Profesor: Ing. RABADÁN PADILLA GERARDO JOHEL

Presentación del tema: "Profesor: Ing. RABADÁN PADILLA GERARDO JOHEL"— Transcripción de la presentación:

1 Profesor: Ing. RABADÁN PADILLA GERARDO JOHEL
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TIJUANA Departamento de Ingeniería Industrial Diseño de la Manufactura Diseño en 3ra dimensión MACKEY Profesor: Ing. RABADÁN PADILLA GERARDO JOHEL EQUIPO 4: Moreno Mireles Andrés García Zamarripa Carolina Ubando Pliego Mackey Serrano Verdugo Israel Tijuana Baja California a 08 de Febrero del 2014

2 Conceptos básicos de 3D Partimos del conocimiento del término dimensión entendido como cada una de las magnitudes de un conjunto que sirven para definir un fenómeno. Así pues, al hablar de tres dimensiones estamos hablando de tres magnitudes, que son anchura, largura y profundidad. En el mundo de lo experimental, se ha hablado también de cuarta dimensión en relación con la física cuántica y las matemáticas, refiriéndose al tiempo. La tercera dimensión se puede estructurar en 3 ejes: el eje X para referirse al ancho y la dimensión horizontal; el eje Y para el alto y la dimensión vertical y por último, eje Z refiriéndose a la profundidad. CARO

3 Conceptos básicos de 3D 3ra dimensión (espacio tridimensional)
Espacio definido por un sistema cartesiano de tres ejes: X, Y, Z Elementos básicos del diseño 3D Punto Línea Plano Volumen CARO

4 Conceptos básicos de 3D Modelado:
Se encarga de dar forma a objetos individuales que serán usados en una escena. De la edición de la superficie del objeto o las propiedades del material (color, luminosidad, difusión, especularidad, …) De las actividades relacionadas con la preparación del modelo 3D para su posterior animación. CARO

5 Conceptos básicos de 3D Estructuras predefinidas
Son estructuras ya armadas por el sistema. Hay tres tipos: Primitivas: Caja, cubo, …. Primitivas Extendidas: Hedra, toroide, … Librerías: Puertas, ventanas, … CARO

6 Conceptos básicos de 3D Box Modelling
Modelado de figuras complejas a través de una caja. CARO

7 Conceptos básicos de 3D NURBS Modelling Técnica para construir mallas de alta complejidad, de aspecto orgánico ó curvado Emplea como punto de partida splines (figuras 2d) para mediante diversos métodos, crear la malla 3d anidando los splines CARO

8 Conceptos básicos de 3D Operaciones Booleanas
Intersección: da como resultado sólo lo que esta "tocándose" de ambas figuras. Unión: funde ambas figuras creando una única nueva CARO

9 Ingeniería Industrial y Diseño Industrial
Ahora bien, ya sabemos a qué se refieren cuando alguien menciona “Diseño en 3D”, sabemos algunos conceptos básicos acerca del mismo, pero ¿Sabemos cómo utilizarlo, dónde utilizarlo y por qué utilizarlo? Como Ingenieros Industriales no buscamos aprender a crear animaciones en 3D para otro propósito que no sea poder representar una pieza de alguna máquina, o incluso toda una línea de producción, crear una fixtura con cada una de sus partes por separado o crear una simulación de su funcionamiento de igual manera en 3D, PERO AÚN MÁS IMPORTANTE el diseño de un nuevo producto. Por lo tanto, es importante comenzar explicando lo siguiente: CARO

10 Diseño de Productos Es la estructuración de las partes, componentes o actividades que conforman un producto. Objetivo: cumplir con las demandas del mercado con una ventaja competitiva. ANDRÉS

11 Diseño de productos. Gana clientes No sobrevive
El diseño de productos es una decisión crítica para la empresa. La introducción de nuevos productos es un factor importante para la prosperidad y crecimiento de una empresa. SI Gana clientes La empresa satisface las necesidades de los clientes, con productos atractivos, útiles y de alta calidad? NO No sobrevive ANDRÉS

