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Ingeniería de fabricación para autopartes, utilizando molde desechable en impresión 3D, aplicando tecnologías asistidas por computadora

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dc.contributor.author Escobar Martínez, Moises
dc.date.accessioned 2021-08-13T20:44:15Z
dc.date.available 2021-08-13T20:44:15Z
dc.date.created 2018-12-14
dc.date.issued 2021-08-13
dc.identifier.citation Escobar Martínez, Moises. (2018). Ingeniería de fabricación para autopartes, utilizando molde desechable en impresión 3D, aplicando tecnologías asistidas por computadora. (Maestría en Ingeniería de Manufactura). Instituto Politécnico Nacional, Sección de Estudios de Posgrado e Investigación, Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Unidad Azcapotzalco. México. es
dc.identifier.uri http://tesis.ipn.mx/handle/123456789/29164
dc.description Tesis (Maestría en Ingeniería de Manufactura), Instituto Politécnico Nacional, SEPI, ESIME, Unidad Azcapotzalco, 2018, 1 archivo PDF, (128 páginas). tesis.ipn.mx es
dc.description.abstract RESUMEN: En este trabajo se plantea una solución para sustituir la producción de autopartes por fundición tradicional. Se realizó, una metodología para desarrollar la ingeniería de fabricación para autopartes utilizando tecnologías de prototipado rápido y tecnologías asistidas por computadora. Como es necesario primero conocer los requerimientos, que se ocupan para desarrollar un molde se realizó una matriz QFD, con las metas de diseño. Enseguida se muestra el diseño conceptual, en el que se realizó un árbol de funciones, una matriz morfológica, un primer concepto, una matriz de pugh, una descripción textual del concepto, así como unos bocetos del modelo 3D de la pieza que se desea obtener. A continuación, se muestra el diseño de detalle, donde se realizaron los cálculos para el diseño del sistema de alimentación de la pieza además los cálculos del tiempo de llenado y el tiempo de solidificación de la fundición. Por último, la validación del diseño se realizó con un simulador de fundición, que sirve para conocer el tiempo de llenado, el tiempo de solidificación y el nivel de integridad de la fundición. Los resultados que se obtuvieron en la simulación de fundición fueron los siguientes: Primera simulación. Con una mazarota: 12 segundos en tiempo de llenado y 6.75 minutos en tiempo de solidificación. Nivel de integridad 90% Valores calculados: 13.01 segundos en tiempo de llenado, y 5.11 minutos en tiempo de solidificación. La pieza no alcanza el 100% de integridad, por consiguiente, se tiene que rediseñar el sistema de alimentación, agregando una mazarota en el área donde no se está llenando completamente la fundición. Segunda simulación: Con doble mazarota: 13.03 segundos y 6.61 minutos en tiempo de solidificación. Nivel de integridad 100% Valores calculados: 14.86 segundos en tiempo de llenado y 6.24 minutos en tiempo de solidificación. Se seleccionó el modelo con doble mazarota, visto que, se pudo observar que las mazarotas se enfriaron y solidificaron, hasta el final, de manera que se asegura una pieza 100% integra. Por tanto, se puede aprobar el diseño del sistema de alimentación, y el molde queda autorizado para su fabricación en una impresora 3D de arena. Tambien se realizó un análisis financiero donde se compararón los gastos por infraestructura, instalaciones y equipos, servicios básicos, personal de ingeniería, personal técnico, material de trabajo, diseño y fabricación de moldes. Con el fin de comparar y análisar cual es proceso que más conviene para la fabricación de prototipos de autopartes que más ganancias puede generar, siendo el proceso de fundición utilizando molde desechable impreso en 3d de arena, como la mejor opción ya que es el proceso de fundición que menor inversión y gastos necesita para la fabricación de prototipos de autopartes. ABSTRACT: In this work, a solution is proposed to replace the production of auto parts by traditional casting. A methodology was developed to develop manufacturing engineering for auto parts using rapid prototyping technologies and computer-assisted technologies. As it is necessary to first know the requirements, which are used to develop a mold, a QFD matrix was made, with the design goals. Then the conceptual design is shown, in which a tree of functions, a morphological matrix, a first concept, a pugh matrix, a textual description of the concept were made, as well as some sketches of the 3D model of the piece to be obtained. Next, the detailed design is shown, where calculations were made for the design of the part's feed system, as well as the calculations of the filling time and the solidification time of the casting. Finally, the validation of the design was carried out with a casting simulator, which serves to know the filling time, the solidification time and the integrity level of the casting. The results that were obtained in the casting simulation were the following: First simulation. With a sprue: 12 seconds in filling time and 6.75 minutes in solidification time. Integrity level 90% Calculated values: 13.01 seconds in filling time, and 5.11 minutes in solidification time. The piece does not reach 100% integrity, therefore, it has to redesign the feeding system, adding a sprue in the area where the smelting is not being completely filled. Second simulation: With double riser: 13.03 seconds and 6.61 minutes in solidification time. 100% integrity level Calculated values: 14.86 seconds in filling time and 6.24 minutes in solidification time. The model with double sprue was selected, given that it was observed that the risers were cooled and solidified, until the end, in such a way that a 100% integral part is ensured. Therefore, the design of the feeding system can be approved, and the mold is authorized for its manufacture in a 3D sand printer. A financial analysis was also carried out, comparing expenses for infrastructure, facilities and equipment, basic services, engineering personnel, technical personnel, work material, design and mold manufacturing. In order to compare and analyze which process is most suitable for the manufacture of prototypes of auto parts that can generate more profits, being the casting process using disposable mold printed in sand 3d, as the best option since it is the process of foundry that requires less investment and expenses for the manufacture of auto parts prototypes. es
dc.description.sponsorship CONACYT es
dc.language.iso es es
dc.subject Autopartes es
dc.subject 3D es
dc.subject QFD es
dc.title Ingeniería de fabricación para autopartes, utilizando molde desechable en impresión 3D, aplicando tecnologías asistidas por computadora es
dc.type TESIS es
dc.contributor.advisor Adrián Romero, Ignacio
dc.contributor.advisor Guevara Galindo, Olivia


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