Instituto Tecnológico de Chihuahua
“Soporte en aplicaciones mecánicas” Memoria Residencia Profesional Opción X Que presenta:
Ricardo Alberto Carbajal Sánchez Para Obtener el título de:
Ingeniero en Electromecánica
CHIHUAHUA, CHIH. ABRIL 2014
Tabla de Contenido Capítulo 1: Visteon .................................................................................................................... - 4 -
1.1 Descripción general de la empresa ............................................................................... - 4 1.2 Enfoque de la empresa ..................................................................................................... - 5 1.3 Productos............................................................................................................................... - 5 1.3.1 Clima ............................................................................................................................... - 6 1.3.2 Electrónica ..................................................................................................................... - 6 1.3.3 Interiores ........................................................................................................................ - 7 1.4 Clientes .................................................................................................................................. - 8 1.5 Visión, misión y política de calidad ................................................................................ ................................................................................ - 9 1.6 Visteon Technical Center México (VTCM) ................................................................ - 10 1. 7 Pruebas realizadas en los laboratorios ..................................................................... - 10 1.8 Servicios CAD (Computer Aided Design) .................................................................. - 11 1.9 Organigrama ....................................................................................................................... - 12 1.11 Localización ...................................................................................................................... - 14 Capítulo 2: Desarrollo de la residencia ............................................................................. - 16 -
2.1 Características del área donde se desarrolló la residencia ................................. - 17 2.1.1 Descripción del área ................................................................................................ - 17 2.1.2 Organigrama del área .............................................................................................. - 18 2.1.3 Actividades del área ................................................................................................. - 19 2.1.4 Interrelación con otras áreas de la empresa .................................................... - 19 2.1.5 Funciones y ubicación del residente ................................................................... - 19 2.2 Área de oportunidad de interés para la organización ............................................ - 20 2.3 Objetivos .............................................................................................................................. - 20 ........................................................................................................ - 21 2.3.1 Objetivo general ........................................................................................................
2.3.2 Objetivos específicos ............................................................................................... - 21 2.4 Justificación ........................................................................................................................ - 21 2.5 Alcances y limitaciones ................................................................................................... - 22 Capítulo 3: Fundamento teórico ......................................................................................... - 24 i
Tabla de Contenido Capítulo 1: Visteon .................................................................................................................... - 4 -
1.1 Descripción general de la empresa ............................................................................... - 4 1.2 Enfoque de la empresa ..................................................................................................... - 5 1.3 Productos............................................................................................................................... - 5 1.3.1 Clima ............................................................................................................................... - 6 1.3.2 Electrónica ..................................................................................................................... - 6 1.3.3 Interiores ........................................................................................................................ - 7 1.4 Clientes .................................................................................................................................. - 8 1.5 Visión, misión y política de calidad ................................................................................ ................................................................................ - 9 1.6 Visteon Technical Center México (VTCM) ................................................................ - 10 1. 7 Pruebas realizadas en los laboratorios ..................................................................... - 10 1.8 Servicios CAD (Computer Aided Design) .................................................................. - 11 1.9 Organigrama ....................................................................................................................... - 12 1.11 Localización ...................................................................................................................... - 14 Capítulo 2: Desarrollo de la residencia ............................................................................. - 16 -
2.1 Características del área donde se desarrolló la residencia ................................. - 17 2.1.1 Descripción del área ................................................................................................ - 17 2.1.2 Organigrama del área .............................................................................................. - 18 2.1.3 Actividades del área ................................................................................................. - 19 2.1.4 Interrelación con otras áreas de la empresa .................................................... - 19 2.1.5 Funciones y ubicación del residente ................................................................... - 19 2.2 Área de oportunidad de interés para la organización ............................................ - 20 2.3 Objetivos .............................................................................................................................. - 20 ........................................................................................................ - 21 2.3.1 Objetivo general ........................................................................................................
