Optimización de la geometría de una etapa XY de nanoposicionamiento para la reducción del acoplamiento entre ejes

[ES]El Trabajo de Fin de Grado que se presenta tiene por objeto la contribución a un proyecto de investigación mediante el análisis y diseño de una mesa de posicionamiento basada en flexión para un mecanismo de nanoposicionamiento XY. Dicho proyecto se integra dentro de una línea de investigación promovida por la Universidad del País Vasco y el grupo empresarial EGILE CORPORATION XXI, especializado en la fabricación de componentes y mecanizados de alta precisión. Consiste en rediseñar la mesa de un mecanismo de nanoposicionamiento. Para ello se parte de un diseño actual y mediante la modificación de su geometría, se pretende obtener unas mejores prestaciones en cuanto a precisión, facilidad de predicción del comportamiento y amplitud del movimiento. Las tareas a llevar a cabo serán las siguientes: obtención de un modelo simplificado de la mesa, convirtiendo las juntas flexibles reales en juntas tradicionales con una cierta rigidez torsional; definición de la geometría en base a los requisitos fijados, tanto de amplitud como de precisión; y verificación del diseño elegido, mediante el cálculo por MEF del rango de movimiento y precisión del mismo, frecuencias naturales y relación entre la fuerza aplicada y el movimiento obtenido.

Lehiaketa motor baten direkzio piparen diseinua

[EU]Hurrengo orrialdeetan aurkezten den proiektu honetan, lehiaketa motor baten direkzio piparen diseinua proposatzen da zeinak Moto Engineering Foundation fundazioak sustatutako nazioarteko Motostudent txapelketan parte hartzeko motorrera egokituta egon beharko den. Honako helburu honekin beraz, direkzio piparen diseinu egoki bat egin ahal izateko piezak sufrituko dituen karga egoerak aurreikusi beharko ditugu hauen arabera jasan beharreko tentsio egoerak aztertu ahal izateko. Piezaren tentsioen analisia aurrera eraman beharko da beraz, diseinaturiko piezaren funtzionamendu egokia ziurtatu ahal izateko. Historian zehar existitutako diseinu modelo ezberdinak eta baita gaur egunean gehien erabilitakoak ere aurkeztu eta gero, gure kasura hobekien moldatuko zaion adibidetik ekingo zaio diseinuari, aldez aurretik eskuratutako datu eta errodamenduetatik abiatuz. Horrenbestez, oinarritzat hartutako direkzio sistema modeloa eta bestelako elementuen neurriak datutzat hartuta, tija zein norabide ardatzarena esate baterako, direkzio piparen hasierako geometria definituko da. Eskuragarri ditugun analisi metodo ezberdinak aztertu eta gure kasura hobekien moldatzen dena aukeratu eta eraikitako piezari aplikatuko zaio. Lorturiko emaitzen arabera hasiera batean planteaturiko diseinua onartu edo baztertzea erabaki beharko dugu. Beraz, gure diseinua optimizatuz joateko aukera izango dugu, baldintzak eta betebeharrak egiztatuko dituen amaierako pieza diseinua lortu arte. Bukatzeko, proiektuari itxiera emango dion atala aurkeztuko da, hala nola, proiektuaren garapenean zehar lorturiko emaitzak eta ondorioak biltzen dituen atala non lorturiko direkzio piparen funtzionamendu egokia bermatzen dituzten parametroak aurkeztuko diren. Gainera, direkzio sistemaren funtsezko atala izango diren errodamenduen kalkulu eta aukeraketa bideratuko da baita ere.

Aplicaciones de las tecnologías de fabricación aditiva en la industria actual

[ES]En el ámbito industrial actual, la fabricación aditiva supone una alternativa para dar respuesta a las nuevas necesidades del mercado, que no pueden verse resueltas mediante las técnicas de fabricación clásicas. La fabricación aditiva (AM Adittive Manufacturing) representa un cambio en métodos y procesos industriales, permitiendo llevar a cabo piezas antes imposibles de realizar. Tiene sus principales aplicaciones en el sector médico, aeronáutico o el sector de la automoción. Se dan numerosas técnicas clasificadas por diferentes criterios, como el medio a través del cual se aporta la energía. Presenta numerosas ventajas como la complejidad en la geometría de las piezas que se pueden fabricar, a pesar de que aún no está totalmente desarrollada y presenta limitaciones como el coste de material. Todo el diseño parte de las tecnologías CAD/CAM 3D, y se fabrica ya en una amplia variedad de materiales, tanto metálicos como plásticos. Aún bajo poca normativa, se espera que en las próximas décadas esta tecnología desarrolle todo su potencial y sea de uso habitual en los sectores propicios para su explotación.

