El nuevo espacio para la ingeniería avanzada

La tecnología de Siemens permitirá al nuevo Laboratorio de Ingeniería Avanzada de GM en Querétaro, crear soluciones para sectores como el aeroespacial.

Doce estaciones de trabajo equipadas con software CAD (Diseño Asistido por Computadora), CAM ( Ingeniería Asistida por Manufactura) y CAE (Ingeniería Asistida por Computadora) dan vida al nuevo Laboratorio de Ingeniería Avanzada y Colaborativa del campus de la Arkansas State University, campus Querétaro.

Estas plataformas de diseño, simulación y fabricación están integradas al software NX, de Siemens, el cual permite el desarrollo de productos desde el diseño de conceptos hasta la ingeniería y su producción. Se trata de tecnologías de última generación que los estudiantes aprovecharán para crear “ingeniería generativa, imprimir de forma aditiva, y llevar a la simulación en planta”, dijo Alejandro Canela Martínez, vicepresidente y country manager de Siemens Digital Industries Software de Siemens, durante la inauguración del laboratorio.

El nuevo laboratorio fue desarrollado bajo un modelo de triple hélice que involucra autoridades locales, academia y la iniciativa privada representada en este caso, por General Motors de México. De hecho, el software NX es utilizado en el Centro Regional de Ingeniería en Toluca, Estado de México de la armadora, para diseño de componentes automotrices como paneles de puerta y sistemas de aire acondicionado.

Según el directivo de Siemens el lugar está equipado con plataformas para el diseño del vehículo, no solo en su modelo 3D, si no en su totalidad incluyendo, por ejemplo, el sistema electrónico y el funcionamiento del mismo. Los usuarios, dice, pueden acceder a una fábrica digital donde tendrán las tecnologías necesarias que les permitirán saber cómo armar un vehículo o el producto a desarrollar –dentro de una fábrica–; otras más que les permitirán hacer más eficientes las operaciones de la planta, y probar el desempeño del Internet de las Cosas (IoT) en el vehículo, por ejemplo.

Multisectorial

Este laboratorio es el primer proyecto de GM con Arksansas State University tras la firma del convenio de colaboración de 2018, el cual permitió crear el Centro de Desarrollo de Proveedores de la firma automotriz. El Centro fue diseñado para entrenar a la base de proveeduría de la compañía automotriz, que aglutina a unas 550 compañías distribuidas en 23 estados, según indica el Informe de Responsabilidad Social 2018, de la compañía.

El Centro ha permitido capacitar a más de 4,000 integrantes de la cadena de proveedores de GM, según compartió Ernesto Hernández, presidente y director General de GM de México, quien a partir de septiembre deja la compañía tras cuatro décadas de servicio.

Inicialmente, el Laboratorio de Ingeniería Avanzada y Colaborativa, servirá para capacitar a la base de proveedores de la firma automotriz, aunque también dará servicio a estudiantes universitarios e incluso se extenderá a toda la industria de la ingeniería. Se trata de un espacio dedicado a la colaboración con tecnología de punta, que en la medida en que vaya creciendo podrá ofrecer servicios de ingeniería especializada.

De acuerdo con autoridades de GM, el espacio está orientado a atender las necesidades de la industria automotriz, pero las tecnologías que se compraron a Siemens, permitirán atender comercialmente las necesidades de otros sectores como el aeronáutico, electrodomésticos o de herramentales, por mencionar algunos. Esto es: que si una empresa requiere de un análisis estructural o un cambio de diseño en alguno de sus productos, podrá acudir a este Laboratorio en lugar de ir con un tercero.

Expansión tecnológica

Alejandro Canela, de Siemens, destacó que en México, este tipo de tecnologías están disponibles en pocos lugares. Uno de ellos es el Centro de Formación Digital Ingenuity Lab Universidad Tecnológica de Querétaro (UTEQ)-Siemens, inaugurado a fines de 2017 y cuyo equipamiento significó a la firma alemana un desembolso de dos millones de pesos.

La inversión incluyó equipos de cómputo, más de 200 licencias gratuitas de software para la digitalización industrial, diseño y manufactura digital. “Esa infraestructura tecnológica es utilizada en las principales fábricas, plantas manufactureras y empresas de servicios públicos de energía alrededor del mundo” dijo Louise Goeser, en ese entonces CEO de Siemens México y Centroamérica y quien fue relevada en julio 2018 por Juan Ignacio Díaz.

