Diseño para la fabricación y ensamble de productos soldados

Un enfoque metodológico y tecnológico

Heriberto Maury Ramírez, Jaime Torres Salcedo, Enrique Esteban Niebles Núñez

• Editorial: Universidad del Norte
• Año: 2009
• ISBN:
  9789587419115
• Categoría: Tecnología e ingeniería
• Categoría: Ingeniería general

Esta obra contiene una fundamentación metodológica y tecnológica para la aplicación de metodología DFMA de productos soldados. Por los temas que aborda, esta publicación será de gran utilidad para profesionales de ingeniería de productos, docentes e instructores de las áreas de diseño y tecnologías en soldadura y afines, quienes tendrán a sus disposición valiosa información relacionada con los principios de diseño, los materiales, los procesos, las técnicas de ejecución y de inspección, así como también la normativa y códigos relacionados con la fabricación y ensamble de productos y estructuras soldadas.

SECCIÓN 1

FUNDAMENTOS METODOLÓGICOS DEL DFMA DE PRODUCTOS SOLDADOS

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METODOLOGÍA DFMA DE PRODUCTOS SOLDADOS

1.1. INTRODUCCIÓN

La metodología de diseño para la manufactura y ensamble DFMA de productos soldados se sustenta en principios y reglas heurísticas específicas para las construcciones soldadas, extractadas de la investigación bibliográfica especializada, de las experiencias de los autores y de expertos del área.

La metodología tiene un enfoque basado en la ingeniería concurrente y toma como referente la metodología DFMA de Boothroyd and Dewhurst, solo que ésta es aplicada al diseño de productos soldados e incluye, además de unas consideraciones previas al ensamble de productos soldados que permite definir el tipo de unión mecánica más adecuado para el producto que se va a desarrollar, módulos tecnológicos de soldadura que no sólo apuntan a implementar el DFMA en productos soldados, sino que además retroalimentan otras áreas de la organización siendo consistente con la ingeniería concurrente (ver Figura 1).

Es así que el objetivo final al implementar la metodología DFMA de productos soldados es servir de soporte al sector metalmecánico productor de bienes soldados, facilitando el diseño y simplificando el proceso de fabricación y ensamble para que éste sea eficiente y se logre el mínimo costo. Además, la metodología puede ser extrapolada a otros escenarios DFMA en función de otros procesos, debido a que la naturaleza de los componentes sería la misma; sólo habría que particularizarla para esos otros procesos o productos.

Figura 1. Estructura de los componentes que soportan la aplicación de DFMA en productos soldados [1]

1.2. INGENIERÍA CONCURRENTE

En la actualidad en muchas empresas el diseño y desarrollo de productos se lleva a cabo de manera secuencial, es decir, un proceso no puede arrancar hasta que el anterior haya terminado, y el problema principal es la forma en que interactúan los departamentos de la empresa en su sistema de organización y filosofía de trabajo, ya que cada uno se preocupa solamente de sus procesos, sin utilizar un enfoque integral del desarrollo del producto o del ciclo de vida. Esta situación trae consigo una serie de problemas que hacen que no se cumplan muchas veces los plazos de entrega, que el producto no satisfaga las necesidades del cliente, que los costos del producto sean elevados, que exista mal clima organizacional, además de problemas con los proveedores y baja competitividad, entre otros.

El incremento de la complejidad tecnológica en las empresas altamente competitivas, así como la reducción del impacto ambiental han sido resueltos o mejorados gracias a una filosofía de trabajo basada en sistemas de gestión de la información y fundamentada en la idea de convergencia, simultaneidad o concurrencia de la información contenida en todo el desarrollo del ciclo de vida de un producto desde el diseño del mismo.

