Optimización del proceso de elaboración de las láminas para autopartes en fibra de vidrio reforzadas con Woven Roving 800 en la Fábrica Master Fibra ubicada en Ambato.

Se realizó la optimización del proceso actual de elaboración de láminas para autopartes en fibra de vidrio en la Fábrica Master Fibra, que emplea únicamente fibra tipo Mat (FVM), añadiendo la fibra Woven Roving 800 (FWR) con distintas configuraciones y orientaciones de laminado. Se fabricó probetas con el laminado actual: LA (FVM + FVM + FVM) y con los laminados propuestos: LP1 (FVM+FWR (0/90 grados centígrados)+FVM), LP2 (FVM+FWR (0/90 grados centígrados)+FWR (0/90 grados centígrados)+FVM) y LP3 (FVM+FWR (0/90 grados centígrados)+FWR (más menos 45 grados centígrados)+FVM), mediante el proceso de laminación manual. Posteriormente, fueron evaluadas con una prueba tecnológica, basada en aspectos de manufactura y pruebas mecánicas de flexión, tracción, dureza e impacto, bajo la normativa ASTM D correspondiente. Con los resultados de la caracterización mecánica se aplicó el método estadístico ANOVA con 95% de confianza y 5% de error para conocer si existieron diferencias estadísticamente significativas entre las medias de los laminados. Con el análisis estadístico, se evidenció que todos los laminados propuestos mostraron iguales e incluso mejores resultados que el LA, sin embargo entre ellos, fue el LP2 el cual presentó mejores ventajas en su diseño y características mecánicas, consiguiendo así la misma resistencia a la flexión, un incremento del 113% del esfuerzo a tracción, un aumento del 89% en su capacidad para deformarse, 1,1% de dureza, 271% en la energía de ruptura y 323% más resistente al impacto con relación al LA. Se concluye que el LP2 optimizó el proceso de laminado, variando de 30%fibra-70%resina a un 40%-60% respetivamente, por lo que es totalmente viable en términos de calidad y costos de producción. Se recomienda a Master Fibra añadir la FWR a su configuración de laminado en la fabricación de autopartes, debido a que se obtienen materiales con excelente comportamiento mecánico con un ahorro económico del 4,25% aproximadamente en comparación con el LA.This study aimed to optimise the current process of manufacturing sheets for auto parts in glass pound at the “Fábrica Master Fibra”, which uses only fibre Mat (FVM), adding the Woven Roving 800 (FWR) pound with different configurations and orientations of laminate. Test tubes were manufactured with the current laminate: LA (FVM + FVM + FVM) and with the proposed laminates: LP1 (FVM + FWR (0°/90°) + FVM), LP2 (FVM + FWR (0°/90°) + FWR (0°/90°) + FVM) and LP3 (FVM + FWR (0°/90°) + FWR (±45°) + FVM), through the process of manual lamination. Subsequently, they were evaluated with a technological test, based on aspects of manufacturing and mechanical tests of flexion, traction, hardness and impact under the corresponding ASTM D regulations. The ANOVA statistical method was applied with the results of the mechanical characterisation with 95% confidence and 5% error to know whether or not there were statistically significant differences between the averages of the laminates. With the statistical analysis, it was evident that all the laminates proposed showed the same and even better results than the LA, however among them, it was the LP2 which presented better advantages in its design and mechanical characteristics, thus achieving the same resistance to bending, an increase of 113% of tensile stress, an increase of 89% in its ability to deform, 1.1% hardness, 271% in the breaking energy and 323% more resistant to impact to LA. It concluded that the LP2 optimised the rolling process, varying from 30% fiber - 70% resin to 40% - 60% respectfully, so it is viable in terms of quality and production costs. The recommendation for “Master Fibra” is to add the FWR to its laminate configuration in the manufacture of auto parts because materials with excellent mechanical performance are obtained with an economic saving of approximately 4.25% compared to LA

Diseño, análisis y construcción de una silla de ruedas plegable fabricada en espuma de poliuretano, fibra de vidrio y resina de poliéster

