centro de enseñanza técnica y superior

Este proyecto tiene como objetivo diseñar una metodología que permita probar prototipos propios impresos en 3D en el túnel de viento, diseñarlos y analizarlos en programas de computadora, con el fin de aprovechar los recursos que brinda la institución para el crecimiento académico. Se utilizará una metodología con enfoque mixto, donde se realizarán diferentes actividades para lograr el objetivo, tales como: Diseño e Impresión de palas 3D, pruebas en túnel de viento, análisis de simulación, entre otras, para que se pueda realizar la adquisición de diferentes recursos elementales. .

CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN

E NTORNO DEL PROBLEMA
C OLEGIO DE I NGENIERÍA
A NTECEDENTES
J USTIFICACIÓN
P LANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Proceso General
Uso actual de Impresoras 3D y Túnel del Viento
Enunciado del Problema

P REGUNTA DE I NVESTIGACIÓN

Problemática

O BJETIVOS

Objetivo General
Objetivos Específicos

H IPÓTESIS

¿Qué software se puede utilizar para reducir los fallos de piezas en las pruebas en túnel de viento? Determinar qué software se utilizará para analizar la pieza o prototipo impreso en 3D que se probará en el túnel de viento.

CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO

I MPRESORAS 3D PARA F INES E DUCATIVOS

Manufactura Aditiva aplicada

Conscientes del prometedor futuro del uso de impresoras 3D, empresas como Ultimaker o Stratasys, o comunidades “Maker”, hacen hincapié en informar a los centros sobre los beneficios del uso de este tipo de herramientas en educación. 17 La fabricación aditiva tiene varias ventajas en términos de cuestiones de producción y estas se desglosarán en la Tabla 2 (Fielding, 2012).

E STATUS DE I MPRESORAS 3D EN CETYS U NIVERSIDAD C AMPUS M EXICALI

Tipos de Impresoras en CETYS Universidad Campus Mexicali

DREMEL 3D-40
ULTIMAKER 3
Stratasys Continuous Build

Materiales de Impresoras en CETYS Universidad Campus Mexicali

PLA (Ácido Poliláctico)
ABS (Acrilonitrilo butadieno estireno)

A continuación se describirá la ficha técnica, la cual se presenta a modo de resumen en la Tabla 3 (Dremel, 2019). A continuación se describirá la ficha técnica, la cual se presenta a modo de resumen en la Tabla 4 (Ultimaker, 2019).

T ÚNEL DE V IENTO

28 A continuación, la ficha de desempeño técnico se describirá en la Tabla 12, así como algunas especificaciones básicas en la Tabla 13 (Aerolab, 2019). El túnel de viento se compró con una variedad de modelos de Aerolab para realizar varios experimentos, estos se enumerarán en la Tabla 14.

D ISEÑO DE Á LABES

Máxima Eficiencia Teórica
El triángulo de velocidades

La acción resultante del impulsor sobre el fluido será una fuerza cuyo valor se puede calcular utilizando el principio del momento. Una vez calculada esta fuerza y su momento respecto al eje de la máquina, se procede inmediatamente al cálculo de la energía que la máquina comunica con el fluido. Del mismo modo se obtiene la energía que comunica el fluido de una turbina a la máquina.

La ecuación que expresa la energía por unidad de masa intercambiada en el impulsor es la ecuación de Euler. Donde las unidades de velocidad angular deben expresarse en radianes (adimensionales) por unidad de tiempo.

C ASOS DE E STUDIO

Como ejemplo, los facilitadores notaron las similitudes entre el proceso de ingeniería y el proceso de diseño instruccional (ver Tabla 15 y Figura 11). Y desarrolló un diagrama de flujo para el diseño del proceso desarrollado, donde los estudiantes tienen que seguir estos pasos, donde se dibuja y diseña un objeto, utilizando un programa de computadora, y tienen libertad en su diseño, según las limitaciones y criterios. Antes de imprimir el objeto en 3D, los estudiantes deben estudiar la estabilidad y resistencia de este objeto en diferentes condiciones de temperatura y presión.