METAMODELO PARA LA SIMULACIÓN Y OPTIMIZACIÓN DE SECUENCIAS DE ATORNILLADO EN UNIONES DE TORRES DE AEROGENERADOR

Esta Tesis Doctoral presenta un metamodelo para la estimaci�n del fen�meno de interacci�n el�stica en las uniones atornilladas de torres de aerogenerador, cuya principal particularidad geom�trica es la existencia de un hueco entre bridas. El metamodelo permite conocer la p�rdida de carga que cada tornillo de la uni�n experimenta durante la secuencia de atornillado a consecuencia de la interacci�n el�stica ocurrida. El metamodelo consta de cuatro par�metros (resortes lineales) que simulan la respuesta de la uni�n durante la secuencia, y cuyos valores se obtienen a partir de dos an�lisis est�tico-lineales. Se ha creado un algoritmo que, a trav�s del metamodelo, permite llevar a cabo la simulaci�n de secuencias de atornillado; dicho proceso consiste en reproducir una determinada secuencia de atornillado a partir de las cargas introducidas en los tornillos, de forma que, a trav�s de la estimaci�n de las interacciones el�sticas ocurridas durante la secuencia, proporciona como resultado las cargas finales en los tornillos. Tambi�n se ha desarrollado una metodolog�a que, mediante su correspondiente algoritmo, permite optimizar secuencias de atornillado. El proceso de optimizaci�n consiste en calcular las cargas a aplicar a los tornillos a lo largo de una determinada secuencia a fin de obtener en ellos una determinada distribuci�n final de cargas, que generalmente se desea uniforme y se denomina precarga. Combinando los procesos de simulaci�n y optimizaci�n, el metamodelo permite definir la secuencia �ptima para una determinada uni�n. Los resultados obtenidos han sido validados mediante modelos param�tricos de elementos finitos. Por �ltimo, debe remarcarse que, adem�s de proporcionar buenos resultados, tanto el proceso de simulaci�n como el de optimizaci�n se llevan a cabo con un coste computacional muy bajo gracias a la simplicidad del metamodelo.

Simulación de la refrigeración en la estampación en caliente para una pieza de chapa.

[ES]El objetivo principal de este proyecto se centra en conseguir las características mecánicas requeridas por los componentes del chasis de los vehículos con una reducción de peso y mejora de productividad, para ellos es necesario simular el proceso de templado que se da durante la estampación en caliente de una pieza de chapa mediante utillajes con conductos de refrigeración. Para ello se ha utilizado el programa de elementos finitos ANSYS hasta obtener un proceso de embutición simulado que represente con una desviación dentro de los límites aceptables el comportamiento real de la chapa en la etapa de refrigeración. Como objetivo secundario se encuentra el afianzamiento de las bases teóricas de ciencia de materiales y la adquisición de más conocimientos relacionados con la transmisión de calor entre cuerpos sólidos, centrándose sobre todo en la distribución de temperaturas sobre la superficie de éstos. En una primera parte se tratarán los conceptos generales de la estampación en caliente y sus posibles variantes. También se explicará la necesidad del uso de nuevos materiales para la industria automovilística, así como la razón por la cual se utilizan conductos de refrigeración. A continuación, se definirá la geometría de la chapa a analizar, tanto las consecuentes geometrías de los utillajes, que tendrán diferentes distribuciones de conductos de refrigeración. Además se establecerán los criterios para realizar el análisis térmico transitorio del conjunto troquel – chapa – matriz. Una vez seleccionado el tipo de análisis se profundizará en su estudio, aplicándolo a los diferentes utillajes ya citados. Se analizarán los resultados obtenidos y los errores y se buscarán posibles alternativas. Finalmente, se procederá a sacar las conclusiones de la simulación realizada y se procederá a comparar los resultados obtenidos con las diferentes distribuciones de conductos de refrigeración en los utillajes.

Diseño y fabricación de una boquilla coaxial de aporte de material para un láser.

[ES]Este trabajo de fin de grado tiene como objetivo principal el diseño y la posterior fabricación de una boquilla coaxial que aporte material de cobertura para “laser cladding”. Para ello se utilizarán programas de diseño gráfico para hacer la geometría y programas de elementos finitos para simular el comportamiento del polvo y el gas dentro de la boquilla.

Estampación con Pam-Stamp de la parte interna de un capó.

[ES]El objetivo principal de este documento es diseñar todo el proceso de fabricación de la parte interna de capó. Esta acción se realiza con la ayuda de un software informático llamado Pam-Stamp. Es un programa de simulación virtual de procesos de conformado de chapa. El proceso elegido es la estampación en frío. Como resultados final se conocen la geometría tras la estampación, así como todas las propiedades físicas del producto elegido.

Simulación por elementos finitos del conformado de una pieza para carrocería de un automóvil.

[ES]El presente proyecto tiene como objetivo optimizar los parámetros de conformado a partir de la geometría de los troqueles de una pieza de un automóvil, con el fin de asegurar los parámetros de calidad que se exigen a este tipo de procesos se cumplan. Para ello, se dispone de un programa de simulación en elementos finitos cuyo nombre es Pam-Stamp 2G, en el cual se va a llevar a cabo el diseño. Además, se dispone de la matriz de la pieza requerida para una mayor facilidad de resolución. El proyecto constará de una descripción detallada del proceso de diseño del conformado durante todo el curso académico, complementado con un diagrama Gantt, así como las decisiones adoptadas durante el trabajo para lograr un desarrollo óptimo del mismo. Por último, contendrá también un presupuesto en el que se detallará los gastos que ha supuesto el desarrollo completo del trabajo.

