Diseño e implementación de accesorio rotatorio para equipo de corte laser en proceso de pulido para probetas de nanomateriales

Abstract

El presente trabajo tiene como finalidad diseñar e implementar un dispositivo rotatorio capaz de modificar equipos de corte láser para trabajos sobre estructuras cilíndricas, a solicitud del grupo de investigación en nanomateriales del Departamento de Ingenieria Mecánica del campus San Joaquín. Para ello, primero se presenta al lector la metodología de diseño en la que se basó el desarrollo del prototipo final. En una primera fase, se tradujeron los requerimientos del cliente a un lenguaje de ingeniería, definiendo los objetivos de diseñó, las restricciones y las funciones que debe cumplir el dispositivo. Además, se realizó un análisis funcional del prototipo mediante herramientas como el árbol de funciones, el diagrama de caja egra y el diagrama de caja transparente. Posteriormente, se generaron tres conceptos de diseño, los cuales fueron sometidos a un proceso de selección utilizando un método de pesos ponderados. Tras la selección del concepto, se llevo a cabo el proceso de arquitectura del diseñó, en el que se realizó una primera aproximación a la disposición de los distintos componentes. Luego, se procedió con la configuración del diseñó, donde se definieron los módulos o subsistemas del prototipo, finalizando con el diseño de detalle. Por último, se demuestra la correcta implementación del dispositivo a través del registro de las distintas pruebas realizadas en el laboratorio con probetas, evidenciando su configuración y desempeño adecuados.

The purpose of this work is to design and implement a rotary device capable of modifying laser cutting equipment for work on cylindrical structures, as requested by the Nanomaterials Research Group of the Department of Mechanical Engineering at the San Joaquín campus. To achieve this, the document first presents the design methodology on which the development of the final prototype was based. In the initial phase, the client’s requirements were translated into engineering terms, defining the design objectives, constraints, and functions that the device must fulfill. Additionally, a functional analysis of the prototype was carried out using tools such as the function tree, black box diagram, and transparent box diagram. Subsequently, three design concepts were generated and subjected to a selection process using a weighted scoring method. After selecting the concept, the design architecture process was carried out, which involved an initial approach to the arrangement of the different components. Then, the configuration phase was performed, where the modules or subsystems of the prototype were defined, concluding with the detailed design stage. Finally, the correct implementation of the device is demonstrated through the record of various laboratory tests performed on samples, evidencing its proper configuration and performance.