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CAPÍTULO TRES SOLUCIONES INTEGRADAS DE
DISEÑO A FABRICACIÓN VALIDACIÓN DE LA FABRICABILIDAD
CAPÍTULO TRES
CAPÍTULOS 1 Y 2: RECAPITULACIÓN En la primera de nuestra serie de libros electrónicos sobre la integración de diseño y fabricación con soluciones SOLIDWORKS®, comentamos las ventajas que ofrece la adop-ción de una solución integrada de diseño y fabricación. Describimos cómo la integración de diseño y fabricación puede representar algunas de las mejores oportunidades para reducir costes y mejorar la calidad. En el segundo capítulo, discutimos las ventajas ofre-cidas por SOLIDWORKS CAD para diseñar productos excepcionales.
SOLIDWORKS ofrece una solución completa de diseño a proceso de fabricación que le permite diseñar, visualizar, comunicar, validar, costear, fabricar, inspeccionar, componer y gestionar, todo en un solo entorno. Para muchas personas "validar" es solo un análisis de tensión, un diseño lo bastante resistente. En este tercer capítulo, discutiremos el sig-nificado más amplio para los usuarios de SOLIDWORKS. Antes de pasar a la producción, desea validar que las piezas realmente se puedan fabricar.
En este libro electrónico, explicaremos los beneficios de validar la fabricación de su producto mientras esté en fase de diseño. Descubrir los problemas de fabricación desde el principio puede ahorrarle un tiempo significativo y
reducir costes.
CAPÍTULO 3: VALIDACIÓN DE LA FABRICABILIDADSoluciones integradas de diseño a fabricación
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Los ingenieros son excelentes en la solución de problemas. Los diseñadores pueden incor-porar todo tipo de funciones innovadoras, cumplir con todos los objetivos de rendimiento y calidad y entregar el diseño al equipo de fabricación antes de lo previsto. No obstante, incluso en el caso de realizar todo esto, no significa que su diseño sea un éxito. Un diseño verdaderamente exitoso es aquel que cumple todos esos objetivos, pero también que se pueda fabricar. Los mejores ingenieros entienden los procesos de fabricación involucrados en la producción de su diseño. Prevén problemas potenciales de fabricación y los evitan, permitiendo ahorrar dinero a la empresa. Un ingeniero que entiende el impacto de las tolerancias en los costes de fabricación identifica problemas de la herramienta con las dis-tancias o diseña piezas plásticas que no se deforman; es realmente brillante.
La brecha de la experiencia
Los ingenieros se gradúan con una profunda comprensión de la teoría de la ingeniería, las ciencias y las matemáticas. Sin embargo, la experiencia práctica de lo que ocurre durante la producción puede ser mucho más difícil de desarrollar. Los ingenieros ya no tienen el lujo de caminar hasta el taller y observar cómo se fabrica su diseño. Es más difícil ver el
ASEGÚRESE DE QUE LOS PRODUCTOS SE PUEDEN FABRICAR SEGÚN LO DISEÑADO Detectar problemas desde el principio con las soluciones de Diseño para fabricabilidad en SOLIDWORKS para ahorrar tiempo y dinero.
impacto de colocar un taladro de montaje demasiado cerca de la pared de la arista. Esto se debe a que la fabricación se externaliza o se realiza en una instalación separada de la ofi-cina de diseño, por lo que los nuevos ingenieros pierden estas experiencias de aprendizaje al interactuar con fabricación.
Sin esta experiencia en la planta, es difícil identificar áreas que pueden agregar un coste signi-ficativo a la fabricación solo porque la tolerancia sea más ajustada de lo necesario. No es fácil reconocer cuándo ciertas geometrías requerirán operaciones especiales, o peor aún, cuando no se pueden fabricar. Los diseños solo se pueden devolver si requieren un diseño nuevo. ¿No sería bueno que los ingenieros pudieran adquirir ese conocimiento de otra manera?
