INST IN STIT ITUTO UTO TECN TECNOL OL GI GICO CO DE DE CELAY CELAYA A INGENIERÍA MECÁNICA
INGENIERIA INVERSA
METODOLOGIA DEL DISEÑO
SAUCEDO MORALES ROBERTO CARLOS
MAESTRIA ING. MECANICA
Met od o lo gía de l Di se ñ o
“Ingeniería Inversa y Reingeniería”
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Descripción del Sistema Un portaminas, lápiz mecánico, lápiz de grafos o lapicero, es un instrumento de escritura o dibujo en el cual la "mina" (una delgada vara de grafito) es impulsada mecánicamente a través de un orificio en la punta en vez de como se hace en los lápices tradicionales, donde se extrae la madera que constituye el lápiz, generalmente por medio de un sacapuntas, para así exponer la mina y afilarla. La mayoría de los portaminas puede ser recargado con mina nueva, aunque algunos modelos de menor coste son desechables. Los portaminas son usados por su precisión y el hecho de que nunca se les engrosa la punta.
Historia El primer portaminas fue patentado en Gran Bretaña en 1822 por Sampson Mordan y John Hawkins. Más tarde, Mordan cambió de socio por Gabriel Riddley, tras lo cual se incorporó la marca SMGR (basada en sus iniciales) a la producción. Mordan continuó fabricando lápices, entre otros artículos, hasta que su fábrica fue bombardeada durante la Segunda Guerra Mundial. Entre 1822 y 1873, se registraron innumerables patentes sobre variadas mejoras en este tipo de lápiz. En 1877 se patentaron los primeros con resortes y en 1895 se desarrolló uno donde se giraba la tapa para sacar la mina. La mina de 0,9 mm se introdujo en 1938, y rápidamente le siguieron las de 0,23mm; 0,34mm y 0,9mm. El portaminas tuvo éxito en Japón con algunos cambios menores a partir de 1915, cuando Tokuji Hayakawa terminó su tiempo como aprendiz de trabajador en metales. Se introdujo como Ever-Sharp Pencil (lápiz eternamente afilado).
Minas Los tipos de mina se basan en el grosor y al igual que los lápices pueden variar en los tonos y firmezas, inclusive existen minas de colores. Los tamaños comunes son 0.3, 0.5, 0.7, 0.9, 1.1, 1.3, y 1.6 milímetros. El tamaño de 2.0 milímetros es de uso común en el diseño, ilustraciones, e ingeniería. Por otra parte, las minas de 0.5 y 0.7 suele ser usada de manera más general para trabajos escolares y de oficina. Suele suceder que, para algunas marcas, las minas usadas en los portaminas son demasiado frágiles, lo que ocasiona que se rompan con frecuencia en la escritura cotidiana, o también sucede cuando el dibujante aprieta muy fuerte el lápiz y ocasiona una rotura de la mina. Sin embargo, existen nuevas tecnologías que usan polímeros para reforzar la estructura de las minas, siendo éstas, características de marcas de prestigio. Met od o lo gía de l Di se ñ o
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No obstante, suele importar más el trazo y la fuerza con la que es usado un lapicero, que la marca de las minas que se usan.
Utilidad o función. ¿Cuál es la función del objeto? Facilita y mejorar el resultado de un trabajo, como es el trazar líneas con mayor mejor precisión y el poseer la ventaja de ser recargable. Ofrece confort al usuario, ya que al ser recargable se prescinde de tener que afilarlo y de tener que comprar constantemente uno nuevo, como es el caso de los lápices y bolígrafos, puesto que son finitos.
¿Qué utilidad tiene?
Se utiliza principalmente para escribir.
Además de la utilidad principal. ¿Para qué se puede emplear?
No tiene otros usos, es un objeto muy simple.
Explica por qué motivo o motivos tiene esa forma y esas medidas (por estética, porque es más cómodo, más práctico,).
Tiene esa forma para ajustarse a la mano, que es la que lo maneja.
¿El objeto viene embalado o envasado? ¿El embalaje tiene toda la información necesaria para identificar el objeto? ¿Está convenientemente protegido?
Viene embalado. Sí, en el embalaje viene todos los datos referentes al objeto, además de una descripción clara de su uso. No está muy protegido, pero no es necesario, ya que no es frágil. Nombra y numera cada una de las piezas que forma el objeto.
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Análisis funcional.
¿Cómo funciona el objeto globalmente?
Al apretar el pulsador asoma una porción de mina por la punta, asemejándose así a un lápiz.
¿Cuál es la función de cada pieza dentro del objeto? 1-Almacena las minas y permite el agarre 2- Rodea la mina. 3- Evita que la mina se rompa, ya que es muy fina. 4- Empuja parte de la mina hacia afuera Met od o lo gía de l Di se ñ o
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5- Permite que la mina salga 6- Al presionarlo empuja el muelle, que a su vez empuja a la mina. 7- Contiene al soporte de la mina. 8- Contiene a la goma y por él se introducen las minas (la goma actúa a la vez como tapón para que no se salgan las minas. 9- Sirve para enganchar el portaminas a páginas. ¿En qué principio se basa? ¿Qué propiedades han de tener?
Funciona haciendo salir la mina por la presión que ejerce el muelle, que no debe estar oxidado.
¿Qué relación hay entre las partes? Al presionar el pulsador lateral, se baja el soporte del muelle y este empuja la mina.
¿Qué normas de manejo, mantenimiento y seguridad tiene en cuenta?
Es un objeto de uso corriente, no precisa de mantenimiento, solo de recambiar las minas cuando se agoten.
¿Están previstas las situaciones de riesgo para el usuario?
No, es muy difícil producirse algún daño con el objeto.
¿Están adaptado el objeto a las características físicas y psicológicas de las personas?.