El diagrama de flujo en la Figura 12 muestra los pasos que los estudiantes deben seguir para un análisis completo. Respecto al análisis, los estudiantes deberán verificar el efecto de las propiedades mecánicas sobre la distribución de la temperatura y el efecto de la temperatura sobre las propiedades mecánicas.

CAPÍTULO III: METODOLOGÍA

F ASES

P LAN DE T RABAJO

Actividades
Recursos
Entregables
Cronograma

Material: El material fue seleccionado con base en la disponibilidad del CETYS Universidad Campus Mexicali. Impresión de modelos 3D: Antes de imprimir las piezas es necesario introducir el modelo 3D en el software de la impresora para poder imprimirlas en la impresora seleccionada con el material seleccionado e inspeccionarlas antes de probarlas. Como se destacó, para que se pudiera llevar a cabo cada una de las actividades señaladas en la Figura 13, fue necesario adquirir diferentes recursos específicos para poder llevar a cabo cada una de ellas con éxito.

A continuación, la Figura 14 muestra los recursos necesarios para llevar a cabo las actividades descritas anteriormente. A continuación, en la Tabla 17 se indicará el tiempo en semanas en el que se realizaron las actividades delineadas en la Figura 13 para completar exitosamente cada fase, hasta que se recopiló la información necesaria para la creación de la metodología.

CAPÍTULO IV: RESULTADOS

F ASE 1 – R ECOPILACIÓN DE D ATOS

Descripción de Resultados

Según el gráfico de la Figura 17, el eje X son los estudiantes y el eje Y es el tiempo que escribieron. Como se muestra en la Figura 19, el 79% de los estudiantes respondieron que sí, reimprimieron. Los estudiantes han utilizado el túnel de viento para practicar en otras materias utilizando modelos didácticos, sin embargo, no han probado ningún prototipo impreso en 3D diseñado por ellos mismos, esto se muestra en la Figura 21.

Con base en el cuestionario distribuido a los estudiantes, los resultados se clasificaron en 4 categorías como se muestra en la Tabla 18 según la actividad requerida para corregir la impresión. Con base en el cuestionario entregado a los estudiantes, los resultados se clasificaron en 3 categorías como se muestra en la Tabla 19, en función de los pasos que siguieron para imprimir en 3D sus piezas, es decir, el 58% de los pasos relacionados con la impresora.

F ASE 2 – I DENTIFICACIÓN DEL P ROBLEMA

F ASE 3 – D ISEÑO C ONCEPTUAL

Fuente de referencia no encontrada., es posible obtener los valores de los coeficientes de sustentación (Cl) y arrastre (Cd) con el ángulo de incidencia obtenido en la Figura 25. En la Figura 28, el coeficiente de arrastre versus el coeficiente de Se puede observar como con ambos valores se consiguen un buen rendimiento de la pala N-10. En la Figura 35 podemos observar F𝞱 con valores negativos, lo que indica que la potencia del rotor se obtuvo solo en la mitad inferior de la pala, ya que el resto creaba resistencia.

Como se ve en la Figura 36, los valores de  ya son positivos, generando sustentación en todo el perfil aerodinámico. 74 A continuación, en la Figura 44 se muestran las dimensiones generales de la base y el ensamblaje final generado para realizar las impresiones y luego las pruebas.

F ASE 4 – P RUEBA DE S IMULACIÓN

77 Utilizando las condiciones de contorno de fuerza centrípeta y desplazamiento cero como se muestran en la Figura 46, estas fueron las mismas para los modelos de tres palas. En las imágenes anteriores se puede ver la pala con la concentración de tensión en la punta superior de la pala, Figura 49, donde el área es más pequeña con un valor de 34762 Pa, que es el 0,11 % del límite del material. Como se muestra en la Figura 51, se puede observar el diseño de la pala con ángulo, con un valor de deformación de 0.00750 m de tensión, que es un 7.6% más que su longitud original.

La Figura 52 y la Figura 53 muestran la concentración de tensiones en la pala en ángulo. En las imágenes anteriores se puede ver el diseño de la pala en ángulo, con la concentración de esfuerzos en la punta superior de la pala Figura 53, donde el área es menor con un valor de 132488 Pa, que es el 0,43% del material. límite.

