La ingeniería y el mundo virtual.

En el artículo con título “Diseño asistido por computador” se mencionan aspectos relevantes, que informan al lector sobre esta tecnología tan aceptada hoy día en el mundo del diseño y en los procesos de producción.

Cada vez se requieren más capacidades de procesamiento de información para lograr suplir las necesidades del cliente, por esa misma razón la invención de sistemas virtuales de análisis y creación de prototipos ha venido avanzando continuamente. Llevando a las empresas mejoras en tiempo de producción y ahorrando dinero en el proceso. Para hacer esto realidad, se han venido desarrollando una serie de software que cumplen los requisitos exigidos para la creación de productos.

Para entender a qué tecnologías se hace referencia se definirán los siguientes conceptos de CAM, CAE y CAD. Cuando se refiere a un sistema CAD (computer aided desing) diseño asistido por computadora, se entiende por un sistema que asiste tanto a ingenieros, arquitectos y diseñadores, con herramientas computacionales, enfocándolos primordialmente al dibujo 2D y/o 3D. Para los sistemas CAE “Computer Aided Engineering” ingeniería asistida por computadora, siendo una rama más especifica que contiene en la parte de diseño todos elementos de mejora por medio de conceptos de ingeniería, con la búsqueda de mejores materiales , mejores herramientas, mejores equipos y la implementación de nuevos conceptos, valorando así sus características, propiedades, viabilidad, y rentabilidad. Cuando se habla de CAM “computer-aided manufacturing” manufactura asistida por computadora, pasa a ser una relación directa en el proceso de producción, al convertirse en un puente entre el diseño en CAD y el CNC que es el lenguaje que controla numéricamente por computadora a las maquinas herramienta utilizadas en el proceso de manufactura.

Pero estos softwares deberían cumplir unos requisitos para ser catalogados dentro esos conceptos mencionados anteriormente. Deben ser prográmales para brindar funciones específicas por el diseñador o ingeniero en este caso, debe tener facilidad para ser leídos y ejecutados en cualquier otro sistema, debe contener plug-ins adaptables con extensiones o herramientas que faciliten el entorno de trabajo, deben generar soluciones, deben crear sistemas virtuales que hace más entendible el diseño, deben ser pensados para un diseño concurrente en donde todas las áreas de trabajo puedan intervenir dependiendo de sus habilidades, debe tener opciones de simulación del problema con entornos dinámicos.

Pero que tanto afectaría a la producción estas tecnologías; si se ponen en uso deberían mejorar tiempos de producción, aumentarían la seguridad y la

confiabilidad del producto, mejorarían la integración del nuevo producto con los métodos comúnmente usados en las cadenas de producción, harían mas fácil la gestión del producto antes de ser elaborado al aportar al ideas al proyecto, daría productos más económicos y de buena calidad.

Retomando la idea de los aportes que estos sistemas dan a los proyectos de diseño, nótese que en el diseño se llevan una serie de pasos fundamentales para lograr los objetivos propuestos, no solo se empieza a diseñar para un producto, sino también para un proceso, que parten de igual manera de una necesidad que se puede condicionar ya sea con materiales, capital, energía, requerimiento de tiempo entre otra, y que se cumplen con unos principios de ingeniería como los son, el presupuesto, la funcionalidad, la parte legal, las parte social etc. El lugar que estos sistemas en la actualidad pasaría a intervenir es desde de refinamiento del diseño, donde ya teniendo todas la ideas claras, se empieza a utilizar la mejor y la mas conveniente, hasta el de resultados y documentación, pasando también por el análisis y optimización y la toma de decisión.

Nótese la importancia que se le ha dado a dado a estos softwares en diseño, pasando a no tener prototipos reales, sino prototipos virtuales, también llamados modelos. Que en el CAE aplicando métodos matemáticos a ese modelo, se logra acercar su comportamiento a la realidad utilizando el subsistema FEM que se basa en la creación de un modelo discretizado en parte finitas que ahorran la tediosa tarea de evaluarlo y analizarlo como un continuo, donde se involucran ecuaciones diferenciales que las maquinas no pueden procesar en un modelo con infinitas partes.

Hablando del FEM, análisis por elementos finitos, se puede decir que es una herramienta muy potente e indispensable en área CAE ya que la ingeniería asistida por computadora busca simular los efectos de las variables sobre el elemento diseñado, con análisis de pruebas no destructivas verificando su factibilidad y confiabilidad. Entra a hacer eso el sistema FEM que por medio de coeficientes de seguridad evalúa varias opciones cambiando la geometría y el material, estableciendo condiciones de frontera (delimitando el problema). Aun asi el ingeniero debe tener cuidado en los resultados aunque hallan dado buanas soluciones, siempre se debe considerar error en el programa por defectos que tienen en la realidad el material como imperfecciones, variaciones de densidad , variaciones de dureza hasta distinta orientación del grano que cambia dependiendo del tratamiento del material.

Es por esto que cada vez se debe avanzar y actualizar los programas CAE que hasta hoy en día, no solo han sido pensados para el diseño de elementos en equilibrio, sino también para fuerzas dinámicas, en donde intervinieren los CFD “Computational Fluid Dynamics ” muy útiles para simular ambientes con fluidos en movimiento. Pero tantos programas por aparte suelen ser muy tediosos a la hora de combinarlos y sacar un resultado de los modelos y las simulaciones, es por

esto que se ha pensado en programas potentes que contienen el CAD/CAE/CAM en uno solo, siendo más útiles por su aplicaciones multi entorno.

Pero si bien en ingeniería concurrente, también están presentes, porque son enfocados para que se pueda compartir toda la documentación e información de las bases de datos en el proceso de diseño, existiendo otra sub rama de los CAE, el llamado EEM que es el modelado de ingeniería a nivel empresarial. Todas estas y mucho más han sido las ventajas que tienen los softwares que piensan en el diseño y siempre están mejorando su eficiencia en cuanto a calidad, tiempo y economía.

Bibliografia

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