El siguiente proyecto se fundamenta en la generación de una silla de ruedas enfocada en la minimización de su peso y la maximización de su resistencia estructural, a través del uso de un material compuesto como lo es la fibra de vidrio acompañada de resina de poliéster y espuma de poliuretano estructural. Se pretende hacer uso de un proceso mucho más simple al que se utiliza hoy en día en las sillas convencionales como lo es el metalmecánico, sustituyéndolo de esta manera por medio de la inyección de resina en molde cerrado. La realización de pruebas, ensayos o análisis se fundamenta en la resistencia de materiales, para buscar la solidez en el diseño de la estructura y pruebas de inyección de resinas, para asegurar el proceso ideal, sin pierde el enfoque en el desarrollo del producto como tal

Diseño mecánico de una cabina para un simulador de entrenamiento de vuelo

En este proyecto se realizó el diseño mecánico de una cabina para el desarrollo de un simulador de vuelo. El simulador de vuelo consiste en un sistema que emule los movimientos de una aeronave y el manejo de ésta por parte de un piloto. Para ello, se planteó desarrollar un mecanismo paralelo de 6 GDL para emular los movimientos de la aeronave y diseñar una cabina en el que se encuentre el piloto y desde el cual éste pueda interactuar con el simulador. El diseño de la cabina se llevó a cabo siguiendo la metodología que se da en la norma VDI 2225, para lo cual se plantearon diferentes alternativas que permitieron seleccionar los componentes que debe de haber en la cabina para el entrenamiento del piloto. De acuerdo con los componentes seleccionados se realizó el diseño de los soportes necesarios, los cuales consistieron en un soporte para los monitores del sistema visual y un panel de instrumentos. Los cálculos de resistencia de la cabina se realizaron analíticamente usando modelos matemáticos simplificados y con la ayuda de un software de elementos finitos. Se realizaron los cálculos de esfuerzos de la cabina desde un sistema de referencia no inercial debido al movimiento acelerado de la cabina, en el que fue necesario agregar las fuerzas y momentos inerciales. El cálculo por elementos finitos se realizó usando el software ANSYS. De esta manera se determinó que los esfuerzos en la cabina debido a las aceleraciones máximas dadas por el mecanismo paralelo son menores a los admisibles, por lo que no fallará para estas condiciones de trabajo. Se decidió usar plástico reforzado en fibra de vidrio como material de la cabina. Este es un material compuesto cuyas propiedades mecánicas se determinaron usando la norma británica BS 4994. Por otra parte, los soportes serán hechos de acero estructural ASTM A36. Finalmente se realizó una estimación de costos de la cabina en el que el costo total resultó S/.12,727.Tesi

Diseño de un silo de alimentación para granos en poliéster reforzado con fibra de vidrio (PRFV) de capacidad 18 toneladas

En el presente trabajo se realizó el diseño de un silo en fibra de vidrio con una capacidad de almacenamiento de 18 toneladas, para almacenar granos. En el desarrollo del diseño fue necesario realizar entrevistas a la empresa AYNI SAC para determinar los requerimientos de dicha empresa a fin de dar inicio al diseño. Con la búsqueda bibliográfica se encontraron normas relacionadas a la fabricación de silo. En la secuencia de cálculo se tomó como base el método simplificado para determinar las presiones dentro del silo proporcionado por el Eurocodigo 1 (UNE-ENV 1991-4 Rev.1998). Posteriormente se establecieron las variables a utilizar para el diseño del silo, de los cuales se obtuvieron como resultado el coeficiente de seguridad (SR) y el espesor de pared (h). A continuación, se elaboró una tabla con especificaciones de ingeniería y se procedió a hacer el dimensionamiento de general del silo. Adicionalmente a esto se establecieron diversos conceptos de diseño para seleccionar la mejor opción de entre ellos, para el filtrado de estos conceptos se empleó una matriz de selección de criterios ponderados. De la misma forma se realizaron diversas configuraciones a las que se les aplicó una matriz de selección obteniendo de esta manera la configuración óptima y que cumpla con los requerimientos de la empresa. Para agilizar los cálculos y hacer más intuitivo el análisis paramétrico se elaboró una GUI en Matlab, en la cual se ingresan los valores de la geometría del silo, el peso específico del grano y la presión interna del silo, así como también las propiedades de la fibra (Mat y W. Roving) y la resina. En la graficas paramétricas se encuentran representados la relación entre el coeficiente de seguridad y el número de láminas para cada tipo de laminado. De este análisis se seleccionó como la opción optima seis capas para el tipo de laminado Chopped-StrandMAT/Woven-Roving el cual brinda un factor de seguridad de SR = 39.12. Finalmente se observa que fabricar silos en fibra de vidrio deja un gran margen de ganancia (S/. 15704.72) si el silo es vendido a un precio similar al de los silos en acero inoxidable