Tiene una forma global, aunque los hay de distinto tamaño y con adaptadores para el agarre, pero en general se adecúa a la mano de las personas.
¿Qué energía utiliza para su funcionamiento?
Al ser un elemento mecánico y manual, sólo necesita una energía mecánica que el usuario del objeto imprima.
Análisis técnico.
¿Qué tecnologías se utilizaron en su fabricación?
Maquinarias de corte, de forma (para plásticos) aquellas necesarias para componer al objeto.
¿Qué procesos de fabricación y montaje se siguieron?
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Se han utilizado técnicas de ensamblado para conformar los plásticos, técnicas de corte (para seccionar los materiales necesarios), a veces se utilizan técnicas de pintado o esmaltado, siendo cada uno de estas técnicas, específicas en cada una de las etapas de fabricación (obtención de las materias primas, racionalizar esos m ateriales, darles formas, insertarlos, tratarlos hasta la puesta en “stock”).
¿Qué herramientas hay que utilizar?
No hay herramientas específicas utilizadas en su fabricación.
¿Con qué materiales está construido?
Con plásticos y metales.
¿Por qué crees que se utilizaron esos materiales?
Porque proporcionan una estructura estable y no muy pesada.
¿Qué problemas presentan esos materiales? (Son tóxicos, duran poco, son caros)
No presentan casi ningún problema, ya que lo único que se pude considerar contaminante son los plásticos de los que está fabricado.
¿El objeto cumple las normas establecidas?
Sí las cumple, ya que este objeto ha pasado un control respecto a esas normativas.
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Desensamble
Fig. 1.2 Desensamble del Portaminas
En la figura 1.2 se muestra el desensamble del portaminas en la que se muestran las piezas del que esta conformado el mismo. Se tiene que sacar medidas de todos los componentes para poder entender su diseño. En la figura 1.3 se muestran la toma de las medidas de la punta de ajuste del portaminas. Met od o lo gía de l Di se ñ o
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Fig. 1.3 Toma de medidas de los componentes.
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Dimensionamiento
Figura 1.4 Dimensionamiento de la tapa.
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En la figura 1.4 se muestra las dimensiones de la tapa del portaminas, donde la carcasa es de
Figura 1.5 Dimensionamiento del Grabber
aluminio y el recubrimiento interior es de PE de alta densidad. Y en la figura 1.5 se muestra el elemento que son las mordazas que empujan a la puntilla.
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Figura 1.6 Dimensiones del Point Ring
Este dispositivo que se muestra en la figura 1.6 es el que desplaza el resorte para poder abrir las mordazas. En la figura 1.7 se muestra el Point Cap que es donde descansa el resorte y el Point Ring.
“Ingeniería Inversa y Reingeniería” Figura 1.8 Dimensionamiento Resorte.
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Figura 1.7 Dimensiones Point Cap
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En la figura 1.8 y 1.9 se muestran el resorte y el mecanismo de expulsión de la puntilla.
Figura 1.9 Ensamble Mecanismo de expulsión de puntillas.
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Figura 1.10 Dimensiones Body del portaminas.
Figura 1.11 Dimensiones del Clip
En la figura 1.10 seo muestra la carcasa del portaminas que está hecho de Nailon 101. “Ingeniería Inversa y Reingeniería” Met od o lo gía de l Di se ñ
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Figura 1.12 Dimensiones MGear
Figura 1.13 Dimensiones Eraser
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Figura 1.13 Ensamble General del Portaminas.
Reingeniería del producto Teniendo todos los componentes dimensionados y entendidos procedemos a mejorar el portaminas. En base en mi experiencia en el uso de este modelo de portaminas la parte del agarre es una zona muy incómoda para sujetar el portaminas ya que como el moleteado y las ranuras del agarre son de aluminio, esto hace que después de cierto tiempo de uso te cause ampollas en los dedos y esto no es algo cómodo para el usuario por este motivo, este será el punto que se mejorara y se hará el rediseño en este punto del portaminas.
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Diseño actual de la parte del agarre del portaminas.
Figura 1.14 Diseño actual del agarre del portaminas
Como se puede ver en la figura 1.14 el portaminas tiene una parte moleteada que es donde se agarra el mismo para poder escribir, pero esta parte después de un uso prolongado del mismo causan ampollas en la zona de agarre y esto es muy incómodo, otro punto de incomodidad son la ranuras que se muestran en la figura 1.15 ya que estas también causan lesiones en los dedos después de un uso prolongado del mismo.
“Ingeniería y Reingeniería” Met od o lo gía deFigura l Di se ñ o 1.15 Ranuras incomodas del sistemaInversa de agarre
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Rediseño del sistema de agarre del portaminas.
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Figura 1.16 Rediseño del sistema de agarre del portaminas.
Figura 1.17 Dimensiones Rediseño MGear
Como se aprecia en la figura 1.16 se cambió el diseño de moleteado de agarre por un recubrimiento de Met od o lo gía de l Di se ñ o
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espuma para proteger al usuario de las ampollas y poder usarlo por tiempos prolongados, también se quitaron las ranuras que era otro punto de incomodidad del mismo se hizo más ancho la punta para que se ajuste más al agarre del usuario. En la figura 1.17 se muestran las dimensiones cambiadas de la sujeción del agarre del portaminas.
Conclusiones La ingeniería inversa me parece un método de diseño muy bueno ya que te permite entender un sistema y de ahí mejorarlo o combinar varios sistemas para hacer uno nuevo, no tienes que empezar desde cero, como decía Albert Einstein que él no hubiera podido descubrir lo que descubrió si no hubiera esta en hombros de gigantes, que es lo mismo en este método que a partir de lo que ya está inventado tenemos que entenderlo y mejorarlo.
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