A decir de Canela, la UTEQ tiene un concepto de manufactura 4.0 muy desarrollado, pero reconoció que tener a GM como socio tecnológico, da al laboratorio de la Universidad de Arkansas, una ventaja competitiva.

“A veces lo difícil es tener proyectos donde los estudiantes pueden participar. Es una alianza espectacular. GM ha usado nuestra tecnología desde hace años y para un alumno, aprender con lo último en tecnología, que se está utilizando en la realidad, es la mejor arma que le puedes dar”, afirmó el directivo. Refirió –sin especificar– que la inversión para el campus de Arkansas, asciende a decenas de millones de dólares.

Fuente: https://manufactura.mx/automotriz/2019/08/26/el-nuevo-espacio-la-manufactura-avanzada, consultado el 12 de diciembre de 2019.

Simulación y fabricación aditiva: el futuro es colaborativo

En las últimas décadas hemos asistido a grandes avances en los procesos de fabricación, caracterizados normalmente por simplificar y automatizar tanto las fases de diseño como de producción. Desde que Henry Ford inventase la producción en cadena ha llovido mucho, y hemos visto cómo se incorporaban tanto herramientas de diseño e ingeniería asistidos por ordenador, conocidas como CAD y CAE, como robots, sensores y elementos de inteligencia artificial a las líneas de fabricación.

Hoy, gracias al imparable avance de la tecnología y su rápida adopción en todos los aspectos de la vida diaria, estamos asistiendo a la implementación efectiva de lo que podríamos considerar uno de los elementos relevantes de la fabricación del futuro: la fabricación aditiva, más popularmente conocida como impresión 3D.

Este avance notable no sería posible si las tecnologías de simulación y análisis predictivo no hubiesen evolucionado en paralelo, retroalimentándose de manera mutuamente beneficiosa con los avances tecnológicos en la impresión 3D. Pensemos que la fabricación aditiva permite sacar el máximo partido a la optimización topológica o de forma, ya que se eliminan muchas de las restricciones de diseño de otros procedimientos de fabricación. Esto ha llevado al desarrollo de herramientas automáticas o semiautomáticas para generar la geometría desde cero.

Se ha creado así la necesidad de diseñar específicamente para la impresión 3D, y hacerlo de una manera diferente. Con herramientas de optimización en la mano del diseñador y de forma completamente integrada dentro del CAD, permite (y de alguna manera fuerza) que los ingenieros, diseñadores y responsables de procesos actúen de forma colaborativa para poder fabricar el producto final en el menor tiempo posible y con la calidad requerida.

El avance de la impresión 3D no sería posible si las tecnologías de simulación y análisis predictivo no hubiesen evolucionado en paralelo.

Pero sólo con optimización topológica no es posible resolver todo el problema. Para que los procesos de desarrollo de componentes funcionales puedan reducirse a periodos de días o semanas, son necesarias herramientas de CAD, CAM y CAE orientadas a resolver los problemas que aborda la fabricación aditiva. Pero, sobre todo, que éstas estén integradas con el propio proceso, que de otro modo no podrá llegar a tener la eficiencia que se necesita.

Si disponemos de un gemelo virtual que represente adecuadamente el comportamiento de la pieza real, podemos predefinir reglas para optimizar los parámetros de diseño dependiendo del material que vaya a utilizarse para su fabricación.

Estas reglas o criterios de optimización recogen todo el know-how de la compañía, tanto de sus procesos productivos como del diseño. De este modo se puede garantizar que la calidad de cualquier pieza será siempre la misma, ya que estos criterios están disponibles para todos los programadores e ingenieros.

Para que los procesos de fabricación aditiva sean lo más robustos y fiables posible, se requiere un análisis específico y detallado de los parámetros de fabricación, como pueden ser la temperatura o las tolerancias geométricas, lo que hace que cada vez sea más relevante el papel de las herramientas de simulación para poder llevar estos métodos a la producción a gran escala en el menor tiempo y coste posible.

Dada la creciente necesidad de los fabricantes de ser capaces de personalizar de forma más ágil los diseños, no nos cabe ninguna duda que la fabricación aditiva jugará un papel relevante en el futuro. Y, a medida que las fábricas inteligentes se conviertan en realidad, también lo harán las piezas que fabrican. Y a partir de ahí, el conocimiento que se obtenga de la simulación será la guía de todo el proceso integrado, desde el concepto, pasando por el diseño, y hasta llegar a la producción.