2.3.2 Objetivos específicos ............................................................................................... - 21 2.4 Justificación ........................................................................................................................ - 21 2.5 Alcances y limitaciones ................................................................................................... - 22 Capítulo 3: Fundamento teórico ......................................................................................... - 24 i
3.1 Conocimiento de la arquitectura de los productos .................................................. - 25 3.1.1 Tablilla electrónica .................................................................................................... - 25 3.1.2 Appliquee ..................................................................................................................... - 26 3.1.3 Inner .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. - 26 3.1.4 Display .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... - 27 3.1.5 Pointer .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... - 27 3.2 Fundamentos de benchmarking ................................................................................... ................................................................................... - 28 3.2.1 Benchmarking interno .............................................................................................. - 28 3.2.2 Benchmarking competitivo ..................................................................................... - 29 3.2.3 Benchmarking funcional .......................................................................................... .......................................................................................... - 29 3.3 Tolerancias geométricas ................................................................................................. - 30 3.3.1 Definiciones básicas ................................................................................................ - 31 3.4 Introducción a Pro/ENGINEER ..................................................................................... ..................................................................................... - 33 3.5 Vibraciones mecánicas ................................................................................................... - 36 3.5.1 Conceptos básicos sobre vibración ..................................................................... - 37 3.6 Transferencia de calor ..................................................................................................... ..................................................................................................... - 38 3.6.1 Conducción, convección y radiación. .................................................................. - 38 3.6.2 Aletas de disipación. ................................................................................................ - 40 3.7 Procesos de manufactura............................................................................................... - 41 3.8 Fundamentos de reducción de costos ........................................................................ - 43 ............................................................................................. - 44 3.9 Diagrama de cromaticidad .............................................................................................
Capítulo 4: Desarrollo del proyecto ................................................................................... - 47 -
4.1 Cambios de diseño ........................................................................................................... - 47 4.2 Benchmarking .................................................................................................................... .................................................................................................................... - 48 4.2.1 Formato ........................................................................................................................ - 48 4.2.2 Honda Civic ................................................................................................................. ................................................................................................................. - 49 4.2.3 Hyundai Sonata ......................................................................................................... - 51 4.3 Laboratorio de iluminación ............................................................................................. - 53 4.3.1 Material y equipo del laboratorio .......................................................................... - 54 4.3.2 Procedimiento general de medición .................................................................... - 56 4.3.3 Estructura de reportes ............................................................................................. - 57 ii
................................................. - 58 4.3.4 Reporte de coordenada de color e intensidad .................................................
4.3.5 Reporte de gráficos fantasma. .............................................................................. - 60 4.4 Rediseño de un disipador de calor .............................................................................. .............................................................................. - 61 4.4.1 Modelo original ........................................................................................................... ........................................................................................................... - 62 4.4.2 Cambio de diseño y de proceso de manufactura ................................... .................. .......................... ......... - 63 4.4.3 Perfil extruido .............................................................................................................. - 65 4.4.4 Partes para el estampado ..................................................................................... - 66 Capítulo 5: Experiencia personal ........................................................................................ - 69 Conclusiones y recomendaciones ..................................................................................... - 71 Bibliografía ................................................................................................................................. - 72 -
