Prototipos en la ingeniería.

INTRODUCCIÓN.

En la ingeniería uno de los principales retos es poder traducir los conceptos e ideas de diseño en aspectos tangibles y físicos con miras a satisfacer las necesidades subjetivas y reales de los clientes. Las necesidades actuales exigen que para la generación de un producto exitoso tengan que participar las diversas ingenierías con el objetivo de cada una nutra con sus particulares y valiosos conocimientos.

Sin embargo existe un problema en cuanto a esto y es el hecho de que entre más concurrente sea un proyecto, mayor tendencia habrá a una falta de comunicación entre los miembros del proyecto. Así mismo el no poder identificar posibles disfuncionales que impidan el desarrollo del proyecto y la incertidumbre acerca del cumplimiento de los objetivos, representan otro de los inconvenientes inherentes a los cuales se enfrenta el equipo de trabajo.

Es por ello que la generación de prototipos en el proceso de diseño representa una herramienta de grandísima utilidad, ya que no solamente nos permite tener una representación de las características más relevantes del diseño; si no que esto además se verá traducido en una mayor certidumbre y facilidad comunicación para todos los miembros del equipo. A esto se le puede adicionar como ventaja el hecho de que es posible consultar a los clientes potenciales acerca del cumplimiento de las necesidades.

La generación de prototipos puede presentarse de múltiples formas, esta puede ser tan detallada y profunda como lo exija la etapa de diseño correspondiente, así como las necesidades y alcances de cada proyecto; dicha elección dependerá del criterio de los ingenieros a cargo del proyecto. Es por ello que ya sea en un etapa de diseño conceptual, diseño de configuración o diseño a detalle; el prototipado es una herramienta la cual es ciertas etapas del diseño es prácticamente imprescindible.

En el presente trabajo hablaré acerca de las características más esenciales e importantes de la generación de prototipos, los alcances que nos podría brindar en cada etapa; así como de los procesos por medio de los cuales se puede dar la generación de dichos prototipos. En la actualidad muchos de los esfuerzos han ido encaminados a la fabricación de equipos que sean capaces ayudar en la generación de prototipos. Una de los equipos que en la actualidad han tomado gran relevancia es la impresora 3D e inclusive se espera que tome mayor relevancia posteriormente en un futuro cercano, debido a la utilidad inherente que representa, aunado a la facilidad y versatilidad como principales virtudes que ostenta.

DESARROLLO.

Fundamentos de la generación de prototipos.

Como se comentó en la parte introductoria, la generación de prototipos es una herramienta que ayuda en la optimización del proceso de diseño y está puede darse en diversas etapas del diseño, así como para diversos fines del mismo. Existen dos formas en las cuales se pueden clasificar a los prototipos generados,

La primera clasificación se define en función del grado tangible inherente al prototipo, un prototipo puede presentarse de forma física y palpable tal como sería el prototipo de la pieza de cualquier máquina; por el contrario puede tratarse de un análisis relacionado con el funcionamiento o rendimiento del diseño, en cual obviamente esto es algo intangible, por lo cual no es posible palparlo.

Por lo que con base a esta clasificación un prototipo puede ser ya sea tangible, en el cual es posible apreciarlo de manera física y por lo tanto palparlo igualmente de manera física. Uno de los prototipos que más se generan referentes a éste tipo sin la generación de los prototipos rápidos de las piezas pertenecientes al sistema o la reproducción a escala del diseño. El otro tipo de prototipo según esta clasificación es el analítico o intangible, los prototipos de este tipo tienen la característica de no presentarse de forma física o tangible, ya que sólo se encuentran vinculados al análisis referente a una parte del diseño. Los ejemplos más claros de este tipo de prototipos son las simulaciones hechas con ayuda de la computadora, el caso más común es el de simulaciones por análisis de elementos finitos, que representan una gran herramienta para la ingeniería.

La segunda clasificación referente a los tipos de prototipos se basa en función a lo completo e integral que representan al diseño original. Según este tipo de clasificación se distinguen dos tipos de prototipos como lo son los prototipos completos o integrales y los prototipos parciales.

Los prototipos completos o integrales, son aquellos que tienen la capacidad de representar la mayor parte de las características de un producto. Este tipo de prototipo muestra una mayor tendencia a poder representar de mejor forma la esencia y funcionalidad del producto. Aunque el objetivo principal de este tipo de prototipos es el poder tener una certidumbre a los miembros del equipo de diseño, acerca de los aspectos más relevantes y tangibles del producto, antes de la fabricación, también permiten el que se pueda consultar a clientes potenciales, con miras a poder identificar cualquiera de las fallas de diseño o sugerencias de rediseño, antes de entrar en producción.

Los prototipos parciales consisten en la representación de una o algunas de las características que definen al producto. En industria, una estrategia de gran utilización en el diseño del producto, es generar dos o más prototipos parciales simultáneamente para tener certeza acerca del funcionamiento general de un producto. Uno de estos prototipos va más enfocado en poder traducir como sería la apariencia física del producto; mientras el otro prototipo se enfoca más en el funcionamiento y funcionalidad deseada en el producto. Al construir dos prototipos parciales de forma simultánea, los miembros del equipo pueden responder cuestionamientos de forma previa a la creación de un prototipo integrado. Por lo que se recomienda que antes de la generación de un prototipo integral antes se generen una serie de prototipos parciales, ya que de esta forma es más fácil identificar deficiencias en el diseño.

Estas dos clasificaciones de prototipos pueden combinarse entre sí, de forma que se generan un total de cuatro combinaciones posibles entre sí, sin embargo una no es posible, ya que para que un prototipo sea de tipo integral necesita mente tiene que estar representado de forma tangible necesariamente; aunque puede darse el caso de que haya una combinación de representaciones tangibles e intangibles del prototipo integral.

Algunos ejemplos de prototipo parcial físico, pueden ser las pruebas de fatiga aplicados a ciertas piezas de una máquina, las pruebas de rugosidad a la superficie interna de una tubería, etc.

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