DISEÑO DE MAQUINA PARA ELABORACIÓN DE PIEZAS DE POLÍMEROS

(EXPERIENCIA)

M. en C. María de Lourdes Beltrán Lara Ing. José Manuel Juárez López M. en C. Efrén Pérez Carmona

El trabajo que aquí se presenta es el logro del cambio de paradigma educativo que se ha impulsado en el Instituto Politécnico Nacional, el cual se

centra en el desarrollo de competencias, entendidas como “procesos complejos de desempeño con idoneidad en determinados contextos,

integrando diferentes saberes” como son: el Conocer, el Ser, el Hacer y el convivir.

Esto es lo que en la asignatura de Electrónica Digital Aplicada, que

corresponde al sexto semestre de la carrera de Ingeniería Mecánica

que se imparte en ESIME Culhuacán, se ha logrado con los

alumnos impulsando la competencia de la creatividad.

Hoy en día el trabajo de manufactura manual, ha sido sustituido por la tecnología de las máquinas, y se han encontrado procesos de elaboración

de piezas por medio de métodos automatizados más eficientes, de los cuales algunos llegan a ser muy complejos y extremadamente costosos, por

lo que se les cuestiona

¿Se podría encontrar un método más fácil y eficaz de

elaborar piezas?

¿Ellos podrían crear una máquina de bajo costo segura

y eficiente?, Trabajando en equipo.

El resultado a estos planteamientos y comportándonos como mediadores

entre los equipos y su formación integral, hemos encausado sus

acciones hacia la creatividad pero fundamentada por lo que lo primero

que hacen es investigar teorías, el mercado y los costos.

Desarrollo

Hipótesis

Se pueden crear piezas de polímeros, en base a conocimientos sobre el comportamiento de estos materiales, de tal forma que se pueda controlar el proceso de producción, hasta lograr tenerlo automatizado y en serie, en el cual no interfiera mucho la actividad humana, las personas solamente supervisaran el funcionamiento adecuado de la máquina, por si llegara a

haber algún desperfecto

Objetivos

-Diseñar y construir una máquina, a partir de un proceso transdisciplinario integrando conocimientos.

-La máquina trabajará con cualquier tipo de polímeros, considerando, el aspecto de seguridad: deben tener un punto de fusión bajo, debido al riesgo que se

pudiera llegar a presentar por altas temperaturas.

-Crear un circuito electrónico para el registro de las piezas terminadas, el cual puede servir de prototipo didáctico para los próximos alumnos de 6° semestre

de la carrera de ingeniería mecánica, en la asignatura de electrónica digital aplicada.

Diseño de la maquina

Cuando tenemos un proyecto tecnológico a desarrollar, siempre es

importante notar:

El beneficio que va a tener esta inversión

Si el costo lo vale

Por ello al momento de diseñar y planificar la estructura del protocolo, esto se debe de hacer con base en estudios previos, tanto de impacto social como de desarrollo técnico

Con ayuda de un software se empezó a realizar el diseño de la máquina, llevando a cabo una división de sistemas que conformarían la máquina, de esta manera será más fácil referirse a zonas especiales de la misma.

• Sistema eléctrico: el cual se conforma por todo aquello que controla la máquina y que requiere de energía eléctrica para aplicarla a los elementos electromecánicos.

• Sistema de fuerza: es donde se realiza todo el trabajo físico, en especial todo lo que tenga que ver con la parte neumática y mecánica de la máquina.

• Sistema de enfriamiento: el cual creara ciclos más eficientes, puesto que enfriara las piezas en el momento que es vaciada la materia prima sobre los moldes.

• Sistema electrónico: el cual llevará un margen de control en cuanto a la producción obtenida.

Cuando se inicia el desarrollo se debe de tener sentido común y espacial en

relación a cada una de las partes que integrarán la máquina, puesto que se

habrá de colocar los elementos eléctricos cerca de los elementos de mando

neumáticos, así como también hay que considerar donde se va a colocar

exactamente la tolva, la cual tiene que ir en la parte superior de los moldes cuando

estos estén cerrados, de tal forma que coincidan con las compuertas de llenado, para el sistema de enfriamiento se debe colocar la bomba de agua muy cerca de

los moldes, para tener óptimas condiciones

El molde es una parte fundamental para la creación de piezas, este equipo de alumnos

creó su propio diseño, basándose en el escudo del Centro de Estudios Científicos y

Tecnológicos donde iniciaron sus estudios en el IPN, CECyt 2

Para la construcción de este molde se utilizó el CNC tipo fresa, todo esto mediante una

programación realizada, para le rectificación de los moldes, y sucesivamente la elaboración de

las cavidades que tiene que llevar la pieza.

Una vez que se contó con todos estos elementos se decidió que la máquina tuviera las siguientes dimensiones:

2m de largo 80 cm de ancho 150 cm de alto .

EL SISTEMA DE CONTROL ELÉCTRICO Y FUERZA NEUMÁTICA

SISTEMA ELECTRÓNICO

una vez obtenida la pieza de polímero terminada, esta se deslizará por una rampa donde será detectada por la foto resistencia misma que enviará una señal eléctrica al circuito electrónico que funciona con 5 volts CC que contara las piezas realizadas

Ventajas Desventajas Se realizan trabajos de manera muy

eficiente El costo es realmente bajo a

comparación de los usados en las grandes empresas

Se puede utilizar como método autodidacta

Se están realizando pruebas para la implementación de otros materiales

El desperdicio del material es casi nulo

El proceso es automático

En función del tamaño que se quiera producir es el tiempo que se tardara en enfriar la pieza

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA MÁQUINA

PROPUESTAS DE ESTUDIO Y CONSTRUCCIÓN

Para la realización del prototipo se debe de tener en cuenta:

• Para que se quiere construir.

• Realizar un estudio de mercado sobre el producto.

• Realizar un diseño detallado sobre el prototipo.

• Enlistar los materiales y equipo que se empelaran.

• Realizar un enlistado de todos los procesos que se realizaran.

CONCLUSIÓN, ANÁLISIS Y RESULTADOS

El objetivo principal desde un principio, fue el de aplicar todos las competencias desarrolladas desde el momento en que se ingresó al instituto hasta ahora.

Obteniendo así una agradable experiencia, al poner en práctica la creatividad y la interdisciplina, ya que no hubo una sola cuestión, que no se ligara

estrictamente con la carrera de Ingeniería Mecánica.

El prototipo puede impulsar a otros alumnos, a desarrollar y crear nuevas ideas, que se logren aplicar en la industria, ya que se realizó con todos los elementos que se requieren en la automatización y la

electrónica, además de que todos los elementos requeridos se encuentran en el mercado nacional, por lo tanto se le pueden aplicar

todos los mantenimientos y encontrar fácilmente los errores que llegara a cometer la máquina, si es que esto ocurre.