12 Pero cómo diseñar en 3d? Ya vimos que una de las OBJETIVOS más importantes es saber cómo crear nuevos productos y cuál es su importancia, pero también debemos entender que es importante saber cómo diseñarlos y con qué herramientas diseñarlos; Es aquí donde nos enfocamos en el Diseño Asistido por Computadora o en inglés: Computer-aided Design (CAD). ANDRÉS

13 CAD  Es el uso de programas computacionales para crear representaciones gráficas de objetos físicos ya sea en segunda o tercera dimensión (2D o 3D). El software CAD puede ser especializado para usos y aplicaciones específicas. CAD es ampliamente utilizado para la animación computacional  y efectos especiales en películas, publicidad y productos de diferentes industrias, donde el software realiza cálculos para determinar una forma y tamaño óptimo para una variedad de productos y aplicaciones de diseño industrial.  ANDRÉS

14 CAD El dibujo CAD se ha convertido en una necesidad para la industria actual que tiene la obligación de mejorar su calidad, reducir los costes y disminuir los tiempos de fabricación. La manera de alcanzar estos objetivos es la de servirse de las poderosas herramientas informáticas de las que disponemos en la actualidad. El CAD es una tecnología que conlleva la utilización de ordenadores para la creación, análisis, y optimización de un diseño. Las posibilidades de una CAD incluyen desde el modelado geométrico hasta el análisis y optimización de una obra. Con un buen programa de diseño y modelado podemos dibujar desde un tuerca hasta un avión, desde una hormiga hasta un ser imaginario. Con un buen CAD de modelado podrá crear curvas, superficies y sólidos con total libertad. Dentro de un ambiente de trabajo con 4 vistas: arriba, perspectiva, frente y derecha. ANDRÉS

15 CAD en diseño industrial
CAD es utilizado principalmente para la creación de modelos de superficie o sólidos en 3D, o bien, dibujos de componentes físicos basados en vectores en 2D. Sin embargo, CAD también se utiliza en los procesos de ingeniería desde el diseño conceptual y hasta el layout de productos, a través de fuerza y análisis dinámico de ensambles hasta la definición de métodos de manufactura. Esto le permite al ingeniero analizar interactiva y automáticamente las variantes de diseño, para encontrar el diseño óptimo para manufactura mientras se minimiza el uso de prototipos físicos. ANDRÉS

16 Beneficios de CAD Los beneficios del CAD incluyen menores costos de desarrollo de productos, aumento de la productividad, mejora en la calidad del producto y un menor tiempo de lanzamiento al Mercado. Mejor visualización del producto final, los sub-ensambles parciales y los componentes en un sistema CAD agilizan el proceso de diseño. El software CAD ofrece gran exactitud de forma que se reducen los errores. El software CAD brinda una documentación más sencilla y robusta del diseño, incluyendo geometría y dimensiones, lista de materiales, etc. El software CAD permite una reutilización sencilla de diseños de datos y mejores prácticas. ANDRÉS

17 Incremento en la productividad de diseño
Por ejemplo, con el uso de algunos comandos dentro de un paquete de CAD, se pueden elaborar automáticamente las vistas de un diseño. Presionando otra tecla podemos rotar el dibujo de una posición a otra, y de igual forma si tecleamos otros comandos como copiar, mover, borrar, estirar, etc., podemos rápidamente modificar el diseño, representando con esto un potencial que pudiera considerarse realmente como sin límite, la verdad en que a principios de los 80’s no teníamos estos paquetes computacionales y hacer una modificaciones a un diseño, en ocasiones no nos tomaba horas sino días enteros. ANDRÉS

18 Incremento de productividad para ingeniería
EL CAD permite que virtualmente la mayor parte de las tareas de ingeniería puedan ser automatizadas, con los consiguientes ahorros. Por ejemplo el modelado de una pieza o sistema puede ser muy útil y poderoso para emular y analizar el diseño. De igual forma se pueden manipular las figuras primitivas que existen dentro del software, que son entidades gráficas como esferas, conos y otras figuras que se presentan en 3 dimensiones. Una mas de las más sofisticadas herramientas de modelado de estos sistemas es la que nos permite la construcción de figuras con álgebra booleana para modelos sólidos, cabe mencionar que a pesar de estas virtudes, no debemos esperar soluciones mágicas de ellos y tampoco que por si solos, nos eliminen el papeleo y burocracia de las empresas ISRA

