Dado que se tiene un problema de diseño, se utilizará la metodología clásica del diseño mecánico u a ta ea fu da e tal es: ea lo ue o e iste . “e u sa á po todas las fases del diseño:
2.1.1 Fases I y II: Reconocimiento de la Necesidad y Definición del Problema
Se plantea el enunciado de la necesidad a partir de la investigación y del conocimiento del estado del arte. Se delimitan todos los conceptos del enunciado para llevar la idea a un nivel de menor abstracción. Se realiza un diseño conceptual y se plantea la forma general en que se desea el producto. Se discretizan todos los elementos del diseño conceptual en bloques o sistemas más pequeños enlistando sus necesidades y requisitos para un correcto funcionamiento. Se plantean las metas y objetivos, así como las tareas a realizar para la solución de cada bloque. Se organiza toda la información y se estructuran todas las ideas, de manera que se facilite el proceso de imaginación, pero se mantenga en perspectiva el objetivo del trabajo.
2.1.2 Fase III: Síntesis
En ella comienza el proceso de diseño formal. Se toman las primeras decisiones del diseño y la directiva general del ideal a perseguir. Se aterrizan las ideas planteadas por el diseño conceptual al pasar a un nivel gráfico del diseño. Los dibujos son primeramente meras representaciones de la idea, sin dimensiones, solo la figura. Se plantea la visión general de la solución de cada bloque, así como el plan para resolver su problemática específica. En esta etapa también se seleccionan los materiales a utilizar y los componentes a compra los cuales no se van a diseñar. Una vez planteada la idea general se comienza a utilizar el CAD para construir modelos en 3D y seguir disminuyendo la abstracción de la idea o desecharla.
Este proceso se basa en gran parte del talento creativo, la experiencia y el conocimiento del diseñador. Varias ideas y decisiones nacen y mueren en esta parte del proceso, por lo que se considera uno de los más difíciles. Esta fase está estrechamente relacionada con la fase de Análisis, por lo que se tiene un vaivén de información e ideas entre estas dos etapas. La mayor parte de las iteraciones del proceso de diseño regresan a este punto. Se hace uso de técnicas de toma de decisiones, estructuración de ideas y ejercicios de creatividad para que lograr un diseño que sobreviva las etapas posteriores. La disciplina y el pensamiento estructurado son cualidades esenciales para llegar a una solución óptima.
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2.1.3 Fase IV: Análisis y Optimización
La tarea primordial del análisis es desechar ideas y definir en su totalidad aquellas aceptadas. La etapa comienza por aplicar algún tipo de análisis matemático o de ponderación a los modelos o ideas construidas en la Síntesis. Esto es con el objetivo de finalizar el conjunto de decisiones que definen por completo un componente mecánico. Es aquí donde se llevan a cabo los cálculos necesarios para encontrar una dimensión faltante o para juzgar si los componentes diseñados cumplen con todos los criterios requeridos. El desarrollo de estas tareas comprende parte del diseño de optimización. Se realiza todo esto para cada bloque y tarea de diseño, apegándose al plan dado por la Síntesis.
Una vez el análisis concluya con éxito, se procede a seleccionar los componentes y piezas que no se van a diseñar pero se van a adquirir ya fabricados, ejemplo seria un controlador electrónico o piezas estándar como tornillería. Después se realiza la tarea de adecuación, la cual comprende modificar los componentes de forma que puedan interactuar correctamente con las demás piezas de su propio bloque y de la maquina completa. Concluido esto se procede a optimizar el diseño completo (llevarlo a un menor costo) y realizar un detallado final.
2.1.4 Fase V: Evaluación del Diseño
El proceso de evaluación comprende una serie de revisiones y pruebas para obtener la respuesta a la pregunta: ¿Se resuelve el enunciado de la necesidad? La ingeniería ha desarrollado diferentes técnicas de evaluación como el análisis por método de elementos finitos que permite evaluar un diseño sin la necesidad de construirlo o destruirlo. Es en esta etapa donde se llevan a cabo todos los análisis numéricos pertinentes para aceptar o rechazar el diseño.
Por lo general la finalidad de la evaluación comprende la fabricación de un prototipo, el cual deberá someterse a una serie de pruebas y evaluaciones, auxiliadas por las técnicas de ingeniería de calidad y de mejoramiento, tales como el AMEF que se usará en este caso. Los costos de fabricación también se incluyen como parte de la evaluación, que por lo general la decisión de aceptación no reside en el departamento de ingeniería, al igual que la evaluación de mercado, que depende de la aceptación del cliente o el usuario del producto diseñado.
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2.1.5 Fase VI: Presentación
La presentación comprende la exposición del trabajo de diseño, y es prácticamente una venta. Es por lo general una tarea realizada por un equipo interdisciplinario, pero para este caso se pretende la presentación se lleve a cabo individualmente en el examen de grado.
La presentación comprende la elaboración de todos los documentos de ingeniería ya sea que el diseño se vea favorecido o destinado a archivarse. La siguiente imagen muestra el resumen de la metodología que se obedeció para el diseño de la plancha térmica.