La ingeniería concurrente tiene otras denominaciones, tales como ingeniería simultánea, ingeniería colaborativa, ingeniería para el ciclo de vida, ingeniería integrada de producto acorde con el contexto donde se desenvuelve. A continuación se presentan algunas definiciones que permiten visualizar el concepto:

• Para H. Maury “es un nuevo paradigma para el diseño y desarrollo de sistemas y/o productos con el que se persigue vincular desde las etapas más tempranas del proceso de diseño consideraciones relativas a cada una de las etapas de su ciclo de vida, con el fin de garantizar elevadas prestaciones, bajo costo y tiempo de desarrollo para maximizar la calidad y el valor del producto” [2].
• Para C. Riba es una “nueva forma de concebir global e integradamente la ingeniería de diseño, de desarrollo de productos y de servicios, lo cual hace concurrir estas perspectivas:
  - Desde el punto de vista de producto, se consideran a la vez la gama ofertada y fabricada por la empresa así como los requerimientos, recursos y costes asociados a las diversas etapas del ciclo de vida del producto.
  - Desde el punto de vista del recurso humano, se integran a la par diferentes especialistas con voces significativas en las decisiones, que no necesariamente pertenecen a la empresa (Empresa Extendida).
  - Desde el punto de vista de los recursos físicos, concurren nuevas herramientas basadas en tecnologías de la información y la comunicación sobre una base de datos y conocimientos cada vez más integrada (Modelos 3D, CAE, CAM, Prototipos y útiles rápidos, redes locales, Internet, etc.)” [3].

1.3. DISEÑO PARA LA MANUFACTURA Y ENSAMBLE (DFMA)

El diseño para la manufactura y ensamble (DFMA) de Boothroyd and Dewhurst [4, 5] es una filosofía, un método y una herramienta de diseño que debe ser utilizada durante el diseño y desarrollo del producto para lograr que las decisiones tomadas referentes a: procesos de fabricación que se van usar, posibilidades de automatización, geometrías, tolerancias, acabados superficiales, agrupamientos de partes para ensamble, características y medios de ensamble, manipulación, orientación y sujeción de las partes se consideren desde las tempranas fases del diseño, lo cual facilitará posteriormente los procesos de fabricación y ensamble de los componentes que conforman el producto total, logrando importantes disminuciones en los costos y tiempos totales de desarrollo así como productos más confiables y de mayor calidad.

El DFMA es uno de los componentes primarios del enfoque de ingeniería concurrente por su capacidad para integrar las funciones de diseño, manufactura y ensamble, organización, manejo de la información y mejoramiento del recurso humano en las etapas de diseño y desarrollo de productos, ya que logra:

• Minimizar la cantidad de piezas que se requieren en un producto.
• Diseñar para que la construcción de las piezas sea lo más sencilla y económica posible.
• Utilizar componentes estandarizados y comerciales afines para uno o varios productos.
• Facilitar la fabricación y el armado con la reducción del tiempo y el costo de ensamblaje por pieza (alimentación, inserción, fijación) mediante un diseño de producto simplificado.

El método de Boothroyd and Dewhurst se basa en 4 cuestiones fundamentales:

• ¿La pieza es necesaria?
• ¿Debe ser de algún material especial?
• ¿Se tiene que mover en relación con otras?
• ¿Oculta el ensamblaje de otras piezas?

Sí las respuestas son todas negativas, las piezas son susceptibles de fusionarse.

1.4. DISEÑO PARA LA FABRICACIÓN Y ENSAMBLE DE PRODUCTOS SOLDADOS

1.4.1. DEFINICIÓN

Métodos y estrategias de diseño dirigidos a integrar en el proceso de diseño de productos soldados la valoración de las implicaciones de las decisiones de diseño sobre la fabricación, ensamble/montaje del producto bajo el enfoque de la ingeniería concurrente.

1.4.2. FACTORES QUE INCIDEN EN EL DFMA DE PRODUCTOS SOLDADOS

El proceso de diseño para la fabricación y ensamble (DFMA) de productos soldados requiere de la identificación y análisis de los factores que inciden en él, y que se relacionan con: Procesos de soldadura y afines, Materiales base y ...

Índice

• Portada
• Anteportada
• Portadilla
• Créditos
• Contenido
• Prefacio
• Sección 1 Fundamentos metodológicos del DFMA de productos soldados
• Sección 2 Fundamentos tecnológicos del DFMA de productos soldados
• Sección 3 Aplicaciones del DFMA de productos soldados
• Referencias bibliográficas