Grupo 1. Metodología Enero Marzo 2012: marzo 2012

jueves, 29 de marzo de 2012

Fin de Concepto

Subsistemas del diseño conceptual de un dispositivo capaz de tallar en madera

1)Diseño de la base rectangular

2)Diseño del paralelogramo

3)Dremel

4)Unión base-paralelogramo

ESTIMACIÓN DE COSTOS

ANÁLISIS DE COSTOS

Los costos de los materiales comprados para la fabricación del dispositivo.

Si a estos se le agregan los costos debidos a la fabricación, mano de obra y transporte, se obtiene un costo total de:

Costos	Bsf
Total materiales	472
Fabricación	500
Mano de obra	500
Traslado	50
Costo total	1522

Toma de Decisiones

Matriz de decisiones

Criterios	Valor	Paralelogramo	Forma de H	Brazo antropomórfico
Cumplimiento de las especificaciones	20	8	6	6
Costo	20	9	7	4
Factibilidad de fabricación	10	4	4	2
Usabilidad	20	9	4	7
Mantenimiento	10	6	3	1
Montaje y desarme	10	5	3	2
Seguridad	10	4	3	3
Total	100	45	30	25

Evaluación de Ideas

Evaluación de ideas

Idea 1: Raralelogramo

PNI

Positivos

Su fabricación es de bajo costo.

· Puede ser operado por una sola persona.

· Los riesgos son bajos.

· Hace líneas rectas y curvas.

· No se tranca.

· El proceso es continuo.

· Fácil mantenimiento y desarme.

Negativos

· No permite ampliaciones.

· No necesariamente de puede operarse en cualquier dirección, depende de la inclinación de la fresa sobre la madera.

Interesante:

· Esta idea es interesante ya que permite hacer reducciones de la imagen.

CYS

· Consecuencias inmediatas: el grabado se realiza sobre la madera de manera continua y fiel.

· Consecuencias a mediano plazo: las guías necesitan lubricarse para garantizar el fácil movimiento. El operario adquiere mayor habilidad en la operación.

· Consecuencias a largo plazo: Se debe realizar cambios de piezas, como la fresa utilizada para tallar. Fractura de la fresa. Ajustes en las abrazaderas que pueden haber cedido con el tiempo.

Idea 2: Forma de H

PNI

Positivos

· Bueno para la realización de grabados horizontales y verticales.

· Puede ir en cualquier dirección ya que la fresa está vertical.

· Bajo costo.

Negativos

· No es continuo.

· No hace ampliaciones ni reducciones.

· Tienden a flectarse por lo que disminuye precisión.

· Dificultad de movimiento en los acoples.

Interesante:

· Tiene buena disposición del espacio, con tres grados de libertad.

CYS

· Consecuencias inmediatas: el grabado se realiza sobre la madera de madera. Problemas al trancarse los rieles.

· Consecuencias a mediano plazo: los rieles necesitan lubricarse para garantizar el fácil movimiento. El operario adquiere mayor habilidad en la operación.

· Consecuencias a largo plazo: Se debe realizar cambios de piezas, como la fresa utilizada para tallar. Ajustes en las abrazaderas que pueden haber cedido con el tiempo. Cambios y ajustes en las estructuras y ruedas que se gastan.

Idea 3. Brazo antropomórfico.

PNI

Positivos

· El proceso es continuo.

· Alta precisión.

· Fácil de operar.

· Es seguro.

· La altura es modificable.

· Ocupa poco espacio.

Negativos

· Difícil mantenimiento

· Altos costos.

· No aumenta ni disminuye la imagen a grabar.

Interesante:

· El brazo antropomórfico permite realizar movimientos de avance, rotación, que en combinación permiten su ubicación en cualquier punto del espacio dentro del ámbito de trabajo.

CYS

· Consecuencias inmediatas: el grabado se realiza sobre la madera de manera continua y fiel y gran facilidad.

· Consecuencias a mediano plazo: Mantenimiento preventivo, las articulaciones necesitan lubricarse para garantizar el movimiento.

· Consecuencias a largo plazo: Se debe realizar cambios de piezas, como la fresa utilizada para tallar y las rolineras y articulaciones. Ajustes de correlación del movimiento del brazo con la palanca de control.

