Proyecto Final Taller de Productos IV

Como proyecto final se nos plantea solucionar una necesidad existente entre los ciclistas que andan por la costa de nuestra región, llevar su Smartphone(de cualquier modelo) de forma segura sujeto a la bicicleta y que además pueda realizarse grabación, tomar fotografías y manipular el celular desde su posición.
Esta necesidad es aplicable también a todo tipo de ciclistas, en cualquier parte del mundo, por lo que solucionarla se vuelve mas interesante.

Primero, partimos analizando referentes, para esto, cada grupo( 7 grupos) hizo láminas con 49 referentes que compartimos entre nuestros compañeros y analizamos en general.

Imagen: Referentes de mi grupo.

Además, croqueamos ideas básicas de soluciones, las que a medida del avanzar de las clases han evolucionado en forma, tamaño, detalles, piezas,materialidad, color....hasta que al día de hoy estamos con el diseño modelado y listo para prototipar en la máquina FDM disponible en IDP.


Nuestra solución es:
- presionar al Smartphone desde 3 puntos, los que se ajustan a los diferentes Smartphones.
- cuerpo central sujeto al manillar de la bicicleta, donde se apoya parte de la superficie del Smartphone que no interfiere con las cámaras.

A continuación fotografías de prototipos que hemos diseñado.

Imagen1: Prototipo Manual, realizado con madera.

En Imagen 1 se observa tabla rectangular que representa forma del smartphone que se sostiene con un gancho a un lado y dos esquineros. Estos ganchos son ajustables a los diferentes tamaños de smartphone por los elásticos que  representan las correas de nuestro producto final. Además el objeto o cuerpo principal de nuestro producto es el que se observa con una concavidad o semi círculo que es el que se acomoda al tubo del manillar, éste se sostiene con un elástico de caucho-silicona.

Imagen2 : prototipo impreso con tecnología FDM (izquierda) y modelo en madera(derecha).

La realización de estos prototipos nos ayudaron a manipular nuestro producto y hacer modificaciones según las falencias que encontrabamos, por ejemplo, el prototipo FDM nos indicó lo frágil de los ganchitos que sujetan el elástico  de caucho silicona.


El prototipo final,  está en proceso de impresión, por lo que su modelación y resultado físico será tema de otra publicación.

CNC

Dentro de mis ramos he tenido que trabajar con varias formas de manufacturar los productos.
Entre ellos la tecnología CNC o Computer Numerical Control

CNC es un sistema de mecanizado automático de desprendimiento de material, que permite controlar en todo momento la posición de un elemento físico, normalmente una herramienta de corte que está montada en una máquina. Esto quiere decir que mediante un software y un conjunto de órdenes, se controlan las coordenadas de posición de un punto (la herramienta) respecto a un origen ((0,0,0) de la máquina). Además de controlar la velocidad del movimiento de la herramienta y de la máquina.

(fuente:http://www.monografias.com/trabajos14/manufaccomput/manufaccomput.shtml)

Previo a la experiencia de laboratorio tuvimos que simular en CNC Simulator Pro el código G asociado a nuestras iniciales con material y herramienta indicado por el profesor.

Para la planeación de la programación seguimos los siguientes pasos:
1.- desarrollar un orden de las operaciones. Planear las secuencias de principio a fin antes de escribir el programa.
2.- Hacer los cálculos necesarios (cálculo de coordenadas). Indicar las coordenadas sobre el dibujo o utilizar hojas de coordenadas.
3.- Elegir la herramienta y velocidades de corte. Asegurarse de las herramientas que se encuentran disponibles
Aquí les dejo mi código hecho en clases :)
N10 ($AddRegPart1, 30, 30)
N20 G92 X30 Y30 Z20
N30 T1 M6
N40 G0 X15 Y15 Z2
N50 G1 Z-5 F250 S2000 M3
N60 Y70
N70 G2 X30 Y85 I15 J0
N80 G1 X85
N90 Y15
N100 X15
N110 G0 Z2
N120 T2 M6
N130 G0 X30 Y30 Z2
N140 G81 Z-15 R1 M3
N150 G0 X30 Y70
N160 X70
N170 Y30
N180 G80

(código que genera mis iniciales)



Luego de esta experiencia nos tocó un laboratorio, donde tuvimos que modelar un objeto en CAD( donde sólo se nos restringió el volúmen), transformarlo a formato .STL, Realización del Código G(automático) con programa VisualMill.

Imagen : bloque con relieve de flor creada en Programa Inventor.

Ya en la CNC disponible en IDP(de 3 ejes) las etapas de la construcción del producto fueron las siguientes:

1) Se comenzó fijando la pieza a la máquina. Se trabajó con contrachapado.

2) Luego se inicia el proceso desde el software, al presionar un botón la maquina comienza a trabajar de forma automática leyendo el código creado.