Esto es precisamente lo que ofrecen las funciones de Diseño para fabricabilidad en SOLIDWORKS. Estas soluciones proporcionan controles automatizados para detectar posibles problemas, evitar costes de rediseño y evitar retrasos. Las piezas se ensamblarán según lo previsto y funcionarán según lo diseñado, sin sorpresas. Como discutimos en el Capítulo 1, encontrar estos problemas tan pronto como sea posible reducirá significati-vamente el coste de corregirlos. Además con SOLIDWORKS PDM, puede administrar sus actualizaciones para que siempre trabaje con la última versión, y nunca haya confusión en torno a la publicación de revisiones obsoletas a la fabricación.
VÍDEO: Diseño para fabricación
Identifique rápidamente las áreas de diseño que podrían causar problemas de fabricación o aumentar los costes de producción mediante DFMXpress en el CAD en 3D de SOLIDWORKS.
Soluciones integradas de diseño a fabricación CAPÍTULO 3: VALIDACIÓN DE LA FABRICABILIDAD
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Las herramientas CAD y CAE pueden ayudarle a asegurar que sus diseños cumplan con los requisitos de forma, ajuste y función. Lamentablemente, incluso si el diseño cum-ple con esos requisitos, no significa necesariamente que se pueda fabricar. A lo mejor ha diseñado un orificio en una superficie que un taladro no puede alcanzar. Sin ayuda, es difícil visualizar exactamente cuánta distancia necesitarán las herramientas. Puede haber situaciones en las que solo un pequeño ajuste en la geometría pueda significar la diferencia entre una simple operación rápida y varias operaciones costosas con múltiples configuraciones. Sin una profunda experiencia en fabricación, es difícil identificar este tipo de funciones. Puede haber otras situaciones en las que no haya nada malo en la fabricación, pero la instalación de fabricación carece de las herramientas adecuadas.
DETECTAR LOS PROBLEMAS E IDENTIFICAR LOS CONTROLADORES DE COSTE QUE TENDRÁN IMPACTO EN LA FABRICACIÓN Tomar mejores decisiones de diseño que reducirán los costes de producción con SOLIDWORKS DFMXpress.
Estos son exactamente los tipos de problemas que resuelve SOLIDWORKS DFMXpress. DFMXpress señala visualmente las superficies y las funciones que podrían ser un problema potencial para la fabricación. Puede investigar la función y determinar si otra funcionará, o incluso eliminarla para que pueda reducir drásticamente los costes de producción.
Los pequeños cambios pueden marcar la diferencia entre completar el trabajo en la ubicación prevista o enviar la pieza a otra parte, añadiendo tiempo y costes. Esto dependerá completamente de las herramientas disponibles, que pueden ser muy difíciles de manejar.
SOLIDWORKS DFMXpress incluye estándares para fresado, torneado, chapa metálica y moldeado por inyección, y le permite especificar o modificar estas propiedades para cumplir con los estándares de su empresa. Incluso puede definir las herramientas exis-tentes en la instalación de producción que utilizará.
DFMXpress entonces evaluará su pieza y marcará cualquier cosa que no cumpla con los estándares. Por ejemplo, comprobará la relación entre el diámetro del taladro y la profun-didad. Cuando un taladro llega más allá de una cierta longitud, la broca tiende a "caminar", moviéndolo un poco fuera del centro, dando como resultado un taladro desalineado. La identificación de taladros con una proporción de diámetro a profundidad demasiado grande puede significar la diferencia entre hacer el trabajo internamente o enviar la pieza a un vendedor externo y pagar más. Aumentar el diámetro del taladro o hacer uno menos profundo puede evitar el problema. Incluso si las dimensiones del taladro no pueden cam-biar, conocer el requisito por adelantado significa que puede realizar cambios antes para operaciones especiales, tales como el cañón de la pistola. De esta manera puede planear los ajustes de programación para evitar retrasos, en lugar de codificarlos en el último minuto.
Obtenga más información acerca de SOLIDWORKS DFMXpress y las numerosas compro-baciones de fabricación.
