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  1. 1. FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA Y MECATRÓNICA PROYECTO DE INGENIERÍA Código: 2017275 No. Créditos: 4 Modalidad: Teórico – Práctica Programas: Ingeniería Mecánica e Ingeniería Mecatrónica (Componente Disciplinar); otras carreras (Componente Libre Elección) Requisito: 45% del Plan de Estudio (Ingeniería Mecánica) y 50% del Plan de Estudio (Ingeniería Mecatrónica) Dedicación HAP/HAI: 4 / 8 horas Semestre: 2010 - I 1 OBJETIVOS Objetivos generales Conocer, discutir y aplicar los métodos de diseño en ingeniería de más amplio uso. Diseñar, construir y validar un dispositivo de naturaleza mecánica y/o mecatrónica siguiendo los métodos de diseño estudiados. Objetivos específicos Promover el trabajo en equipos interdisciplinarios de estudiantes de ingeniería, donde se desarrollen habilidades para comprender el lenguaje empleado entre las distintas ingenierías. Adquirir habilidades para el análisis y diseño en ingeniería mediante la integración y aplicación de los conocimientos adquiridos hasta el momento en la carrera. Perfeccionar las habilidades comunicativas (orales, escritas y graficas). PROYECTO DE INGENIERÍA – I-2010 pag. 1
  2. 2. Fortalecer las capacidades investigativas. Promover el aprendizaje activo. Desarrollar la creatividad. Mejorar la interacción con el gremio industrial. 2 METODOLOGÍA Para el desarrollo del curso, se deberán conformar equipos de diseño de TRES estudiantes (excepcionalmente dos), con el propósito de realizar las actividades contempladas de diseño, construcción y validación del prototipo. La programación del curso se ha establecido considerando la metodología de diseño necesaria para un correcto desarrollo del prototipo que cada equipo de diseño tiene a cargo. Las sesiones de trabajo serán de tres tipos: 1 - Conferencia Magistral, en la que un profesor presentará una disertación del tema propuesto para la semana; 2 – Taller de Discusión, donde serán presentados los avances del proyecto y discutidos los temas de cada grupo de diseño con su respectivo profesor; 3- Trabajo de Taller Extraclase, donde los estudiantes adelantan de manera independientemente las tareas de diseño y manufactura del prototipo de producto; para esta última actividad se contará con la supervisión de algún técnico de laboratorio y en caso necesario con la guía del profesor de la asignatura. Para la Conferencia Magistral, los estudiantes traerán preparado los temas que se tratarán en la misma. De manera que puedan aclarar dudas y enriquecer los contenidos tratados con discusiones específicas de los proyectos en que trabajan. Para el Taller de Discusión, todos los equipos de diseño deberán preparar previamente los temas programados; y presentar según programación un informe parcial sobre el estado de avance del proyecto, donde demuestren la aplicación progresiva en su proyecto de los temas tratados en el curso. Es necesario resaltar la importancia que posee la asistencia a las actividades programadas. La misma es obligatoria; y se llevará control sobre la puntualidad y asistencia a las actividades como un indicador de calidad de la labor desempeñada. Para la construcción del prototipo se deben informar permanentemente los avances al profesor director. Toda construcción que se realice sin la respectiva aprobación no será tenida en cuenta. PROYECTO DE INGENIERÍA – I-2010 pag. 2
  3. 3. 3 CRONOGRAMA DEL CURSO Semana Tema Contenido Detallado 1.1. Comprensión de la metodología; objetivos y resultados esperados en el curso. 1 Introducción a la asignatura. 1.2. Definición de los proyectos de curso. 2.1. Definición de la necesidad. 2.2. Establecimiento del mercado. 2.3. Comprensión del problema y subproblemas de 2 Planeación y requerimientos iniciales diseño. Definición de los requerimientos del cliente. de diseño. 2.4. Conformación del equipo de diseño y funciones de los integrantes del equipo. 3.1. Descomposición funcional. 3.2. Despliegue de la función de calidad (QFD). 3 Definición de funciones 3.3. Aspectos sobre la seguridad del producto. del producto y QFD. 4.1. Técnicas de creatividad. 4.2. Alternativas de solución a subproblemas de 4 Generación y evaluación diseño de conceptos. 4.3. Método de evaluación de conceptos 5.1. Método de generación del producto. 5.2. Interacción hombre – máquina. Criterios ergonómicos. 5 Generación del producto. 5.3. Diseño Estocástico y basado en el peor caso. 5.4. Diseño Robusto. PROYECTO DE INGENIERÍA – I-2010 pag. 3
