EL DISEÑO EN INGENIERÍA MECÁNICA

Dibujo mecánico

EL DISEÑO EN INGENIERÍA MECÁNICA

El diseño mecánico es el diseño de objetos y sistemas de naturaleza mecánica; piezas, estructuras, mecanismos, maquinas y dispositivos e instrumentos diversos. En su mayor parte, el diseño mecánico hace uso delas matemática, las ciencias de uso materiales y las ciencias mecánicas aplicadas a la ingeniería.

El diseño de ingeniería mecánica incluye el diseño mecánico, pero es un estudio de mayor amplitud que abarca todas las disciplinas de la ingeniería mecánica, incluso las ciencias térmicas y de los fluidos. A parte de las ciencias fundamentales se requieren, las bases del diseño de ingeniería mecánica son las mismas que las del diseño mecánico y, por, consiguiente, éste es el enfoque que se utilizará en el presente texto.

1.2. FASES DEL DISEÑO

El proceso total de diseño es el temas de este capitulo. ¿cómo empieza? ¿Simplemente llega un ingeniero a su escritorio y se sienta ante una hoja de papel en blanco? ¿Qué hace después de que se le ocurren algunas ideas? ¿Qué factores determinan o influyen en las decisiones que se deben tomar? Por último, ¿Cómo termina este proceso de diseño?

A menudo se describe el proceso total de diseño- desde que empieza hasta que termina como se muestra en la figura 1. Principia con la identificación de una necesidad y con una decisión de hacer algo al respecto. Después de muchas iteraciones, el proceso finaliza con la presentación de los planes para satisfacer tal necesidad. En las secciones siguientes se examinarán en detalle estos pasos del proceso de diseño.

IDENTIFICACIÓN DE NECESIDADES Y DEFINICIÓN DE PROBLEMAS

A veces, pero no siempre, el diseño comienza cuando un ingeniero se da cuenta de una necesidad y decide hacer algo al respecto. Generalmente la necesidad no es evidente. Por ejemplo, la necesidad de hace algo con respecto a una máquina empacadora de alimentos pudiera detectarse por nivel de ruido, por la vibración en el peso de los paquetes y por ligeras, pero perceptibles, alteraciones en la calidad del empaque o la envoltura.

• CONSIDERACIONES O FACTORES DE DISEÑO

A veces, la resistencia de un elemento es muy importante para determinar la configuración geométrica y las dimensiones que tendrá dicho elemento, en tal caso se dice que la resistencia es un factor importante de diseño.

La expresión factor de diseño significa alguna característica o consideración que influye en le diseño de algún elemento o, quizá, en todo el sistema. Por lo general se tiene que tomar en cuenta varios de esos factores en un caso de diseño determinado. En ocasiones, alguno de esos factores será crítico y, si se satisfacen sus condiciones, ya no será necesario considerar los demás. Por ejemplo, suelen tenerse en cuenta los factores siguientes:

• Resistencia

• Confiabilidad

• Condiciones térmicas

• Corrosión

• Desgaste

• Fricción o rozamiento

• Procesamiento

• Utilidad

• Costo

• Seguridad

• Peso

• Ruido

• Estilización

• forma

• Tamaño

• Flexibilidad

• Control

• Rigidez

• Acabado de superficies

• Lubricación

• Mantenimiento

• Volumen

Algunos de estos factores se refieren directamente a las dimensiones, al material, al procesamiento o procesos de fabricación o bien, a la unión o ensamble de los elementos del sistema. Otros se relacionan con la configuración total del sistema.

Relación Entre Diseño Y Manufactura

El diseño y la manufactura están muy relacionados. No deben verse como disciplinas separadas. Cada parte o componente debe diseñarse no solamente cumpliendo los requerimientos y especificaciones de diseño, sino también que se puedan fabricar con relativa facilidad y economía. Este enfoque, llamado diseño para la manufactura (Design for Manufacturing DFM) mejora la productividad y permite una manufactura competitiva.

Una vez que las partes individuales se han manufacturado, deben ser ensambladas para formar el producto final. Esto debe hacerse con facilidad, rapidez y bajo costo. La siguiente figura muestra algunos ejemplos donde el diseño no favorece el ensamble y la manera de corregirlo.

REDISEÑO DE PARTES PARA EL ENSAMBLE AUTOMÁTICO

Adicionalmente, en algunos casos, el desensamble debe poder hacerse con facilidad y economía para dar servicio, mantenimiento o el reciclaje de sus componentes. Actualmente existen paquetes computacionales que permiten el ensamble virtual, o sea en la computadora, donde se pueden detectar posibles anomalías durante el ensamble o desensamble de productos antes de manufacturarse.

Diseño industrial

El diseño industrial es un tema del diseño que busca crear o modificar objetos o ideas para hacerlos útiles, prácticos o atractivos visualmente, con la intención de satisfacer las necesidades del ser humano, adaptando los objetos e ideas no solo en su forma sino también las funciones de éste, su concepto, su contexto y su escala, buscando lograr un producto final innovador.

El diseño industrial sintetiza conocimientos, métodos, técnicas, creatividad y tiene como meta la concepción de objetos de producción industrial, atendiendo a sus funciones, sus cualidades estructurales, formales y estético-simbólicas, así como todos los valores y aspectos que hacen a su producción, comercialización y utilización, teniendo al ser humano como usuario.1 Es una actividad creativa, que establece las cualidades polifacéticas de objetos, de procesos, de servicios y de sus sistemas en ciclos vitales enteros. Por lo tanto, el diseño es el factor central de la humanización innovadora de tecnologías y el factor crucial del intercambio económico y cultural.2

El

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