Reducción del riesgo de colisión durante el mecanizado en 5 ejes de piezas de turbomaquinaria mediante simulación en Siemens NX9.

[ES]Este proyecto se concibe como respuesta a la creciente demanda de piezas de turbomaquinaria y a la problemática que entraña su fabricación. En los procesos de mecanizado de tales piezas de geometrías complejas, las colisiones entre herramienta-máquina-utillaje son un problema real que puede ocasionar serias pérdidas económicas. Se implementará una metodología de simulación con Siemens NX9 previa a la fabricación para evitar tales colisiones.

Análisis del flujo de

[ES]Este proyecto estudia el flujo de dióxido de carbono a través de toberas de diferentes diámetros con un software de simulación, mediante el método de los volúmenes finitos (CFD). El objetivo es poder elegir la tobera que optimice la cantidad de gas utilizado en función de la distancia a la que tenga que llegar. Con un modelo computacional adecuado, esta simulación puede realizarse en un ordenador sin tener que recurrir a ensayos, ahorrando costes y tiempo.

Programación de control numérico de un pedal de batería mediante el software Surfcam.

[ES]El objetivo de este trabajo es programar y mecanizar un molde de inyección de aluminio, con el objetivo de obtener un pedal de batería. Para ello, previamente se necesitará diseñar en CAD el molde, para posteriormente exportarlo al programa Surfcam V4.0, donde se definirán las trayectorias de las herramientas teniendo en cuenta su geometría. Una vez definidas en el programa, éste se ejecutará en un centro de mecanizado sobre un tocho de aluminio.

Diseño y fabricación de un electrodo para electroerosión por penetración mediante fabricación aditiva.

[ES]Este trabajo pretende dar solución a la fabricación de los electrodos utilizados en el proceso de la electroerosión, los cuales presentan numerosos requisitos a los que los electrodos actuales no dan respuesta. Por ello, se propone utilizar un material de bajo coste como núcleo y recubrirlo con una fina capa de cobre mediante laser cladding. De esta forma, se reduce el coste del electrodo manteniendo sus propiedades y se posibilita la creación de geometrías complejas.

Diseño de una junta esférica flexible para un manipulador de alta precisión.

ES]El Trabajo Fin de Grado que se presenta a continuación tiene como objetivo principal el diseño de una unión flexible que formará parte de las patas de un robot de cinemática paralela. Por la propia arquitectura de estos mecanismos, y para dotar a la plataforma de movimientos precisos, esta unión, ubicada en la parte superior de las patas, debe deformarse al ser sometida a esfuerzos de flexión y torsión. Se realiza un adecuado diseño que maximice las deformaciones de dicha unión a la par que se garantiza una adecuada duración de la misma para la aplicación requerida. A su vez, se comprueba que las tensiones a las que se verá sometida no superan el límite de fluencia del material elegido. Todo ello se realiza de forma computacional mediante el método de los elementos finitos.

Diseño mecánico de una junta para válvula de bola.

[ES]Este es un Trabajo de Fin de Grado (TFG) de diseño en el que se pretende calcular las características de una junta para una válvula de bola. Dentro de dichas características se incluirán las dimensiones geométricas y los materiales de los cuales deberá ser fabricado cada componente que pueda tener. Esta junta estará sometida a una presión y una temperatura concretas, por lo que se harán los análisis necesarios para obtener las dimensiones y materiales adecuados. Para ello, antes de empezar con dicho análisis se pretende explorar las alternativas y escoger las más indicadas para el caso que en este trabajo se nos plantea. Al ser un trabajo únicamente de diseño, no se entrará en detalles de fabricación ni distribución.

Lehiaketako motozikleta baten baskulatzailearen optimizazio erresistentea.

[EU]Gradu amaierako lan honetan, baskulatzaile baten orejeten diseinua eta optimizazio erresistentea burutuko dira. Orejeta horien betebeharra, esekidura-triangeluaren eta baskulatzailearen arteko lotura izatea izango da. Diseinua eta optimizazio erresistentea garatzeko egin behar diren elementu finituen analisiak, PTC Creo Parametric softwarearen bidez gauzatuko dira. Proiektu honen abiapuntua, motostudent lehiaketako motozikleta baten baskulatzailea da. Honi aipatutako orejetak gehitu beharko zaizkio, eta horien optimizazio erresistentea lortu. Optimizazioa bilatzeko orejeten lehen bertsio bat diseinatuko da. Behin orejetak baskulatzaileari erantsita, elementu finituen analisiak burutuko dira orejeten bariazio geometriko desberdinekin. Analisi horien helburua, orejetek geometria optimoena izatea da, agertzen diren tentsioak neke-tentsio onargarria baino txikiagoak izanik.