VÍDEO: SOLIDWORKS DFMXpress y DimXpert
CAPÍTULO 3: VALIDACIÓN DE LA FABRICABILIDADSoluciones integradas de diseño a fabricación
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El proceso de moldeado por inyección es extremadamente complejo e involucra plásticos fundidos y presiones y ubicaciones de inyección variables, temperaturas del molde y enfriamiento. Debe tener en cuenta todas estas variables para optimizar la duración del ciclo de moldeado y producir el número máximo de piezas por hora. Este equilibrio es fun-damental, ya que el plástico derretido debe permanecer fundido el tiempo suficiente para llenar el molde. Si se enfría demasiado pronto, la cavidad no se llenará y se producirá una inyección corta. Si tarda demasiado, la duración del ciclo se prolongará innecesariamente.
A diferencia de otros materiales, con el plástico, un mal diseño no es simplemente aquel que no se ha realizado bien. Con una pieza de plástico y su molde, la diferencia entre un buen diseño y un mal diseño puede significar la diferencia entre tener piezas o no.
ELIMINAR LAS CONJETURAS DEL MOLDEADO POR INYECCIÓN Y PRODUCIR PIEZAS DE ALTA CALIDAD LA PRIMERA VEZ Identificar los problemas de fabricación con la pieza y el molde simulando el moldeado por inyección con SOLIDWORKS Plastics.
El problema con los moldes
Toda la variabilidad en el moldeado por inyección predice la dificultad que habrá para llenar la pieza. Es común no tener ninguna información hasta después de realizar la prueba del molde. En este momento, si hay algún problema y, por lo general, lo hay, es muy tarde para hacer cambios. Por supuesto, puede ajustar las condiciones de procesamiento como la tem-peratura del molde, la temperatura del material, la velocidad de inyección y el tiempo de refrigeración. Sin embargo, este tedioso y laborioso proceso puede llegar a no ser suficiente. Es posible que pueda verse obligado a hacer modificaciones costosas en el molde o diseño de piezas. Aunque se llene, no hay ninguna garantía de que sea la pieza de alta calidad que ha diseñado. Todavía puede sufrir de defectos cosméticos, líneas de soldadura, deforma-ción, deficiencias estructurales, o una serie de otros problemas.
¿Por qué tentar a la suerte? Con SOLIDWORKS Plastics, podrá simular el flujo del plástico fundido durante el proceso de moldeado por inyección para predecir posibles defectos en piezas y moldes asociados a la fabricación. Puede evaluar rápidamente la fabricación y solucionar problemas. Puede mejorar la calidad de la pieza y evitar el laborioso proceso de solución de problemas del molde, ayudándole a acelerar el tiempo de comercialización. Puede obtener recursos para la solución de problemas y consejos prácticos sobre el diseño para ayudarle a determinar y evitar posibles problemas.
Por supuesto, hay reglas básicas para un buen diseño de piezas de plástico, como asegurar que el grosor de la pared sea entre 1 y 4 mm, pero incluso eso tiene mucha variabilidad. Con SOLIDWORKS Plastics, puede probar diferentes situaciones, como ajustar condiciones de procesamiento, materiales o ubicaciones de puertas. También puede hacer ajustes en el grosor de la pared, en las ubicaciones de los nervios y en el tamaño del canal. De esta manera, ahorra tiempo, evita el desecho de piezas, reduce el consumo de energía y optimiza el diseño de la pieza y el molde antes de cortar el acero. Con diseños optimizados, minimiza la duración del ciclo, reduce los costes de fabricación y termina con piezas de mayor calidad.
Obtenga más información sobre estas funciones en SOLIDWORKS Plastics.
VÍDEO: SOLIDWORKS Plastics
Soluciones integradas de diseño a fabricación CAPÍTULO 3: VALIDACIÓN DE LA FABRICABILIDAD
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No importa cuán bueno sea el diseño, si no puede ensamblarse, es inútil. Al diseñar en 2D, es especialmente difícil detectar componentes que interfieren entre sí. Si está utilizando 3D, las interferencias entre los componentes estáticos se pueden encontrar más fácilmente, pero la acumulación de tolerancia puede conducir a interferencias que son mucho más difíciles de identificar. También puede ser difícil detectar colisiones entre los componentes en movimien-to. Encontrar problemas de ensamblaje en esta etapa probablemente significa repeticiones del trabajo, desechos y retrasos costosos, especialmente si es necesario rediseñar las piezas. Por eso, incluso si sus componentes encajan, debe asegurarse de que el método de ensam-blaje que ha especificado no tenga un impacto negativo en la calidad.
