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De Polilítico a Monolítico: El Diseño de un Producto Automotriz Ligero, Reforzado, No Rotacional, de Profundidad Estirada

Autores: Chirinda, Gibson P.; Matope, Stephen; Sterzing, Andreas; Nagel, Matthias

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

De Polilítico a Monolítico: El Diseño de un Producto Automotriz Ligero, Reforzado, No Rotacional, de Profundidad Estirada


Categoría

Procesos industriales

Subcategoría

Diseño de procesos industriales

Palabras clave

Transición
Diseño monolítico
Componentes automotrices
Tiendas de campaña en el techo
Ligero
Proceso de conformado profundo

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 17

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La transición del diseño polilítico (compuesto de muchas partes) al diseño monolítico (una sola parte) en componentes automotrices presenta una oportunidad para reducir el número de piezas, el peso, las rutas de procesamiento y el tiempo de producción sin comprometer el rendimiento. Los enfoques de diseño tradicionales para las tiendas de campaña de techo ensamblan varias chapas de metal y extrusiones utilizando diferentes procesos de unión, como soldadura, adhesión, atornillado y remachado. Esto a menudo se asocia con desventajas, como un aumento de peso, un alto tiempo de producción y juntas que gotean. Esta investigación, por lo tanto, presenta el desarrollo de una tienda de campaña de techo automotriz monolítica, ligera, rígida y no rotacional que se fabrica mediante el proceso de embutición profunda. Se realizó un estudio de caso en una empresa para analizar el producto polilítico y su proceso de producción para determinar sus limitaciones. Esto fue seguido por el diseño de un producto monolítico ligero y no rotacional cuyo propósito es eliminar las desventajas identificadas. Se desarrollaron geometrías de rigidez para mejorar la integridad estructural general sin añadir peso innecesario. Se utilizó el Proceso de Jerarquía Analítica (AHP) para analizar y evaluar diseños alternativos en función de criterios como complejidad, diseño de herramientas, simetría, rigidez y costo. Las simulaciones realizadas con el software NX 2024 confirmaron la efectividad de este diseño. Los resultados muestran que la tienda de campaña de techo monolítica tiene un rendimiento de rigidez comparable entre la tienda de campaña de techo ligera y monolítica y la tienda de campaña de techo pesada y polilítica. Al mismo tiempo, el número de piezas se redujo de veintitrés (23) piezas individuales (polilíticas) a una (1) pieza (monolítica) de tienda de campaña de techo, el peso se redujo en 15.6 kg, lo que se traduce en una reducción de peso del 30% sin comprometer el rendimiento, las rutas de procesamiento se redujeron de ocho (8) a tres (3), el tiempo de producción se redujo en 120 minutos y se eliminó el goteo. Por lo tanto, se puede concluir que el diseño y la fabricación de tiendas de campaña de techo monolíticas conducen a un producto más ligero y resistente.

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