Metodología para combinar fibra de vidrio reforzada con estructuras de acero aplicado a superestructura de buques

Programa Oficial de Doutoramento en Enxeñaría Naval e Industrial . 5015V01[Resumen] Uno de los principales objetivos del diseño y construcción de un barco es la optimización de la carga útil, y para ello la reducción del peso estructural es un factor importante. El peso estructural de la superestructura en los barcos de pasajeros y militares representa entre el 25% y 40% del peso estructural total. El uso de material compuesto en la construcción de la superestructura, ha permitido una reducción considerable del peso estructural, sin embargo, la dificultad se genera debido al comportamiento disímil entre la unión hibrida entre la cubierta de acero naval y la superestructura de paneles compuestos. Por esta razón, en esta investigación se presentará una metodología para estimar el escantillonado de la unión hibrida propuesta, la primera frecuencia natural de los paneles compuestos con refuerzos y recomendaciones para combinar fibra de vidrio reforzada con estructuras de acero. El escantillonado de laminados compuestos con estructuras de acero se basa en el modelo elástico macro-estructural, siguiendo las fórmulas propuestas por la Clasificadora American Bureau of Shipping-ABS, para luego realizar un estudio micro-estructural de capa critica, como lo propone la Clasificadora Lloyd’s Register-LR, con algunas modificaciones propuestas en esta investigación. Para conocer los beneficios constructivos que otorga una superestructura construida con fibra de vidrio reforzada se han realizado tres análisis comparativos que incluyen: Análisis del peso estructural; Análisis global de esfuerzos equivalentes y Análisis de respuesta de la vibración forzada por excitación de la hélice. Para hacer el análisis costo beneficio de los materiales compuestos aplicados en la superestructura, se han estudiado cuatro opciones de materiales usando fibra de vidrio reforzada y acero. Para el análisis comparativo se ha tomado como referencia las formas de un yate de pasajeros de 36.80 m construido en el 2005, con casco de acero naval y superestructura con paneles de fibra de vidrio y estructura tubular de acero. De estos análisis se concluye que la superestructura construida con material completamente de fibra de vidrio tendría mayor beneficio en la reducción de peso. Para finalizar, se presenta un estudio de las posibles uniones hibridas que se pueden usar entre cubierta de acero y superestructura de fibra de vidrio. Para seleccionar la mejor propuesta de unión hibrida se ha realizado un análisis usando Elementos Finitos para estimar las fuerzas a las que estará sometida la unión hibrida, luego hacer un análisis de capa critica en el laminado y finalmente aplicar los criterios de aceptación entre los esfuerzos interlaminares tanto de corte como normal.[Abstract] One of the main objectives of ship design and the building is the optimization of the payload, therefore, the reduction of the structure weight is an important factor. The structural weight of the superstructure on passenger and military ships represents between 25% and 40% of the total ship structural weight. The use of composite material for the construction of the superstructure has allowed a considerable structural weight reduction, however, the dissimilar behavior on the hybrid joint between naval steel deck and the composite panels superstructure is a difficulty presented in this type of construction, for this reason, this research will present a methodology to estimate the scantling of the hybrid joint, the first natural frequency of composite panels with reinforcements and recommendations for combining reinforced fiberglass with steel structures. The scantling of composite laminates with steel stiffeners is based on the macro-structural elastic model, following the formulas proposed by the American Bureau of Shipping-ABS. Then a microstructural study of the critical layer is carried out, as recommended by Lloyd’s Register-LR Society, with some modifications proposed in the present investigation. In order to know the construction benefits of a superstructure built with reinforced fiberglass, three comparative analyses have been carried out that include: Analysis of the structural weight, Global analysis of stresses and Forced Vibration Analysis by propeller excitation. To perform the cost-benefit analysis of the composite materials applied in the superstructure, four material different construction options including fiberglass and steel were studied. For the comparative analysis, the form lines of a 36.80 m passenger yacht built-in 2005, with a naval steel hull and fiberglass superstructure with tubular steel structure, have been taken as a reference. From the analysis, it is concluded that the superstructure built with completely fiberglass material would have a greater benefit in weight reduction. Finally, a study of the possible hybrid joints that can be used between the steel deck and fiberglass superstructure is presented. To select the best hybrid joint proposal, a Finite Elements analysis was carried out to estimate the forces to which the hybrid joint will be subjected, then a critical layer analysis on the laminate is performed and finally, acceptance criteria are checked on interlaminar stresses for shear and normal.[Resumo] Un dos obxectivos principais do deseño e construción dun barco é a optimización da carga útil, e para iso a redución do peso estrutural é un factor importante. O peso estrutural da superestrutura nos buques de pasaxeiros e militares representa entre o 25% e o 40% do peso estrutural total. O uso de material composto para a construción da superestrutura permitiu unha redución considerable do peso estrutural, sen embargo, a dificultade xérase debido ao comportamento diferente entre a conexión híbrida da cuberta de aceiro naval e a superestrutura de paneis compostos. Por este motivo, esta investigación presentará unha metodoloxía para estimar a escala da unión híbrida, a primeira frecuencia natural dos paneis compostos con reforzos e recomendacións para combinar fibra de vidro reforzada con estruturas de aceiro. A escala de laminados compostos con estruturas de aceiro baséase no modelo elástico macro-estrutural seguindo as fórmulas propostas pola American Bureau of Shipping-ABS. A continuación realízase un estudo crítico de estrutura micro-estrutural, tal e como propón o Lloyd's Register-LR [76], com algunhas modificacións propostas nesta investigación. Para coñecer os beneficios construtivos outorgados por unha superestrutura construída con fibra de vidro reforzada, realizáronse tres análises comparativas que inclúen: Análise do peso estrutural; Análise global de tensións equivalentes e Análise da resposta de vibración obrigada por excitación da hélice. Para facer a análise custo-beneficio de materiais compostos aplicados na superestrutura, estudáronse catro opcións de materiais empregando fibra de vidro reforzada e aceiro. Para a análise comparativa tomáronse como referencia un iate de pasaxeiros de 36,80 m construído en 2005, con casco de aceiro naval e superestrutura con paneis de fibra de vidro e estrutura de aceiro tubular. Da análise realizada, conclúese que a superestrutura construída con material completamente de fibra de vidro tería un maior beneficio na redución do peso. Por último, preséntase un estudo das posibles xuntas híbridas que se poden usar entre o tellado de aceiro e a superestrutura de fibra de vidro. Para seleccionar a mellor proposta de unión híbrida, fíxose unha análise mediante elementos finitos para estimar as forzas ás que estará sometida a unión híbrida, para logo facer unha análise de capa crítica no laminado e aplicar finalmente os criterios de aceptación entre os esforzos interlaminares tanto de corte como de tensión