F ASE 5 – R EALIZAR E XPERIMENTO

Las palas fueron reemplazadas de acuerdo a la prueba realizada, la instalación final se muestra en la Figura 62. La Tabla 32 muestra desde la primera velocidad a la que se generó movimiento hasta alcanzar la velocidad deseada, la Figura 65 muestra el rotor girando a 400 rpm. La Tabla 33 muestra desde la primera velocidad a la que se generó movimiento hasta que se alcanzó la velocidad deseada, la Figura 66 muestra el rotor girando a una velocidad de 500 rpm.

La metodología de análisis tiene como objetivo validar el diseño propuesto en la metodología anterior, para evitar que falle durante la prueba en el túnel de viento. Para realizar la prueba en el túnel de viento el diagrama de flujo se presenta en la Figura 75.

CAPÍTULO V: DISCUSIÓN, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

F ASE 1
F ASE 2
F ASE 3
F ASE 4
F ASE 5
D ISCUSIÓN Y R ECOMENDACIONES

105 que los modelos a desarrollar eran aptos para ser impresos y probados en túnel de viento, resultante de que los desplazamientos y concentración de esfuerzos se encontraban dentro de los rangos positivos de las propiedades mecánicas del material con el que se planeaba tipificar. Aunque existen programas más especializados que permiten realizar una simulación de prueba en túnel de viento o cualquier otra prueba, es recomendable capacitarse en el software disponible en CETYS Universidad Campus Mexicali, y así beneficiarte de todas las opciones disponibles. herramientas para validar cualquier prototipo, ya que cuentan con software como Ansys, Adams, Marc, SolidWorks Flow Simulation, entre otros. Por tanto, tras conocer las impresoras, el flujo de impresiones e imprevistos se resolvieron eficazmente, por lo que uno de los principales factores para el uso más habitual de las impresoras 3D es el conocimiento básico de las mismas.

Ahora bien, además del protocolo para el desarrollo, producción y prueba de prototipos impresos en 3D, cabe destacar que la implementación de un. A pesar de los resultados favorables del experimento, hay mejoras que se pueden hacer al prototipo, ya sea como diseños finales o líneas de investigación, otra propuesta sería realizar pruebas adicionales en el túnel de viento o equipar el rotor para recibir datos, algunos de ellos se proponen en el cuadro 39.

ANEXOS

C UESTIONARIO

110 El análisis previo en un programa informático de las piezas antes de ser producidas en la impresora 3D permitirá minimizar el riesgo de posibles errores que puedan tener al probarse en el túnel de viento, mediante su identificación y solución antes de la impresión. . En conclusión, se debe tomar en cuenta que CETYS Universidad Campus Mexicali está creciendo con la generación de proyectos propios impresos en 3D, así como la realización de pruebas en túnel de viento en líneas de investigación, como se documenta en este proyecto. , se puede confirmar que la implementación del análisis propuesto es de suma importancia, con el fin de abordar las posibilidades y así incrementar la carrera académica y lograr proyectos innovadores funcionales que diferencien a la institución y fomenten la investigación y publicación de proyectos propios.

F OTOS EN I MPRESORA

Recuperado de https://revista.psico.edu.uy/index.php/revpsicologia/article/view Experiential learning to support an innovation mindset within technical education. 2011 ASEE Annual Conference and Exposition, Trends in Mechanical Engineering I, pages 1-24. Centro de Enseñanza Técnica y Superior. Cambridge Aerospace Dictionary (2nd edition). https://app.knovel.com/hotlink/pdf/id:kt008QBA41/cambridge-aerospace-dictionary/aerofoil-us-airfoil.

Institut for Nationale Strategiske Studier. http://www.padtinc.com/supportremoval/assets/scaht_user_manual_rev2a_spani sh_final.pdf. 2018), Finite Element Analysis of Composite Shell Structure of Aircraft Wing ved hjælp af Composite Structure. Air Force Research Laboratory Materials and Manufacturate Directorate Wright- Patterson Air Force Base, Oh Air Force Materiel Command.