Avance seleccion del material
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Diseo y construccin del proceso de fabricacin de un tarjetero de escritorio
DISEO Y CONSTRUCCIN DEL PROCESO DE FABRICACIN DE UN TARJETERO DE ESCRITORIO| PGINA 1DE 9
Diseo y construccin del proceso de
fabricacin de un tarjetero de escritorioCOCOTARJET
Mogro M.1, Suntaxi G.2, Muoz B.3, Rodrguez J.4
Universidad de las fuerzas Armadas - ESPE
Comportamiento y Seleccin de Materiales
Quito Ecuador
Informe de vance de Proyecto
1.
Objetivo del informe:
El presente informe tiene por objetivo presentar el avance alcanzado en el desarrollo del tarjetero hasta
la fecha, as como los resultados de las pruebas al molde y procesos de fabricacin para la presentacin
al profesor de la asignatura.
2. Datos del Proyecto:
a. Denominacin del proyecto: Construccin de un tarjetero COCOTARJET
b.
Integrantes:i.
Ing. Giovanni Suntaxiii. Ing. Boris Muoziii.
Ing. Juan Rodrgueziv.
Ing. Fernanda Mogroc.
Breve descripcin del proyecto: El objetivo de este proyecto, es realizar una aplicacin de la
asignatura de Comportamiento y seleccin de materiales, al crear un material compuesto a base
de fibra natural y resinas, el cual se va a emplear en la construccin de un tarjetero de escritorio.
Se pretende realizar un proceso para la elaboracin de un lote que vaya en el orden de las decenas.
3. Descripcin general del proyecto
DESCRIPCIN DEACTIVIDAD
% DEAVANCE
FECHA DEINICIOESTIMADA
FECHA DETERMINOESTIMADA PRODUCTO
Determinacin de lasnecesidades
100 26/06/2015 27/06/2015 Ver descripcin
Definicin del problema 100 26/06/2015 27/06/2015 Ver descripcin
Determinacin deobjetivos
100 26/06/2015 27/06/2015 Ver descripcin
Determinar
requerimientos
100 26/06/2015 27/06/2015 Ver descripcin
Identificar restricciones 100 29/06/2015 30/06/2015 Ver descripcin
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Diseo y construccin del proceso de fabricacin de un tarjetero de escritorio
DISEO Y CONSTRUCCIN DEL PROCESO DE FABRICACIN DE UN TARJETERO DE ESCRITORIO| PGINA 2DE 9
Determinar las funciones 100 01/07/2015 03/07/2015 Ver descripcin
Diseo Conceptual 100 01/07/2015 03/07/2015 Ver descripcin
Determinarespecificaciones del diseo
100 01/07/2015 03/07/2015 Ver descripcin
Generacin de alternativas 100 05/07/2015 07/07/2015 Ver descripcin
Modelado (anlisis deldiseo)
80 08/07/2015 09/07/2015 Ver descripcin
Prueba y evaluacin deldiseo
50 08/07/2015 09/07/2015 Ver descripcin
Elaboracin de Informe deavance de proyecto
100 09/07/2015 10/07/2015 Ver descripcin
Optimizacin del diseo 0 11/07/2015 13/07/2015 En proceso
Diseo del artculo 0 11/07/2015 13/07/2015 En proceso
Fabricacin del prototipo 80 14/07/2015 15/07/2015 En proceso
Automatizacin de proceso 40 14/07/2015 15/07/2015 En proceso
4. Descripcin del proceso
Determinacin de necesidadesSe requiere construir un tarjetero de escritorio en el cual solo se pueden emplear los siguientes
materiales: Madera, plstico y materiales compuestos. Adems el proceso de fabricacin tiene que estar
diseado de manera que se pueda realizar un lote en el orden de las decenas.
Definicin del problema
1) Determinacin de objetivos:
i. Construir un tarjetero de escritorio
ii.
Utilizando materiales compuestosiii. Lote hasta 99iv.
Minimizar costos
2) Determinacin de los requerimientos
v. Tener 100 mm de ancho
vi.
Mximo 140 mm de largovii. Que tenga capacidad para 100 tarjetas
3)
Identificacin de restriccionesviii.
Tiene que ser fcil de moldearix.
Tener baja densidadx.
Resistencia a la corrosin en aguaxi. La rigidez suficiente para evitar la flexinxii. Capaz de fabricar a un precio competitivo
xiii. Suficientemente duro para sobrevivir a una cada
4) Determinacin de la funcin
xiv. Guardar tarjetas de presentacin
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Diseo y construccin del proceso de fabricacin de un tarjetero de escritorio
DISEO Y CONSTRUCCIN DEL PROCESO DE FABRICACIN DE UN TARJETERO DE ESCRITORIO| PGINA 3DE 9
Diseo conceptual
5) Determinacin de especificaciones de diseoPara la seleccin del material que se va a utilizar se emplea el software de soporte CES selector el cual
no indica varias posibilidades de materiales con el que se puede desarrollar el proyecto.
