Las empresas siempre ponen en práctica el análisis de calidad y efectividad que tendrá un producto, mucho antes de que entre en la línea de fabricación.

Desde el analista estructural y la dinámica de fluidos computacional, hasta la simulación de moldeo por inyección y las funciones avanzadas que se basan en la nube, conceden la posibilidad de proporcionar herramientas de análisis conformadas por diseñadores, analistas e ingenieros.

En las siguientes líneas, te mostraremos que existen herramientas de simulación y pruebas virtuales, con las que hoy en día cuentan plataformas digitales.

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¿Cuáles son las simulaciones que se usan para validar productos antes de entrar a la etapa de fabricación?

Ya dijimos que las herramientas de simulación son esenciales como parte del análisis de calidad de un producto, previo a ser incorporado en la línea de fabricación de las organizaciones.

Para ello, existen plataformas de ingeniería digitales que hoy en día ofrecen esa posibilidad, a continuación te explicamos en qué consisten estos mecanismos de simulación:

Simulación estructural

En la manufactura de avanzada, la soluciones de simulación estructural ofrecen un conjunto completo de funciones de análisis estructural, cuyo fin es guiar las soluciones de diseño y mejorar tanto la calidad del producto como el rendimiento.

Entre las ventajas que ofrecen podemos mencionar lo siguiente:

• Cuenta con soluciones de análisis estructural integradas en CAD, las cuales utilizan estudios de elementos finitos, con el fin de predecir el rendimiento real;
• Ofrecen funciones completas y fáciles de usar que comprenden todos los procesos, es decir, desde un simple análisis de componentes individuales, hasta completas simulaciones de ensamblaje con contacto y no linealidades;
• Permite predecir el rendimiento del producto en las fases iniciales del proceso de diseño, a fin de aumentar la capacidad de innovación, y así, evitar la repetición del trabajo.

Dinámica de fluido computacional

En el análisis de calidad se ofrece una herramienta de simulación llamada dinámica de fluido computacional, la cual permite realizar simulaciones de flujo de fluidos y transferencia de calor, para mejorar la calidad y contrarrestar eventuales conflictos de fabricación.

A continuación algunas de sus potencialidades:

• Permite explorar el flujo de fluidos, así como el rendimiento técnico de los productos dirigido a acelerar la innovación de cada artículo.
• Su amplia gama de funciones, permite la posibilidad de ofrecer herramientas para predecir fácilmente un flujo de estado más estable y transitorio, y de muy larga duración, así como el comportamiento térmico de los productos.
• La herramienta ofrece un entorno multidisciplinario que está totalmente integrado para realizar análisis de CFD de manera muy rápida y sencilla.
• Permite una colaboración con los participantes del proyecto, en relación con los resultados de la simulación del flujo de fluidos, a fin de tomar las decisiones bien fundamentadas.

Simulación del moldeado por inyección de plásticos

En el análisis de calidad, la simulación del moldeado por inyección de plásticos permite evitar y predecir defectos de fabricación en diseños de moldes de inyección y piezas de plástico.

Esta opción brinda la posibilidad de eliminar las costosas rectificaciones en los productos, así como mejora la capacidad de las piezas.

Pero una de las ventajas más importantes que ofrece, es que, gracias a la simulación de moldeado por inyección de plástico, es posible reducir el tiempo de comercialización.

A continuación te ofrecemos algunas de sus potencialidades:

• Permite evaluar virtualmente la viabilidad de fabricación, así como la calidad de los diseños de piezas moldeadas por inyección y herramientas.
• Brinda la posibilidad de aprovechar una simulación fácil de usar, a fin de reducir tanto el tiempo como los costos de desarrollo.
• Permite evaluar la eficiencia de los diseños de sistemas de enfriamiento de moldes, con la idea de sustraer la información técnica correcta y en el momento adecuado.
• Brinda la oportunidad de mantener la facilidad de asociación con los datos de flujos de trabajo, gracias al uso de herramientas que ofrecen estas alternativas.

¿Cuáles son las pruebas que pueden hacerse a los productos durante su diseño, para lograr lo que quieren los clientes?

Existen estudios previos que permiten mejorar el análisis de calidad de un producto, antes de que entre en la línea de producción, los cuales son ofrecidos por herramientas tecnológicas que están en el mercado de la tecnología.

A continuación te contamos cuáles son algunos de estos estudios previos:

1. Estudios estáticos

Calculan desplazamiento, fuerzas de reacción, tensiones, deformaciones unitarias, así como la distribución de factor de seguridad.

2. Estudios de frecuencia

El análisis de frecuencia permite calcular las frecuencias naturales y las formas modales asociadas al vibrar a esa frecuencia.

3. Estudio de pandeo

La prueba de pandeo se usa si las piezas delgadas y los ensamblajes con piezas delgadas que son cargadas en dirección axial, se deforman bajo cargas axiales muy pequeñas.

Esas estructuras pueden presentar errores, como consecuencia del pandeo, al tiempo que las tensiones se encuentran muy por debajo de los niveles críticos.

4. Estudios térmicos

Este calcula la distribución de temperatura, gradientes de temperatura y flujo de calor en un cuerpo, producidos por mecanismos de convección, reducción y radiación.

Los estudios térmicos permiten evitar condiciones térmicas no deseadas, entre las cuales están el sobrecalentamiento ya la fusión.

5. Estudios de diseño

Los estudios de optimización de diseño requieren la definición de puntos como los objetivos, las variables y las restricciones.

Los objetivos se calculan utilizando sensores, por ejemplo, en la minimización del material. Si no define objetivos, el programa realiza un estudio que implica la optimización de diseño.

Las variables podrás definirse mediante la utilización de cualquier parámetro o variable global que sea conductora.

Y para establecer las restricciones hay que estipular las condiciones que debe cumplir el diseño óptimo.

6. Estudios no lineales

Las pruebas no lineales pueden aplicarse con el fin de resolver problemas de no linealidad, los cuales son originados por comportamiento anómalo del material, grandes desplazamientos, o también por alguna situación de contacto.

¡Llegamos al final!

La tecnología de avanzada ha permitido que el diseño de un producto cada vez esté sujeto más al perfeccionamiento, y a la posibilidad de predecir cuál será el objeto perfecto que cubrirá las necesidades de los clientes, antes de iniciar su fabricación.

Si te gustó el tema y además quieres conocer más sobre el diseño de productos mediante herramientas digitales, entonces te invitamos a leer el siguiente post: ¿Por qué necesitas una solución 3D?