SOLIDWORKS resuelve este problema con la comprobación de interferencias para que pueda encontrar estos problemas durante el diseño. De este modo, no habrá sorpresas durante el ensamblaje.
Comprobación de taladro La funcionalidad de desalineación de roscas y de desajuste de roscas comprueba si hay roscas que no están alineadas correctamente. SOLIDWORKS enumera todos los taladros que están desalineados para que pueda encontrarlos y corregirlos fácilmente. Además, el software detecta interferencias resultantes de roscas desajustadas o desalineadas y otras geometrías que interfieren.
Análisis de tolerancia Si bien las comprobaciones de interferencia son potentes, las piezas no se fabrican en sus dimensiones nominales. Todo tiene una tolerancia, por lo que para evaluar verdaderamente las interferencias y distancias, deben tenerse en cuenta las tolerancias. El análisis de tole-rancia hace esto simplemente mediante el análisis del impacto de las tolerancias máximas y mínimas. Cuando el apilamiento de tolerancias causa un problema, SOLIDWORKS identifica la causa raíz enumerando todas las funciones y tolerancias que están contribuyendo. A con-tinuación, evalúa cada función según el grado de impacto en el problema. Puede identificar fácilmente las tolerancias que necesitan ajustarse para evitar el problema.
EVITAR PROBLEMAS DE ENSAMBLAJE QUE PROVOQUEN DESECHOS COSTOSOS Y TRABAJOS REPETIDOS Identificar fácilmente los problemas de ensamblaje durante el diseño con SOLIDWORKS Comprobación de interferencias.
Detección de colisión Cuando se trabaja con mecanismos u otros ensamblajes que tienen movimiento, la detección de colisión evalúa el rango completo de movimiento y le avisa si los componentes colisionan. También puede definir la distancia mínima entre dos componentes mientras están en movi-miento para que pueda saber si se acercan demasiado en un punto.
Simulación Si bien la garantía de que los componentes encajen es fundamental, también es importante comprender el impacto del método de ensamblaje. Si un perno crea un punto de tensión concentrado o las tensiones residuales en una junta soldada debilitan el enlace, la calidad del producto se verá afectada. SOLIDWORKS Simulation analiza las conexiones físicas entre los componentes, tales como pernos, resortes y soldaduras. A continuación, calcula si las conexiones sostendrán las cargas aplicadas durante el uso del producto. Si hay problemas, puede cambiar el tipo de conexión o redimensionarlo para que el rendimiento y la calidad del producto no se vean comprometidos.
Al identificar estos problemas de ensamblaje, puede evitar una costosa fuente de residuos y trabajos repetidos. Además, con esta información temprana, tendrá la flexibilidad de tomar decisiones que reducirán el coste y mejorarán la calidad, en lugar de tratar de salvar el diseño defectuoso original. Explore las diversas funciones que ofrece SOLIDWORKS para detectar problemas de ensamblaje en fases tempranas.
VÍDEO: Análisis de tolerancia
CAPÍTULO 3: VALIDACIÓN DE LA FABRICABILIDADSoluciones integradas de diseño a fabricación
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GESTIONAR Y COMPRENDER LOS CAMBIOS PARA MANTENER ACTUALIZADOS TODOS LOS DETALLES DEL DISEÑO Comprender cómo se aplicaron los cambios con SOLIDWORKS comparar piezas y dibujos.Los cambios de ingeniería pueden no notarse después de haberse realizado. Quizás hubo un cambio en otra pieza y necesita comprender en qué afectará a la suya. O tal vez un proveedor hizo un cambio y después de enviarle el archivo revisado, necesita comprender cómo afecta el resto del ensamblaje para poder actualizar otros componentes según sea necesario. SOLIDWORKS PDM le permite gestionar automáticamente las versiones de archivos para que siempre sepa cuál es la última. Como resultado, puede detectar posi-bles problemas de fabricación antes de entregar el diseño a la fabricación. Investigue los diferentes tipos de comparaciones que puede hacer con Comparación de piezas y dibujos de SOLIDWORKS.