De acuerdo a las restricciones que planteamos arriba ingresamos las variables al programa y nosindica que una de las alternativas son materiales compuestos por ejemplo material compuesto
isotrpico (resina polister con fibra de vidrio), como se muestra en la figura 1.
Figura 1 Seleccin de material en software CES
6) Generacin de alternativas
Las alternativas viables para la seleccin del material de acuerdo a lo que arroja el programa que es
la fibra de vidrio, se puede considera el reemplazo de esta fibra por una natural como puede ser la
de coco, abaca, yute, fibra de marihuana y que se encuentra disponible en el mercado y a precios
ms bajos que la fibra de vidrio, en cuanto al proceso de fabricacin segn la figura 2 se va a tomar
en cuenta los que tengan un costo bajo ya que una de las restricciones es poder fabricar a precios
competitivos. Los elegidos son, Aspersin, SRIM, Moldeo por compresin y Moldeo por inyeccin; y
cruzando la informacin con el material obtenido en la seleccin se puede apreciar que el moldeopor compresin es el ms adecuado para compuestos para moldeo.
Ademas si se compara las caractersticas entre la fibra de vidrio y la fibra natural se puede observar
que es superior en varios aspectos como se muestra en la siguiente tabla.
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Diseo y construccin del proceso de fabricacin de un tarjetero de escritorio
DISEO Y CONSTRUCCIN DEL PROCESO DE FABRICACIN DE UN TARJETERO DE ESCRITORIO| PGINA 4DE 9
Tabla 1 Comparison between natural and glass fibres [7]
Figura 2 Criterios de seleccin para el proceso de fabricacin [5]
Figura 3 Mtodo seleccionado para la realizacin del prototipo [3]
Otras de las restricciones que se tena es la resistencia a una cada y se demuestra por la siguiente figura
que la fibra natural de coco es ms resistente que otras fibras hasta la de vidrio
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Diseo y construccin del proceso de fabricacin de un tarjetero de escritorio
DISEO Y CONSTRUCCIN DEL PROCESO DE FABRICACIN DE UN TARJETERO DE ESCRITORIO| PGINA 5DE 9
Figura 4 Charpy impact strengths of fibre reinforced polypropylene[7]
Por este motivo se comienza con la fabricacin del molde para la fabricacin del prototipo tal y como se
muestran en las fotos siguientes
Figura 5 Materiales utilizados para la fabricacin
Figura 6 Fabricacin de las piezas para el molde
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DISEO Y CONSTRUCCIN DEL PROCESO DE FABRICACIN DE UN TARJETERO DE ESCRITORIO| PGINA 6DE 9
Figura 7 Construccin del molde
Figura 8 Molde terminado
Figura 9 Aplicacin de resina
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DISEO Y CONSTRUCCIN DEL PROCESO DE FABRICACIN DE UN TARJETERO DE ESCRITORIO| PGINA 7DE 9
7) Modelado del diseoSe utiliz el Solidworks para el modelado del molde del tarjetero
Figura 10 Modelado del prototipo
Para determinar en el programa las propiedades del material a utilizar se basaron en la tabla 2
donde estn las propiedades de la fibra natural del coco.
Tabla 2 Properties of natural fibres in relation to those of E-glass [7]
Figura 11 Ingreso de valores de Fibra de coco al programa
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DISEO Y CONSTRUCCIN DEL PROCESO DE FABRICACIN DE UN TARJETERO DE ESCRITORIO| PGINA 8DE 9
Figura 12 Determinacin de restricciones
Figura 13 Ingreso de cargas
Figura 14 Mallado
Figura 15 Resultado de desplazamientos
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DISEO Y CONSTRUCCIN DEL PROCESO DE FABRICACIN DE UN TARJETERO DE ESCRITORIO| PGINA 9DE 9
Figura 16 Resultado de deformaciones
Referencias
1. www.materia.coppe.ufrj.br/sarra/artigos/artigo10651/
2. Compression Molding Cure Cycle Modelling and Optimization for Large Polymeric
Composite Parts Processing
3. V. Guerrero, Nuevos materiales: aplicaciones estructurales e industrials. Pag 101,
2015
4. Gutowski, Timothy George Peter (1997).Advanced composites manufacturing. Ed.
John Wiley & Sons
5. MAZUMDAR, SANJAY K.; Composites Manufacturing: Materials, Product and ProcessEngineering; 2002.
6. A. Pizzi, High resin content natural matrixnatural fibre biocomposites
7. P. Wambua et al. / Composites Science and Technology 63(2003 )
http://www.materia.coppe.ufrj.br/sarra/artigos/artigo10651/http://www.materia.coppe.ufrj.br/sarra/artigos/artigo10651/http://www.materia.coppe.ufrj.br/sarra/artigos/artigo10651/