  4. 4. Semana Tema Contenido Detallado 6.1. Evaluación del producto en cuanto a funciones y desempeño. 6.2. Métodos experimentales. Determinación de deformaciones, esfuerzos, variables cinemáticas y cinéticas, vibraciones, temperaturas, flujos y otros parámetros de interés. 7.1. Diseño de experimento (DOE). Planeación del 6, 7, Evaluación de un experimento. Establecimiento de los factores, sus 8y9 producto de ingeniería. niveles y variables de respuesta. Diseños factoriales saturados y no saturados. Superficie de respuesta. Análisis de resultados. 8.1. Diseño y evaluación para “X” (DfX). Evaluación del producto en cuanto a: manufacturabilidad, ensamblabilidad, confiabilidad, ambiente, mantenibilidad, ensayabilidad y seguridad. 9.1. Caso de Estudio: Desarrollo de la estructura soporte del motortool de una fresadora CNC. 10.1. Métodos generales de optimización. Definición de la Función Objetivo y restricciones del modelo Métodos de optimización 10.2. Optimización estructural (topológica y de forma). 10 y 11 aplicados al diseño en ingeniería. 10.3. Optimización multi objetivo. 11.1. Caso de estudio: Diseño óptimo de un árbol y sus apoyos. 12.1. Documentación final (Informe final, planos, modelos, manuales). 12.2. Manuales del equipo (operación; reparación y Documentación y mantenimiento; y reciclaje). 12 registros que acompañan al producto de Ingeniería. 12.3. Compra de materia prima y elementos de máquinas (proveedores). Aspectos esenciales sobre manufactura y ensambles. PROYECTO DE INGENIERÍA – I-2010 pag. 4
  5. 5. 12.4. Pruebas y validaciones. Operaciones de manufactura (mecanizado, 13, 14 y Trabajo de Taller. conformado y otras); ensamble; trabajo de ajuste en 15 taller. Muestra de Máquinas y Prototipos (tres últimos días de Sustentación de los 16 Proyectos de Ingeniería. la semana 16 del semestre). 5 AVANCES DEL PROYECTO Se entregarán cuatro (4) informes parciales impresos donde se presenten los avances obtenidos en el proceso de diseño. Los informes a presentar deberán contemplar los siguientes aspectos: 1. Primer Informe: Definición de la necesidad, Planteamiento del Problema de diseño, Requerimientos del Cliente, QFD. (jueves de la cuarta semana de clases). 2. Segundo Informe: Búsqueda bibliográfica y aplicación de las Técnicas de Creatividad, Generación de Conceptos, Evaluación de Conceptos. (jueves de la sexta semana de clases). 3. Tercer Informe: Generación y Evaluación del Producto. (jueves de la novena semana de clases). 4. Cuarto Informe: Técnicas Experimentales, Diseños de Experimento desarrollados, Optimización del prototipo. (jueves de la duodécima semana de clases). 6 PLANOS Los planos son parte fundamental del diseño, por lo tanto ningún equipo puede comenzar a construir o comprar materiales antes de la aprobación de planos. Los planos para iniciar construcción deben ser entregados el jueves de la décima semana para su aprobación (de acuerdo con el cronograma). Las observaciones, modificaciones y errores encontrados en los planos serán informadas durante la semana once del semestre. Con la entrega final se deben proporcionar los planos “as built”. El proyecto no será recibido sin la entrega de estos planos, impresos y en medio magnético. PROYECTO DE INGENIERÍA – I-2010 pag. 5
  6. 6. 7 SUSTENTACIÓN FINAL Los proyectos serán sustentados en público durante la Muestra de Máquinas y Prototipos. Por lo tanto, cada grupo debe preparar una presentación en Power Point, con una duración de alrededor de 15 minutos, donde se resalte las partes más importantes del proyecto realizado, incluyendo el análisis de costos. La presentación debe estar en el CD de la entrega final. 8 MUESTRA DE PROTOTIPOS Todos los prototipos desarrollados serán expuestos al público durante la Muestra de Máquina y Prototipos. Este evento se realizará en la última semana de clases del semestre y tendrá una duración de tres días. Serán invitados jurados externos, quienes conceptuarán sobre los trabajos realizados. Se deberá: o Realizar los formatos de publicidad de acuerdo a la muestra que se suministrará, o Realizar un póster de acuerdo a indicaciones que se darán oportunamente, y o Subir un video de corta duración al sitio www.youtube.com donde se muestre el prototipo en operación (el nombre del video tendrá que hacer mención de que la idea desarrollada en el proyecto fue concebida por estudiantes y profesores del DIMM-UNAL). Nota: Estos documentos deben estar en la entrega final. 9 CONTENIDO DEL INFORME FINAL Importante: revisar el documento sobre reglamentación de entrega del informe final. 10 SISTEMA DE EVALUACIÓN Informes Parciales -------------------------------------------------------------- 30% Informe Final ---------------------------------------------------------------------- 30% Presentación y Prueba de Desempeño del Prototipo --------------- 40% _________ 100% PROYECTO DE INGENIERÍA – I-2010 pag. 6
  7. 7. 11. BIBLIOGRAFÍA BÁSICA ULRICH KARL y EPPINGER STEVEN. “Diseño y Desarrollo de Productos, Enfoque Multidisciplinario”, McGraw Hill Interamericana, 2004. ULLMAN DAVID. “The Mechanical Design Process”, McGraw Hill International Editions, 1992. ALCALDE JORGE y DIEGO JOSÉ. “Diseño de Producto, Métodos y Técnicas”, Universidad Politécnica de Valencia: Alfaomega, 2004. DYM CLIVE y LITTLE PATRICK. “El Proceso de Diseño en Ingeniería”, Limusa Wiley, 2002. PROYECTO DE INGENIERÍA – I-2009 pag. 7

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