La función Comparación de piezas y dibujos de SOLIDWORKS automatiza estas comparaciones. Simplemente seleccione qué partes desea comparar y se destacarán visualmente los cambios.
VÍDEO: Comparar geometría
CAPÍTULO 3: VALIDACIÓN DE LA FABRICABILIDADSoluciones integradas de diseño a fabricación
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MEJORAR LA CALIDAD MEDIANTE EL CUMPLIMIENTO DE ESTÁNDARES Comprobar automáticamente dibujos y modelos con la comprobación de los estándares de CAD. Las mejores prácticas son extremadamente valiosas. La fabricación es más productiva cuando saben qué esperar en un dibujo y dónde encontrarlo. Los estándares de diseño y los formatos de dibujo también garantizan la calidad y evitan problemas de fabricación. Desafortunadamente, puede ser difícil aplicar las mejores prácticas sin un cierto nivel de automatización para asegurar que se sigan.
Puede ser bastante fácil dejar inadvertidamente información de un dibujo, particular-mente con la presión constante de plazos ajustados. Un ingeniero nuevo puede tardar un tiempo en aprender los estándares y formatos de dibujo de una nueva empresa que deben incluirse en un dibujo. Si el dibujo se entrega incompleto, puede causar confusión en la planta, la emisión de una orden de cambio de ingeniería (ECO), modificaciones de dibujo y reediciones. En todo momento, el trabajo se retrasa y se desperdicia tiempo y dinero.
La buena noticia es que con la comprobación de los estándares de CAD, de SOLIDWORKS, este puede comprobar automáticamente los dibujos y modelos. Basta con definir los estándares de la empresa y las mejores prácticas que le gustaría consultar. SOLIDWORKS encontrará automáticamente todo lo que no cumpla con las comprobaciones. Las reglas pueden incluir elementos tales como estándares de acotación, fuentes, superposición de líneas de cota y unidades estándar.
Además, tampoco necesitan perder tiempo buscando estándares. El software automática-mente les hará saber y cumplir los estándares. La fabricación también ahorra tiempo porque recibe una documentación más consistente y completa y evita problemas de fabricación.
Compruebe lo fácil que es establecer reglas y los tipos de comprobaciones que puede hacer que SOLIDWORKS haga mediante la funcionalidad de comprobación de los estándares de CAD.
VÍDEO: Comprobación de estándares
Al automatizar las comprobaciones, los ingenieros ahorran tiempo porque no necesitan buscar manualmente errores u omisiones.
CAPÍTULO 3: VALIDACIÓN DE LA FABRICABILIDADSoluciones integradas de diseño a fabricación
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DESCARGAR AHORA
Descargue el siguiente capítulo para obtener más información sobre cómo las soluciones de SOLIDWORKS pueden ayudarle a proporcionar a la fabricación todo lo que necesita para producir su diseño.
El siguiente capítulo del libro electrónico cubrirá estos temas:
• Superar las brechas de conocimiento de fabricación con CAM.
• Evitar problemas comunes en las piezas de plástico con diseño de piezas de plástico y fundición y diseño de moldes.
• Asegurar la fabricación de piezas metálicas.
• Acelerar el diseño y la fabricación de soldaduras.
• Evitar errores y ahorrar tiempo con la automatización para el diseño de tuberías y tubos.
• Aprovechar la impresión 3D.
Obtenga más información sobre cómo las soluciones SOLIDWORKS pueden llevarlo desde el diseño hasta la fabricación en el siguiente enlace https://launch.solidworks.es.
No se pierda el próximo libro electrónico en nuestra serie Soluciones integradas de diseño a fabricación con SOLIDWORKS.
CAPÍTULO 4
USO DE LA INGENIERÍA Y LA FABRICACIÓN SIMULTÁNEAS
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