Tabla de ilustraciones Figura 1.1 Distribución de empresas y centros técnicos de Visteon. ............................. .................. ........... - 4 Figura 1.2 Ejemplos de productos de la línea de climas. .................................. ................. .................................. ................. - 6 Figura 1.3 Ejemplos de productos de la línea de audio. .................................................... - 6 Figura 1.4 Ejemplos de productos de la línea de sistemas de información. ................ - 7 Figura 1.5 Ejemplos de productos de la línea de Interiores. .................................. ................. ............................ ........... - 7 Figura 1.6 VTCM Visteon Technical Center México. ...................................................... - 10 Figura 1.7 Servicio CAD. Prueba de deformidad. ............................................................. - 11 Figura 1.8 Organigrama general del área técnica. ........................................................... - 12 Figura 1.9 Layout y áreas del edificio. .................................................................................. - 13 Figura 1.10 Croquis de la empresa. ........................................................................................ - 14 Figura 2.11 Organigrama según especialidades. ............................................................... - 18 Figura 3.12 Cluster del Ford Mustang 2014. ........................................................................ - 25 Figura 3.13 Ejemplo de tren de engranes y tablilla. ........................................................... - 25 Figura 3.14 Ejemplo de un appliquee, donde se aprecian escalas y gráficos. ......... - 26 Figura 3.15 Ejemplo de un inner. ............................................................................................. - 26 Figura 3.16 Cluster Ford Focus 2012, señalándose su display. ................................. ............... ..................... ... - 27 Figura 3.17 Cluster Lincoln 2014, claro ejemplo de que el pointer es digital. ........... - 27 iii
Figura 3.18 Ejemplo de un plano de fabricación. ............................................................... - 32 Figura 3.19 Formas de ver al sólido. ...................................................................................... - 34 Figura 3.20 Cambiando la estructura el sólido. ................................................................... - 34 Figura 3.21 Continuación de la figura 3.20. .......................................................................... - 34 Figura 3.22 Ejemplo de las características paramétricas. ............................................... - 35 Figura 3.23 Modelo original. ...................................................................................................... - 35 Figura 3.24 Modelo con modificación. ................................................................................... - 35 Figura 3.25 Prueba de vibración a un avión. ....................................................................... - 37 Figura 3.26 Conducción de calor. ............................................................................................ - 38 Figura 3.27 Convección de calor. ............................................................................................ - 39 Figura 3.28 Radiación, convección y conducción térmica. .............................................. - 40 Figura 3.29 Formas de aletas. .................................................................................................. - 40 Figura 3.30 Ejemplos de proceso de manufactura (extrusión y estampado). ........... - 41 Figura 3.31 Ejemplo de dado de extrusión. .......................................................................... - 42 Figura 3.32 Radiación electromagnético. .............................................................................. - 44 Figura 3.33 Diagrama de cromaticidad. ................................................................................. - 45 Figura 4.34 Cluster Honda Civic completo (2 piezas). ...................................................... - 49 Figura 4.35 Mask, señalándose donde ensambla. ............................................................ - 49 Figura 4.36 Parte trasera del mask. ........................................................................................ - 49 Figura 4.37 Inner, señalándose donde ensambla. ............................................................. - 50 Figura 4.38 Ejemplo de ensamble, señalándose pines y ganchos de sujeción. ....... - 50 Figura 4.39 Ejemplo de un problema en el material. ......................................................... - 51 Figura 3.40 Cluster Sonata, de la marca Hyundai. ............................................................ - 51 Figura 4.41 Todos los componentes del cluster para el Sonata. ................................... - 52 Figura 4.42 Diagrama de cromaticidad. ................................................................................. - 53 Figura 4.43 Cámara photo research spectroscan 705. .................................................... - 55 Figura 4.44 Cámara lumicam 1300 imaging colorimeter. ................................................ - 55 Figura 4.45 Hoja de resumen de las mediciones obtenidas. .......................................... - 57 Figura 4.46 Ejemplo de especificación del color blanco por parte del cliente. .......... - 58 Figura 4.47 Ejemplo de iluminación. ....................................................................................... - 59 Figura 4.48 Ejemplo de fantasma. .......................................................................................... - 61 iv
Figura 4.49 Modelo del disipador de calor original. ........................................................... - 62 Figura 4.50 Vista delantera del disipador de calor. ............................................................ - 62 Figura 4.51 Vista trasera del disipador de calor. ................................................................ - 62 Figura 4.52 Primer componente, perfil extruido. ................................................................ - 63 Figura 4.53 Segundo componente, identificado como plato del display. .................... - 63 Figura 4.54 Tercer componente, placa exterior por estampado. ................................... - 64 Figura 4.55 Primer ensamble propuesto. .............................................................................. - 64 Figura 4.56 Modelo del extruido. ............................................................................................. - 65 Figura 4.57 Plato principal del estampado. .......................................................................... - 66 Figura 4.58 Modelo estampado del plato del display. ....................................................... - 67 -
Tabla de Anexos Anexo a.- Símbolos geométricos característicos. .............................................................. - 74 Anexo b.- Símbolos geométricos adicionales. ..................................................................... - 75 Anexo c.- Interpretación de rectitud. ....................................................................................... - 76 Anexo d.- Interpretación de planicidad, circularidad y cilindricidad. ............................. - 77 Anexo e.- Interpretación de perfil, angularidad y perpendicularidad. ........................... - 78 Anexo f.- Interpretación de paralelismo, simetría y run out. ............................................ - 79 Anexo g.- Carta de liberación y autorización de información de la empresa. ............ - 80 -
v
Introducción Visteon de México es una empresa mundialmente reconocida por sus productos, donde se enfocan en la rama automotriz, diseñando y manufacturando productos tales como los clúster de los carros (información para el conductor), módulos de clima, radios, paneles de carros, entre otros. El centro técnico de Visteon México se ubica enfrente del Tecnológico de Monterrey campus Chihuahua, a un costado del edificio Pit # 2.