19 Cad en la industria: Aeronáutica La industria aeronáutica es una de las más receptivas de la tecnología CAD/CAM, sobre todo en la aplicación para los proyectos aeroespaciales, donde se requiere el desarrollo de superficies complejas. ISRA

20 Cad en la industria: Aautomotriz Altísima competitividad.
Demanda creciente en calidad y precios. Gran variabilidad de modelos. Atender la alta demanda de repuestos. Escaso tiempo para introducir modificaciones sustanciales en modelos y componentes. ISRA

21 Cad en la industria: Industria pesada Al producir bienes en cantidades pequeñas o unitarias se hace impensable el tener que construir un prototipo. Las técnicas de CAD pueden aplicarse en las diferentes fases de desarrollo de un equipo pesado. Diseño Industrial El diseño es una actividad que se proyecta conceptualmente hacia la solución de problemas que plantea al ser humano en su adaptación al medio ambiente en la satisfacción de sus necesidades. ISRA

22 Cad en la industria: Arquitectónica
El trabajo del arquitecto se funda, en especial, en el proyecto dentro de un abanico muy amplio de posibilidades, tanto en el ámbito de su aplicación (arquitectura, urbanismo, diseño, etc.) como por las ciencias en las que se apoya (geometría, sicología, historia, física, derecho, etc,). ISRA

23 Cad en la industria: Industrial textil -Optimización del tejido
-Reducción de la mano de obra -Optimización del tejido -Reducción de los inventarios en proceso Industria del calzado Se puede digitalizar la horma para luego añadir las líneas de diseño, los detalles y los colores en tres dimensiones (3D). ISRA

24 Con cad se puede: Las posibilidades del sistema CAD son enormes,
Pudiendo realizar una amplia gama de tareas, entre las que podemos destacar: Visualizar en pantalla un modelo cualquiera en tres dimensiones y en perspectiva. ISRA

25 Utilizar distintos colores para cada superficie.
Con cad se puede: Utilizar distintos colores para cada superficie. ISRA

26 Eliminar automáticamente líneas y superficies
Con cad se puede: Eliminar automáticamente líneas y superficies ocultas. MACKEY

27 Rotar o trasladar la pieza.
Con cad se puede: Rotar o trasladar la pieza. MACKEY

28 Con cad se puede: Obtener cualquier tipo de secciones, dibujando plantas y alzados automáticamente MACKEY

29 Con cad se puede: Calcular el volumen, superficie, centro de gravedad, inercia, etc., de cada pieza, casi instantáneamente. Cada una de estas operaciones suponían gran cantidad de tiempo, mientras que con el sistema CAD se realizan con sólo alterar un parámetro o elegir una determinada opción en un menú. MACKEY

30 Objetivos Del CAD en Ingeniería Industrial
Comprender y practicar, por medio de ejemplos, los fundamentos geométricos. Adquirir visualización, con la creación y manipulación de los modelos en CAD 3D. Entender con mayor facilidad, los conceptos de intersecciones, las proyecciones, las transformaciones, etc. Pensar en 3D. Saber realizar piezas complejas y de forma paramétrica, teniendo en cuanta la intención del diseño y los procesos de fabricación. Realizar los montajes de dispositivos, comprobando su funcionalidad y factibilidad de montaje por medio de la simulación. Obtener destreza en la realización e interpretación de planos de los conjuntos desde las 3D y de sus piezas en dibujo de definición de producto acabado. Siempre teniendo en cuenta las normas del Dibujo Técnico. MACKEY

31 Prototipos Es frecuente que los clientes no sepan lo que quieren, pero cuando ven algo y utilizan prototipos, pronto saben lo que no quieren. Los prototipos son una representación limitada de un producto, permite a las partes probarlo en situaciones reales o explorar su uso, creando así un proceso de diseño de iteración que genera calidad. Un prototipo puede ser cualquier cosa, desde un trozo de papel con sencillos dibujos a un complejo software. MACKEY