Caracterización del proceso productivo de casco y cubierta en materiales compuestos para embarcaciones, enfoque : efectividad en la logística de producción en Cotecmar

Nuestro país afronta un conflicto armado interno que surgió en la década del 60con guerrillas de corte izquierdista, las cuales actualmente se han convertido en varios grupos al margen de la ley que tienen como denominador común la actividad de narcotráfico, utilizando extensas zonas de nuestra geografía no accesibles por vía terrestre, empleando la extensa red de ríos navegables. En busca de neutralizar adecuadamente esta amenaza, la Armada Nacional, en el cumplimiento de su misión institucional tiene la obligación de contar con los equipos apropiados, entre estos las embarcaciones, para combatir este flagelo en todo el territorio nacional. Como respuesta a esta necesidad y ante la pérdida de la capacidad de construcción y reparación representada en el cierre de CONASTIL (Compañía Colombiana de Astilleros) , la Armada Nacional hizo lo posible para recuperar la capacidad perdida, comenzando, en el año de 1995, en las instalaciones de la Base Naval de Cartagena, con el fortalecimiento del Departamento Técnico para atender un porcentaje de los requerimientos de reparaciones de la flota naval, sin embargo, dada la poca infraestructura existente, logró del IFI (Instituto de Fomento Industrial), la entrega de todos los terrenos e instalaciones de la desaparecida CONASTIL, comenzando su recuperación física en el año 1997. Para poder surgir la industria naval, marítima y fluvial es necesario tener una verdadera capacidad de diseño y construcción de soporte, con esta idea fija, un grupo de visionarios, liderados por el Contralmirante Ricardo José Pulido Osuna, en el año 2000 nace COTECMAR, apoyada por el Ministerio de Defensa, como una corporación de ciencia y tecnología, sin ánimo de lucro, orientada al diseño, construcción, mantenimiento y reparación de buques y artefactos navales.1 Actualmente, COTECMAR tiene una estructura organizacional de Direcciones, unas de negocio y otras de apoyo. Las embarcaciones, del tipo que sean, son diseñadas por la Dirección de I+D+i, siendo la Dirección de Construcciones la encargada de la fabricación de las embarcaciones en materiales compuestos, y por tanto aquella dentro de la cual se desarrolla esta investigación. El proceso de caracterización del proceso constructivo de casco y cubierta en materiales compuestos para embarcaciones navales de máximo 20m de eslora, apunta a satisfacer las necesidades de embarcaciones de las Fuerzas Armadas Colombianas, en particular, la Armada Nacional, quien tiene bajo su responsabilidad todas las aguas, marítimas y fluviales del país, debiendo garantizar el libre y seguro tránsito, mediante el control y vigilancia en todas las arterias marítimas y fluviales.Incluye bibliografía, anexo