Los clientes que posee la empresa, tales como Ford, GM , Nissan, entre otros, le dan relevancia y nombre a una empresa que día a día busca la innovación y mejora continua de sus productos, buscando siempre nuevos negocios y con convicción para en un futuro superar a sus competidores, donde destaca la empresa Delphi.
Este reporte tiene como finalidad informar acerca de los conocimientos aplicados y adquiridos dentro de esta empresa, en donde desarrollé mis primeras actividades profesionales, siendo el área de mecánica donde se obtuvo un crecimiento personal y profesional.
En muchas ocasiones, se dice que muchos conceptos que se vieron en las aulas de clases no son fundamentales para aplicar en un trabajo, y que son los conocimientos que se adquieren después de terminar la escuela con la que el profesional se desarrolla, estando en un nuevo ámbito y completamente diferente al que se estudió.
Pero, afortunadamente, este no fue el caso, ya que los conocimientos de ingeniería que pude absorber durante mi periodo en el ITCH, los pude aplicar en el ámbito labor al, donde aplique tolerancias geométricas, diseño por computadora y transferencia de calor principalmente, y además haber adquirido conocimientos básicos sobre vibraciones mecánicas y manufactura que actualmente se usa en la maquiladora de Visteon.
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Como parte de las observaciones en torno a este centro técnico, el personal se esfuerza por enseñar a las personas que están en sus prácticas profesionales, donde el principal interés de cada persona es seguir creciendo y obtener mejores resultados, y estos conocimientos transmitirlos a las personas más jóvenes que deben ir adquiriendo experiencia.
En el centro técnico de Visteon, lugar de desarrollo de las residencias, los ingenieros se dedican a dar soporte a productos que ya se están fabricando, a buscar innovaciones de estos mismos y además sustentar proyectos para futuros desarrollos, ya sea a largo o corto plazo, para poner en marcha programas y llevarlos a la manufactura, para que al final, estos sean enviados a las empresas para instalarlo en el vehículo.
Como aporte hacia aquel alumno que pueda leer este reporte, le generará amplio conocimiento acerca lo que sucede dentro de un centro técnico de ingeniería, donde puede encontrar su área mejor aplicada que en cualquier otro lado, y todo conocimiento será bien aplicado para la mejora de los productos visto desde el ámbito mecánico, pero existen muchas más áreas, como sistemas, recursos humanos, aduanas, electrónica y demás, donde si alguien desea conocer un poco más acerca de Visteon de México, se dará por enterado con este reporte.
Este reporte comprende del 12 de agosto del 2013, hasta el 15 de enero del 2014, donde se describen los fundamentos más básicos acerca de las tareas realizadas, y además como fueron realizadas las tareas encomendadas y bajo que procedimientos, donde todos los proyectos siguen en pie después de la fecha de finalización de la residencia.
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Capitulo 1 Visteon
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Capítulo 1: Visteon
1.1 Descripción general de la empresa Visteon Corporation es un proveedor global de componentes electrónicos para la industria automotriz, como sistemas de clima, electrónicos, interiores y de iluminación, además de módulos y componentes para las empresas mundiales manufactureras de equipo automotriz original (“OEMs”, por sus siglas en inglés, automotive original equipment manufacturers). Las oficinas principales se ubican en Van Buren Township, Michigan. Visteon tiene una planilla de aproximadamente 26,000 empleados y una red de operaciones de fabricación, centros técnicos y empresas conjuntas en las principales regiones geográficas del mundo. La diversidad global de la compañía permite un efectivo y eficiente apoyo a las necesidades de sus clientes a nivel mundial , y a su vez, permite aprovechar el bajo costo de fabricación.
La empresa fue constituida en Delaware, en enero del 2000 como una subsidiaria propiedad absoluta de Ford Motor Company. Posteriormente, Ford transfirió los activos y pasivos que comprenden sus componentes automotrices y sistemas de negocio a Visteon.
Figura 1.1 Distribución de empresas y centros técnicos de Visteon.
