consiste en dar solución a problemas planteados por el ser humano para la satisfacción de sus necesidades. Actualmente las tecnologías CAD/CAE/CAM son los principales recursos para dar solución a dichos problemas. La técnica más desarrollada en la ingeniería asistida por computadora (CAE), es la aplicación de los análisis por elementos finitos (FEA). Estas técnicas son usadas industrialmente desde el diseño hasta la fabricación consiguiendo optimizar costos, calidad, tiempo, seguridad, etc. En el mercado existen diversos programas de CAE, sin embargo, los más comunes son Solidworks, AutoCad y Siemens NX. Es importante mencionar que cada versión de los programas tiene sus propias especificaciones, por lo que se deben consultar los requisitos en la página web del desarrollador. Esto con el fin de confirmar que nuestra PC cumple las especificaciones o de lo contrario instalar los recursos de hardware y software que son necesarios.

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5. REFERENCIAS.

Autodesk AutoCAD. (s.f.). Obtenido de Requisitos del sistema de AutoCAD Civil 3D 2017: https://knowledge.autodesk.com/es/support/autocad-civil-3d/learnexplore/caas/sfdcarticles/sfdcarticles/ESP/System-requirements-for-AutoCAD-Civil-3D2017.html Bonilla, A. (2003). HERRAMIENTAS DE DISEÑO . GUIA TECNOPYME, 2, 4, 6. NX System . (s.f.). Obtenido de NX System Requirements: https://www.plm.automation.siemens.com/en/products/nx/11/nx-systemrequirements.shtml Oswaldo Rojas Lazo, L. R. (2006). Diseño asistido por computador. Diseño y Tecnología, 7, 8. Richard G. Budynas, J. K. (2012). Diseño en. México, D.F.: McGraw-Hill. SOLIDWORKS. (s.f.). Obtenido de System Requirements: https://www.solidworks.es/sw/SystemRequirements.html

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