32 ¿Por qué un prototipo? Porque son útiles para comunicar, discutir y definir ideas entre los diseñadores y las partes responsables. Los prototipos apoyan la evaluación de productos, clarifican requisitos de usuario y definen alternativas. MACKEY

33 Construcción de prototipos
Para elementos que se van a someter a un proceso de fabricación en cadena, es normal fabricar previamente prototipos, fuera de la cadena de montaje. Los prototipos se fabrican con el propósito de detectar posibles errores en el modelo o la especificación, y en caso contrario, servir de validación del modelo. Los prototipos no tienen que ser necesariamente un ejemplar completo del elemento a fabricar, pudiendo utilizarse para validar tan solo determinadas propiedades. MACKEY

34 Fabricación rápida de prototipos
Una vez explicitadas las especificaciones técnicas del producto, el equipo de diseño y desarrollo procede a dar forma al conjunto de características determinadas en la definición del concepto. Para ello resulta de gran utilidad la tecnología CAD, es decir, el diseño asistido por ordenador, la cual nos permite modificar fácilmente el diseño con sólo modificar una serie de parámetros numéricos. MACKEY

35 Fabricación rápida de prototipos
La siguiente fase consiste en dar forma física al diseño, es decir, dotar de cuerpo al diseño realizado vía CAD. Esta fase concluirá con la construcción de un prototipo del nuevo producto, que permitirá constatar los puntos fuertes y débiles del diseño, mediante la realización de diversas pruebas sobre la funcionalidad y resistencia del producto. MACKEY

36 Herramientas para el diseño de producto
Enlaces relacionados sector CAD NX es una gama integrada de aplicaciones completamente asociativas de tipo CAD/CAM/CAE. NX aborda la variedad completa de procesos de desarrollo de diseño de productos, manufactura y simulación; lo que le permite a las compañías motivar el uso de mejores prácticas al capturar y re-usar productos y conocimiento de procesos. Solid Edge es un sistema híbrido de CAD en 2D/3D que utiliza Synchronous Technology para acelerar el diseño, cambios ágiles, y mejor re utilización de importaciones. Con modelado de partes y ensable, borradores, administración transparente de datos, y análisis de elementos finitos (FEA) integrado, Solid Edge facilita la creciente complejidad de diseño de productos. Y algunos otros más conocidos como: ANDRÉS

37 Herramientas para el diseño de producto
La experiencia del producto digital CATIA es la marca pionera de Dassault Systèmes. Es la solución líder para la innovación y el diseño de productos. CATIA es mucho más que un Software de CAD 3D CATIA revoluciona las herramientas de CAD en 3D y ofrece una experiencia del producto digital única, basada en la plataforma 3DEXPERIENCE. El desarrollo sostenible hace que empresas de todo el mundo creen permanentemente productos inteligentes innovadores y llenos de inspiración. La Ingeniería, el Diseño, la Arquitectura de sistemas y la Ingeniería de sistemas de estos productos son cada vez más exigentes. ANDRÉS

38 Herramientas para el diseño de producto
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39 Herramientas para el diseño de producto
3D para profesionales Basado en la plataforma 3D EXPERIENCE, el software de diseño 3D de 3DS es simple y potente a la vez, y permite que todo tipo de empresa concretice su propia visión y llegue a los mercados de todo el mundo. SOLIDWORKS 3D CAD Con las soluciones SOLIDWORKS CAD 3D, el usuario y su equipo convierten rápidamente sus ideas en productos extraordinarios. ISRA

40 Herramientas para el diseño de producto
ISRA

41 Herramientas para el diseño de producto
AutoCAD 2014 es el software de CAD que lleva el diseño a un nivel superior Diseñe y dé forma a todo lo que le rodea con las potentes herramientas de diseño conectadas de AutoCAD®. Puede crear impresionantes diseños en 3D, acelerar la documentación y conectarse a la nube para colaborar en los diseños y acceder a ellos desde su dispositivo móvil. CARO

42 Herramientas para el diseño de producto
CARO

43 GRACIAS POR SU ATENCIÓN