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Durante la última parte del 2008 y hasta el 2009, las débiles condiciones económicas, en gran parte atribuibles a la crisis global del crédito y la erosión de la confianza del consumidor,
desencadenó
una
recesión
económica
mundial
que
impactó
negativamente al sector automotriz. El 28 de mayo del 2009, la empresa y muchos de sus filiales nacionales presentaron peticiones voluntarias de reorganización bajo el código de bancarrota en la corte de bancarrota de Estados Unidos para el distrito de Delaware, en respuesta a las repentinas y graves disminuciones en la producción automotriz mundial y al impacto adverso sobre los flujos de efectivo y liquidez de la compañía.
El 31 de agosto del 2010, la corte de bancarrota presentó una orden que confirmaba el plan de reorganización y la empresa surgió de la bancarrota el 01 de octubre del 2010.
1.2 Enfoque de la empresa La empresa opera en la industria automotriz, la cual es cíclica y altamente sensible a las condiciones generales de la economía. La compañía cree que el éxito futuro de la industria del automóvil es, en parte, dependiente de la alineación con los clientes para apoyar sus esfuerzos para cumplir con eficacia los retos asociados con las tendencias y acontecimientos importantes en la industria mundial del automóvil.
1.3 Productos Visteon es un líder mundial, proveedor de un amplio rango de productos electrónicos. Las principales líneas de productos son: climas, electrónica e interiores.
A continuación se muestra un análisis que proporciona una visión general de los productos asociados más importantes dentro de cada una de las líneas globales de la compañía, mencionadas anteriormente.
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1.3.1 Clima a) Sistemas de clima: Evaporadores, condensadores, núcleos de calentador,
controles de temperatura, compresores, cajas de tratamiento de aire y sistemas de transporte de fluidos.
b) Sistemas de enfriamiento: Radiadores, enfriadores de aceite, enfriadores de aire
de carga, refrigeradores, enfriadores de gases de escape de la batería y electrónica de potencia, así como sistemas de transporte de fluidos.
Figura 1.2 Ejemplos de productos de la línea de climas.
1.3.2 Electrónica a) Sistemas de audio / infotainment : Unidades de radio/CD, soluciones de conectividad para dispositivos portátiles, sistemas integrados DVD/navegación, radios digitales y satelitales.
Figura 1.3 Ejemplos de productos de la línea de audio.
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b) Sistemas de información: Los productos que figuran en esta área incluyen un
amplio rango de clusters y displays (pantallas), así como dispositivos LCD.
Figura 1.4 Ejemplos de productos de la línea de sistemas de información.
c) Paneles de control: Módulos de control de clima, paneles de control integrados
(radio, clima y otros elementos de control).
1.3.3 Interiores a) Módulos de cabina : Los productos que figuran en esta área incorporan elementos
estructurales, electrónicos, control de clima, mecánicos y elementos de seguridad.
b) Paneles: Incluye un amplio rango de paneles y módulos para puertas, así como una
amplia variedad de productos decorativos.
Figura 1.5 Ejemplos de productos de la línea de Interiores.
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1.4 Clientes La empresa vende sus productos principalmente a los fabricantes de vehículos globales, incluyendo:
Bayerishe Motoren Werke (BMW).
Chrysler Groups LLC (Chrysler).
Daimler AG (Daimler).
Ford.
General Motors Company (General Motors).
Honda Motor Co. Ltd. (Honda).
Hyundai Motor Company (Hyundai).
Kia Motors (Kia).
Mazda Motor Corporation (Mazda).
Mitsubishi Corporation (Toyota).
Volkswagen.
Así como nuevos fabricantes de vehículos emergentes en Asia.
En menor medida, la compañía también vende productos para su uso como mercado de accesorios y piezas de repuesto para empresas manufactureras de equipo automotriz original y otros para reventa a través de redes de distribución independientes. Los principales clientes de la compañía son Hyundai Motor Group y Ford, que representaron el 31 % y 27 %, respectivamente, de las ventas de productos del 2011.
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1.5 Visión, misión y política de calidad Visión: “Asoci arnos con nuestros clientes para ayudarles a fabricar los mejores vehículos del
mundo. Usaremos nuestro intelecto automotriz para diseñar y producir componentes, sistemas y módulos que deleiten a los conductores y pasajeros alrededor del mundo.”
Misión: “Ser el mejor proveedor en el mundo con nuestros clientes para proporcionar los productos innovadores, de alta calidad que entregan valor excepcional.”