PMO- Propósito, metas y objetivos.

El propósito de este diseño es la de tallar la mayor cantidad de tablones de madera de pino en el menor tiempo posible, con una alta precisión de copia de una plantilla dada, sin perjudicar la vida útil del dispositivo. Asimismo se buscará que este diseño pueda patentarse y así ser de gran utilidad para problemas similares además de posibilidad de insertarse en el mercado. Además se busca garantizarle seguridad al operario durante todo el proceso.

Cuadro morfológico.

Forma de copiado		Forma de material		Modo de grabado
a1	Paralelogramo	b1	Cilíndrica	c1	Fresado
a2	Brazo antropomórfico	b2	Cuadrada	c2	Laser
a3	Guia horizontal-vertical (forma de H)	b2	Esféricas	c3	Corrosivo

Combinaciones:

a1-b1-c1; a1-b1-c2

Estructura de paralelogramo con guiase de forma cilíndrica y modo de grabado tanto fresado como laser son factibles. Sin embargo el modo de grabado tipo laser se sale dl parámetro solicitado por el cliente que es el de costos.

a1-b1-c3

Paralelogramo de guías cilíndricas grabando por medio de corrosivos no es factible, ya que este modo de grabado no requiere de guías mecánicas para copiar la imagen. Cualquier combinación con este modo de grabado no es posible, ya que el método de operación es completamente distinto, no hay compatibilidad.

a2-b1-c2

Forma de copiado por brazo antropomórfico de forma cilíndrica grabando con herramienta laser es factible, sin embargo lo conveniente es que un brazo antropomórfico tenga materiales de diversas formas para las funciones de alcance, giro, agarre, entre otras. Para el mismo también puede usarse como modo de grabado el fresado.

a3-b2-c2

Copiado por medio de guías horizontales y verticales móviles de forma cuadrada y laser como modo de grabado es factible. Tambien las guías horizontales y verticales pueden ser de forma cilíndrica y utilizando una fresadora como modo de grabado.

Triz

TRIZ

Mapa Mental

Establecimiento del estado ideal.

Funciones útiles

1. Fácil funcionamiento. Cualquiera puede usarlo.

2. Reproducción de imagines a distintas escalas.

3. Permite reutilizar plantilla

4. La funcionalidad de la guía hace más amigable el grabado. Gran movilidad.

5. Amplia vida útil.

6. No se limita a distintos tamaños de plantillas.

Funciones dañinas

1. El hecho de tallar sobre madera implica riesgos debido al uso del dremel.

2. Carencia de elemento para fijar madera.

3. Operación en un solo sentido. Derecha a izquierda.

4. Flexibilidad de los materiales. Se pierde precisión.

5. Se requiere una fuente de corriente eléctrica para operar el dremel.

6. No usa baterías

Extracción de conflictos

Evidentes

· A mayor profundidad de grabado se dificulta el movimiento.

Inherentes

· Grabar sobre la madera sin profundizar

· Operar la guía sobre la plantilla sin que la herramienta ofrezca resistencia

Principios inventivos seleccionados que podrían ser muy beneficiosos para nuestro diseño

Principio 40: materiales compuestos

Principio 8: anti-peso

Considerando que la profundidad es un factor importante el anti-peso no resulta conveniente ya que dificulta el control durante la operación.

Principio 13: Inversión

Hacer partes fijas en partes móviles. Se puede considerar el movimiento del dremel para que el grabado se pueda realizar ya sea de izquierda a derecha o viceversa, sin ofrecer resistencia alguna y mayores percances.

Principio 15: Dinamismo

Permitir que los Parámetros de un objeto, elementos externos, o procesos por modificar para ser óptimo. Un parámetro del dispositivo de grabado es la reproducción de la imagen de la plantilla, este parámetro pudiese modificarse para que haga ampliaciones y reducciones. Otro parámetro seria ajustarse a distintos tamaños de madera.

Principio 1: Segmentación

Considerando que se puede utilizar el diseño por parte segmentadas, en vez de usar el diseño como un todo, se puede dividir y operar independiente. Si dividimos el diseño en piezas independientes se pueden separar los subsistemas del sistema para hacer mantenimiento como también guardar sus partes delicadas.