3) La herramienta de corte comienza a arrancar viruta por capas, desde la más elevada (en eje z) hasta la más inferior ( en eje z). La máquina realiza un proceso similar a la máquina de prototipado rápido, pero de forma inversa; retirando material y recorriendo la geometría desde el exterior hasta el interior o base.

4) Luego de que ha finalizado el desbaste  la pieza es retirada de la máquina. Por el desbaste realizado se obtiene una superficie donde se perciben las capas generadas. En el caso de la experiencia en laboratorio la herramienta de corte era de 9mm de diámetro y punta recta, por lo que las capas eran percibidas con facilidad.

Imagen: Resultado en máquina CNC.

Modelo CNC: “Techno CNC - LC SERIES 4896”.

Observaciones: Como solo se nos restringió el volúmen del objeto a mecanizar los resultados no fueron los esperados, esto por la herramienta de corte utilizado que no se indicó durante el proceso de diseño de la pieza.

Para cumplir con todas las restricciones referentes a este tipo de manufactura es que realicé un segundo diseño con nuevas medidas y donde sí se considera el grosor de la herramienta de corte.

Imagen: Nuevo diseño que considera restricción de volúmen, material y tipo (forma, grosor) de herramienta de corte .

Creación del Folleto

Vender la Idea, es parte del proceso.

Para esto desarrollamos folletos explicativos de los productos. Donde se señala el concepto, el proceso de prototipado, características de los usuarios, etc. 

Todo lo necesario para que el lector se interiorice en lo que fue el desarrollo de esta experiencia.

Desde el Requerimiento, definiciones, usuario, materialización (proceso de prototipado), materiales asociados, pintura...etc.

También se busca expresar, lo que fue el desarrollo como grupo del proyecto. A través de post-it, lluvia de ideas e  identificando lo principal de los objetos.

Los colores Naranjo y Gris, son extensión de los colores utilizados en los objetos.

El Formato es tríptico y se repite la "ecuación de la creatividad" para el espacio creativo.

Tríptico parte exterior

Tríptico parte interior.

Proyecto en conjunto con: Maca Jorquera, Javier Cifuentes.

Gráfica y Color al Producto

Retomamos el trabajo de los productos hechos para un espacio creativo del semestre anterior, pero esta vez la misión es darles color, gráfica a ellos.

Cómo lo hacemos?, Por dónde partimos?, De dónde sacamos las ideas?

Olvidando un poco lo que fue el desarrollo del producto, nos llama la atención las formas en forma de panal producidos por los ensambles. Como grupo nos aferramos a eso para darle color a los productos.
Luego de una corrección, se nos corrige que:

La idea de la gráfica y color de los productos nace desde el concepto inicial, no debe forzarse a una idea posterior.
Retomando los inicios, el por qué de la forma, las razones de nuestros objetos era hacer fluir los pensamientos mediante esta superficie dinámica  donde los alumnos comparten sus ideas.
La luz focaliza la vista de los usuarios y la silla da la comodidad de las horas asociadas a nuestro espacio de trabajo.

En cuánto al color, elegimos el naranja y el gris. Este ultimo opaca lo vibrante y llamativo del naranjo, el que se relaciona con la creatividad e imaginación. Por otro lado el gris se relaciona con la tranquilidad, sobriedad y elegancia.

Cómo pintar? resaltando las líneas de los bordes y contrastando los elementos que van por separado. Las luces se pintan como continuación de la mesa, por lo que siguen la tendencia.
Resaltar la diagonal de la mesa es importante, porque es una característica llamativa de nuestra mesa.

A continuación un imagen del resultado. Expuesto en el Patio de Ingeniería en Diseño de Productos.

Sobre la mesa se pintó lo que llamamos la "ecuación de la creatividad" en un espacio creativo: que consta de una lluvia de ideas (personas conversando) y un buen ambiente de trabajo(lo relacionamos con compartir una taza de café)

La silla, cuya foto (madera solo sellada) se encuentra en una entrada anterior, una vez pintada quedó así:

Prototipo silla pintada: Estéticamente agradable ;)

Proyecto en conjunto con: Maca Jorquera, Javier Cifuentes

FABLABs

“Los FabLabs  son una red de laboratorios de fabricación digital creados por el MIT con el fin de revolucionar el sistema industrial y dar el poder a las personas de autofabricar -casi- todo.”

Son laboratorios donde encontramos diferentes máquinas de fabricación digital y todo lo necesario para utilizarlas. Cualquier persona interesada en aprender o desarrollar alguna idea puede utilizarlos, democratizando así el acceso a la innovación y fabricación.

En los lugares que se encuentra se da solución a problemas locales y necesidades individuales. Ya que se trabaja con la comunidad y además cada persona es libre de fabricar sus ideas, sirviendo también para emprendedores.