Diseño industrial y producción de la carrocería del vehículo eléctrico para la escudería dcm en la competencia formula sena eco 2013

El presente proyecto de grado muestra el diseño industrial de una carrocería para el automóvil de carreras eléctrico de la escudería DCM (Distrito capital-Meta) para la competencia de vehículos tipo formula del SENA, inicialmente para el desarrollo de este, se estudiaron una serie de modelos para determinar la mejor opción que posteriormente sería fabricada de acuerdo a las características requeridas. Luego de definido el modelo a construir, se inició la selección de materiales y procesos a utilizar para la producción de la carrocería, teniendo como un alto limitante los costos y el tiempo para lograr fabricarla. Los materiales a utilizar en la fabricación fueron seleccionados en base a diferentes parámetros que se debían cumplir en pro del rendimiento del vehículo; el proceso de manufactura tuvo lugar en las instalaciones del centro metalmecánico del SENA y contó con la colaboración del equipo de trabajo de la escudería. Finalmente la carrocería fue instalada en el vehículo eléctrico y este compitió en el autódromo de Tocancipa, donde alcanzo el segundo lugar en la clasificación general de las 2 validas disputadas. Este proyecto es parte de un ecosistema más grande que es la competencia de vehículos eléctricos en Colombia lo que es un indicativo de la tendencia de reducir emisiones y ayudar al desarrollo sostenible de la movilidad

Estudio de prefactibilidad para el montaje de una planta de construcción de muelles flotantes en materiales compuestos que sirvan para embarcaciones de máximo 20 metros de eslora y la elaboración del plan de gestión para su implementación

Cartagena de indias D T y C es un puerto natural, facilitando esta condición el desarrollo marítimo, en sectores tanto industriales como turísticos. Siendo un puerto que cuenta con seguridad debido a que está localizada la Base Naval ARC “Bolívar”, que se encarga de patrullar la Bahía por medio de Guardacostas de la Armada Nacional. Para las diferentes embarcaciones que cruzan la Bahía de Cartagena, existen sitos de atraque, es decir donde se arrima y deja sujeta una embarcación a un muelle o a otra embarcación por medios de cabos. Entre estos sitios existen los que únicamente sirven de embarque y desembarque y otros para realizar las actividades de mantenimiento y reparación de las mismas, adicionalmente se observa que estos muelles corresponden a construcciones de piedra, ladrillo o madera realizadas en el agua, afianzadas en el lecho acuático por medio de bases que lo sostienen firmemente. Por otra parte, acorde con el “Plan de desarrollo económico, social y de obras públicas del distrito turístico y cultural de Cartagena 2008-2011 por una sola Cartagena” acordado por el Consejo Distrital de Cartagena de Indias D.T y C. en su capítulo IV establece, promover el crecimiento económico, incluyente, con sostenibilidad y competitividad en el cual quedaron incluidos artículos que promueven el fomento y desarrollo de la economía local basada en la fortaleza logístico-portuaria, orientadas al crecimiento del turismo, la industria y el comercio. Dentro de las cuales se destaca para los intereses de este proyecto el Programa 7 – Corredor náutico turístico de Cartagena de Indias, mediante el cual el distrito busca promover el turismo náutico en la Ciudad, como un nuevo producto. Este programa deberá promover la construcción de infraestructura básica tales como marinas, muelles y servicios básicos a embarcaciones menores y yates a motor y a vela, de recreo y deporte, así como la prestación de servicios complementarios como fondeo, suministro de combustible, mantenimiento, reparación, transporte y comunicaciones.Incluye bibliografía, anexo