El conocimiento que se obtenga de la simulación será la guía de todo el proceso integrado, desde el concepto, pasando por el diseño, y hasta llegar a la producción.

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Simulación y fabricación aditiva: el futuro es colaborativo

En las últimas décadas hemos presenciado grandes avances en los sistemas de fabricación que se caracterizan normalmente por simplificar y automatizar las fases de diseño y los sistemas de producción.
Lejos ha quedado la fabricación en cadena inventada por Henry Ford. Hemos vivido la implementación plena de los sistemas de diseño e ingeniería asistidos por ordenador (CAD y CAE) y la automatización de la producción mediante el uso de sensores, robots y elementos de inteligencia artificial.
En la actualidad la tendencia efectiva es la implementación de sistemas de fabricación aditiva. Esta tendencia es debida a la evolución en paralelo de las tecnologías de simulación y el análisis predictivo.
La fabricación aditiva elimina las restricciones de diseño que tienen otros métodos de fabricación. Esto, junto con herramientas de optimización integradas en los sistemas CAD y en manos de los ingenieros permiten la fabricación de productos finales en menos tiempo y con la calidad que se requiere.

Para que los procesos de desarrollo de piezas o componentes puedan reducirse periodos de días o incluso semanas, se necesitan herramientas de CAD, CAE y CAM orientadas a la reducción de tiempos e integradas en el proceso productivo.
Para ello se crea una pieza virtual que representa el comportamiento de la pieza real, por ello, al realizar la simulación se pueden definir unas reglas que nos permite optimizar el proceso productivo.

Estas reglas recogen todo know-how de la compañía, desde el diseño hasta el proceso productivo. Esto permite asegurar que las calidades de las piezas van a ser buena y siempre la misma.
Debido a la necesidad más tendente de los fabricantes de ser capaces de personalizar de forma más rápida los productos, la fabricación aditiva juega un papel relevante en el futuro.


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FUSIÓN 360 OBTIENE UNA ACTUALIZACIÓN MUY IMPORTANTE

Fusion 360 es la próxima generación de soluciones para CAD 3D, que combina el diseño industrial y mecánico en una sola herramienta fácil de usar, comienza usando comandos de modelación directa para llegar a la geometría deseada o toma un atajo importando un modelo existente o una geometría escaneada. Luego adiciona los detalles necesarios para hacer el diseño manufacturable.

Los ingenieros de Fusion 360 han continuado su larga marcha hacia su objetivo final de crear un paquete de diseño de producto de extremo a extremo con su amplia actualización del 8 de noviembre de 2016. Los usuarios de Fusion pueden usar una serie de nuevas características, incluyendo mejoras de simulación y fresado, así como actualizaciones de dibujos. En esta pieza, veremos algunas de las actualizaciones de Fusion más interesantes de Autodesk.

Fusion adopta el Nastran Solver

 

Para lanzar su actualización de noviembre, el equipo de Fusion ha anunciado que la adquisición de Nasda por parte de Autodesk en 2014 ahora beneficiará la cartera de CAE de 360. Para los usuarios que están ejecutando simulaciones en la nube, esta actualización de solver no se notará nunca, pero para aquellos que prefieren hacer sus simulaciones localmente, una instalación rápida de solucionador de Nastran se ejecutará la primera vez que intente un estudio local. Con la adición del Nastran, Fusion está ganando uno de los mejores solucionadores probados y constantemente actualizados en el planeta.

Control de malla con el toque de un control deslizante

 

Construir la malla correcta para una simulación es fundamental para lograr resultados precisos. Por lo tanto, para la mayoría de los estudios de CAE, es importante tener una representación de malla ajustada de un modelo. La compensación, sin embargo, es que cuanto más fina sea la malla, más computacionalmente costoso se vuelve un estudio.

Ahora, Fusion permite a los usuarios tener la capacidad de afinar un área específica de una malla, mientras que deja la geometría menos importante en un estado de resolución más baja. Con esta nueva herramienta, será posible obtener resultados de simulación de alta calidad en el menor tiempo posible.

Ultimate amplía sus opciones de estudio de simulación

El amplio aspecto de esta actualización de noviembre es sin duda la expansión de los diferentes tipos de simulación que los usuarios de Fusion podrán ejecutar.

El diálogo de restricción de Conexiones atornilladas.