Principio 2: Calidad local

· De este principio podemos generar la idea de colocar algún lubricante que permita que las guías se deslicen internamente con facilidad y disminuya el coeficiente de roce en las paredes. También podemos pensar en usar una punta que sea capaz de cortar tanto en posición vertical como en horizontal.

Principio 6: Universalidad

El dispositivo de grabado sobre madera se fabricará a dimensiones de muy específica, por lo que su producción en masa no es muy conveniente por problemas de dimensiones y el material en el que se va a trabajar, ya que para distintos materiales se requieren potencias materiales y velocidades diferentes.

Generación de Ideas

BRAINSTORMING

BRAINWRITTING

SYNETICS

Empatía

Con el Operador: si nos ponemos en el lugar del operador quisiéramos que el equipo de grabado sea de fácil uso, sin necesidad de tener que realizar gran esfuerzo y tener gran habilidad para el calcado sobre la imagen. Así como también poder ajustar de manera sencilla la madera y la plantilla. Que el lugar de trabajo sea próximo al cuerpo y accesible para no tener que estirarse para operar el dispositivo y que desde ese lugar se tenga visibilidad de la plantilla y la madera que se está grabando. Con respecto a la seguridad: se desea evitar la proximidad con la herramienta para estar seguro; y que la viruta generada no se disperse de manera incontrolada por el ambiente de trabajo y me pueda ocasionando problemas con la vista y respiratorios; también la poca vibración mecánica que afecte la muñeca.

Con la madera a grabar: soy un tronco de madera tomado de un pino de la Universidad Simón Bolívar. Estaba abandonado sin uso aparente hasta enterarme que me tomaron para ser utilizado como letrero en la zona de la que vine. Si se me hará un grabado quisiera que este sea de buena calidad, con figuras y letras que sean entendibles y legibles de manera que pueda cumplir mi función, además de tener buena presencia ante las personas que visitan el lugar. Durante el proceso de grabado (seria como hacerme un tatuaje) quisiera que sea rápido y continuo, con herramienta en condiciones y de fácil acceso y desplazamiento.

Con la plantilla: soy una guía para un grabado. Quisiera ser de utilidad sin que se me dañe físicamente. Si la punta es suave y redonda seria mejor ya que no me haría daño, en todo caso cosquillas. Si se evita el contacto mucho mejor.

Analogías directas

Con otras áreas

De ingeniería

Del puente de la figura se puede observar que la estructura está formada por paralelogramos de distintos ángulos internos, esto nos lleva a la posibilidad de usar este principio para la reproducción de imágenes al ver la semejanza de ángulos opuesto de esta forma geométrica.

Del arte

Este grabado del Durero se puede asociar al problema planteado ya que se podría hacer uso de cuadriculas para disminuir el error de la copia, técnica de dibujo que además permite conservar la plantilla.

Este otro grabado presenta similitud con el problema de reproducción de una imagen conservando la plantilla. Para este caso vemos como mediante un visor y unas varillas articuladas en forma de paralelogramo se pueden dibujar directamente en perspectiva.

RELACIONES FORZADAS

Al hacer entradas al azar de imágenes

De esta obra del pintor constructivista se puede pensar en la reproducción de la imagen mediante ejes verticales y horizontales móviles, con un eje fijo (negro) sobre un círculo giratorio (rojo) que permita lograr ciertas curvas circulares y un punto externo de copiado (negro).

De este juego se puede pensar el problema de reproducción mediante el uso de magnetismo, de manera que al realizar los contornos de la imagen la herramienta de grabado por medio de un imán reproduzca el movimiento sobre la madera. Además el cursor que no raya o daña la superficie.

Búsqueda de información

PATENTES

US 3858324

De esta patente nos presenta laidea de un pantógrafo el cual permite reproducir imagenes articulando elementos entre si en forma de paralelogramo. Capaz de reducir la imagen de guía.

2
US 404626

Es una buena idea de instrumento cortante ya que permite la perforacion en varios sentidos, es de muy facil manejo. Tiene caracteristicas ergonómicas.

US 3742816

Podemos extraer una muy buena idea para la base y colocación de la pieza a tallar. La misma permite la movilidad de la herramienta principal en distintas direcciones y adaptabilidad a diferentres tipos de tamaños piezas.

OBJETOS

1