Es una herramienta que utiliza el aprendizaje activo, es decir, el individuo aprende a través de la experimentación

Se utilizan herramientas de ultima tecnología, para la materialización, y siempre hay especialistas dispuestos a ayudar. Así la gente común que usa el fablab no requiere conocimientos técnicos.

Es un lugar hecho para la materialización de sueños e ideas.

Los Fab Labs innovan con sus laboratorios de fabricación. Ponen la fábrica al alcance del consumidor. Esto sumado a  la filosofía colaborativa y multidisciplinaria genera un “ecosistema de emprendedores”.

Fabricación de muebles en FabLab

Los FABLAB son una red a nivel mundial, a través de ellos podemos enterarnos de proyectos de otos sitios y compartir conocimientos.

Algunos proyectos e iniciativas nacidos en fablab son:

-Fomento de la eficiencia energética
- viviendas autoproducidas

-Turbinas eólicas y solares

FDM, una Tecnología de Prototipado Rápido.

¿Qué es el Prototipado Rápido?
Es un proceso de obtención de objetos sólidos a partir de modelos CAD en 3 Dimensiones, mediante el uso de un conjunto de tecnologías basadas fundamentalmente en la construcción mediante la acumulación de capas.

Así un ejemplo de tecnología es:
FDM ó Modelado por deposición fundida.

Es una impresora con un cabezal que, controlando la temperatura, extruye material capa por capa.


Utiliza un material termoplástico, el que viene en un royo y en forma de filamento (aprox 1,6 mm de diámeto).Este material es calentado hasta un estado semi líquido y es depositado capa por capa.
El plástico se endurece rápidamente al contacto con la capa anterior.


El sistema opera en X, Y y Z, depositando el material para formar la capa.

Existe un material de soporte, el cual, dependiendo de la figura, se aplica en el prototipo para "sostener" alguna capa que no posea una capa inferior que la sostenga.

Este tipo de tecnología esta disponible para el uso de los alumnos en la carrera de Ingeniería en Diseño de Productos, en la casa central de la Universidad Técnica Federico Santa María, con una resolución de 1,5[mm].

Existen muchas investigaciones relacionadas con este tipo de tecnología. Un ejemplo son las prótesis y su futuro uso real. Por ahora solo son modelos( sin uso real) por el tipo de material que las componen.





Impresora FDM en Acción

Propuesta para un Espacio Creativo

El alumno de IDP es sociable; comparte sus ideas, se retroalimenta de la opinión de sus pares y necesita un espacio donde se pueda desenvolver ágilmente y le facilite su labor de estudiante con las herramientas que más utiliza para estos fines, que son: notebook, cuadernos y láminas.

La Propuesta

Este lugar debe tener una iluminación acorde a la necesidad de concentrar al alumno en las herramientas donde desarrolla su trabajo y también una silla cómoda, ya que puede pasar horas trabajando.

La familia de productos lleva por nombre Eassembly

Prototipo mesa

El diseño de la mesa tiene por objeto proveer al usuario una superficie de trabajo individual y grupal (de 2 a 4 personas), además de organizar las herramientas de mejor manera que en una mesa común.

Sus dimensiones son suficientes para que trabajen  máximo dos personas con ¼ de un pliego, mientras otras dos realizan otras actividades con su notebook, cuadernos u otros. Además posee una repisa diagonal en la base que añade dinamismo y hace olvidar el carácter sobrio de las mesas.


En relación a la luminaria, la luz, al ser focalizada en el espacio de trabajo, va sobre este lugar, es decir, en un plano superior, sin que ésta interfiera en la labor, sino que es un complemento para ello. Además, utilizaremos una luz blanca, la cual ayuda a la concentración y permite que los colores se vean tal como son.

Prototipo Silla

La silla deja los codos a nivel del mesón. La altura del asiento permite que se siente cómodamente cualquier usuario. Para ésto es importante el ancho y la profundidad del soporte horizontal.Otra característica importante es el apoyo de la zona lumbar la cual tiene una curva hacia el interior y el estar sentado mucho tiempo sin el apoyo de esta curva provoca dolores en hombros y cuello. Además se permite que los hombros estén relajados. En sí, es una silla liviana, sin apoya brazos que facilita el movimiento alrededor de la mesa.

Proceso de Prototipado. 

Etapas del Proceso de Prototipado
1. Acotar medidas de los diseños

2. Cubicar piezas en planchas de MDF

3. Compra de materiales

4. Diseño de moldes

5. Marcar piezas en MDF

6. Cortar piezas

7. Lijar

8. Sellado: aplicar cola en las piezas


Con respecto a los costos asociados a la producción, se calculó en mano de obra y materiales ( lijas manuales) un valor de $142.075.- pesos.