En primer lugar es la nueva "conexión atornillada" característica. Con esta nueva restricción de simulación, los usuarios pueden simular la tensión que se aplicaría a un componente si se atornilla. Respondiendo a algunas preguntas sobre dónde un perno y tuerca entrará en contacto con una pieza, qué tipo de condiciones de precarga serán estudiadas y algunos otros criterios, los usuarios pueden ver cómo se comportará un componente si está siendo tirado mientras todavía estacionario.

A continuación, el equipo de Fusion ha facilitado la comparación de varios estudios de CAE al proporcionar una función de espacio de trabajo "Comparar". En el pasado, sólo se podía ver un solo resultado de simulación al mismo tiempo. Ahora, una vez que se han calculado múltiples resultados, la función Comparar aparecerá en el "Desplegable de área de trabajo.

La función Comparar espacio de trabajo facilita la evaluación de las simulaciones. 

Menú ", da a los ingenieros la capacidad de ver una serie de estudios a la vez. 

 Por último, 360 también puede ejecutar una simulación de pandeo que puede determinar dónde un componente o ensamblaje comenzará a romperse si se aplica demasiado peso o fuerza a su cuerpo.

Además de las mejoras de simulación ya mencionadas, el equipo de Fusion también ha reunido algunas herramientas de "vista previa" que amplían la paleta de simulación. Los usuarios finales de Fusion 360 tendrán la capacidad de trabajar con una herramienta de "Simulación de eventos" para diagnosticar las tensiones que pueden ocurrir durante las pruebas de caída, las pruebas de ajuste rápido y una serie de otros escenarios del mundo real que podrían suceder.

También se ha añadido una vista previa del "Estudio Estático No Lineal" al paquete Ultimate, que da a expertos avanzados de CAE la oportunidad de interrogar cómo se comportará el material de sus componentes una vez que pase su límite de elasticidad.

Por último, Autodesk ha añadido una vista previa de "Optimización de formas" que dará a los usuarios la opción de simular cómo una parte podría ser "de peso ligero" manteniendo su integridad estructural. Para cualquier persona que trabaje con piezas de impresas en 3D, este tipo de herramienta generativa puede ser increíblemente útil para empujar los límites del diseño. 

CAM continúa mejorando

Aunque la simulación obtuvo la mayor parte de la atención en esta actualización de Fusion, también se prestó atención al espacio de trabajo CAM del paquete. Los ingenieros de Fusion han añadido una serie de nuevos accesorios CAM a su caja de herramientas para hacer que la simulación de su configuración de fresado sea más realista y precisa. Aunque sólo hay unas pocas configuraciones disponibles en este momento, Autodesk promete que vendrán más a medida que avancen los meses.

Si bien los accesorios son agradables, ¿qué sería una actualización CAM sin la adición de nuevas herramientas?

Se han añadido tres nuevos tipos de herramientas al pliegue de CAM, incluyendo una herramienta de bola cónica, una herramienta  “facemill” y un “threadmill”. Además, se ha lanzado una nueva sonda WSC para los usuarios de Ultimate, lo que les permite usuarios simular el proceso crucial de la configuración previa.

Una trayectoria 2D envuelta alrededor de una cara cilíndrica.

Para comenzar, los programadores de CAM ahora tienen la opción de envolver una trayectoria de contorno 2D alrededor de una cara cilíndrica con la herramienta de indexación y envoltura de cuatro ejes. Entonces, ¿por qué es útil? Bueno, si estás trabajando en un stock cilíndrico, ser capaz de envolver una trayectoria 2D alrededor de un objeto 3D eliminará tener que crear esa trayectoria para cada instancia de corte, ahorrando tiempo de tecnología CAM.

La actualización de CAM de noviembre también incluye una actualización de fresado de cinco ejes que puede cortar chaflanes con el lado de una herramienta. Esta característica asegura que se deben realizar menos cambios de herramienta en una operación de fresado, disminuyendo el tiempo total que se tarda en fabricar un producto.

Como se puede ver claramente, los ingenieros de Autodesk han estado ocupados durante los últimos meses. En esta vista previa de la actualización de noviembre de Fusion, ni siquiera hemos tocado el dibujo, tutorial o actualizaciones API, e incluso algunas características de molienda y simulación se han dejado de lado. Por lo tanto, si usted es un usuario de fusión, o si el paquete de CAD está empezando a despertar su interés, investigue más sobre esta novedad.

Fuente:

http://www.engineering.com/DesignSoftware/DesignSoftwareArticles/ArticleID/13694/Fusion-360-Gets-a-Major-Update.aspx 

Autora: Iris Blanco Álvarez