Política de calidad: “Nos asociaremos con nuestros clientes para diseñar y construir los mejores vehíc ulos
del mundo, combinando nuestro intelecto automotriz con excelencia operacional en seguridad, calidad, eficiencia y velocidad ”. “Otorgaremos poder a nuestros empleados para proveer soluciones a nuestros clientes
y construir una red de sustento mutuamente benéfica en las relaciones de negocios” . “ Nuestro compromiso con el mejoramiento continuo será demostrado en nuestras acciones y en la efectividad de nuestros sistemas operativos y procesos.”
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1.6 Visteon Technical Center México (VTCM) El Centro Técnico de Visteon México es una empresa de servicio al cliente, dedicada al diseño de componentes y productos, así como a la realización de pruebas de calidad y durabilidad de los mismos, según los requerimientos específicos de producto dependientes del diseño. Se divide en dos áreas: VTCM y CTO (Central Testing Operations).
Figura 1.6 VTCM Visteon Technical Center México.
1. 7 Pruebas realizadas en los laboratorios Entre las pruebas más comunes que realiza el área de CTO se encuentran:
Ambientales (temperatura, humedad).
Estrés térmico / mecánico.
Vibración.
Validación dimensional.
Paramétricas.
Acústicas (ruido audible). - 10 -
1.8 Servicios CAD (Computer Aided Design) Entre los servicios de diseño que ofrece VTCM, destacan:
Diseño de tarjetas para PC.
Modelado de componentes plásticos y metálicos.
Diseño eléctrico (análogo y digital).
Diseño mecánico / Diseño de disipadores de calor térmico / Análisis térmico: – Estructura del producto / Análisis estructural. – Elementos de fijación (tornillos, remaches, pinzas de resorte, etc.). – Interfaces (teclados, pantallas).
Cancelación de eco acústico / Reducción de ruido audible.
Administración de proyectos.
Ingeniería de componentes electrónicos.
Diseño de fixtures para vibración / Pruebas de deformidad.
Pruebas de capacidad.
Figura 1.7 Servicio CAD. Prueba de deformidad.
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1.9 Organigrama A continuación se presentará el organigrama de la empresa y también como se encuentra distribuida en el equipo técnico:
Figura 1.8 Organigrama general del área técnica.
En amarillo, corresponde al puesto de residente, el ing. Miguel Míreles es el asesor externo.
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1.10 Layout
Figura 1.9 Layout y áreas del edificio.
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1.11 Localización La empresa Visteon de México S. de R.L. se ubica en la Av. Heroico Colegio Militar # 4701. Col. Nombre de Dios. C.P. 31310.
Figura 1.10 Croquis de la empresa.
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Capítulo 2 Desarrollo de la residencia
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Capítulo 2: Desarrollo de la residencia Los clientes de la empresa Visteon siempre tienen una necesidad, ya sea de rediseñar algún producto, solucionar un problema, o siempre tener alguna innovación futura. Esto lleva a que dichas necesidades sean cumplidas satisfactoriamente por el cuerpo de trabajo que conforma Visteon. Como ya se redactó en el capítulo 1, todos los productos de Visteon deben pasar por filtros, ya que al no existir un proceso perfecto, o simplemente diseños que son perfectos al primer intento, se tienen que hacer pruebas, donde entra la calidad del producto y funcionalidad. El centro técnico se dedica al diseño, rediseño y solución de problemas, donde se les hacen las debidas pruebas para que el producto sea aceptado por los clientes que esta empresa tiene. Las oportunidades de mejora siempre están presentes, si no se busca solucionar un problema, se busca implementar algo que mejore las condiciones de fabricación y este pueda atraer un factor económico importante para la empresa. Los productos tienen sus tiempos, ya que un producto de hace siete años ya no se va a rediseñar, únicamente los modelos más “recientes”, ya que a estos productos se les da seguimiento por aproximadamente 5 años después de la autorización del producto. El objetivo es ir adelante, aprender de los errores y siempre estar a la vanguardia. Se le llama producto service aquel que se le da mantenimiento ya sea algún problema o un diseño, donde este puede estar en el rango aproximado de 15 años; Current es aquel producto que actualmente es fabricado y que puede mejorarse; Forward model es la planeación de un producto futuro a realizarse, y que está en plena fase de diseño. Cada vez que existe un problema, el cliente se contacta con los ingenieros de Visteon, donde, como muestra en el organigrama, existen diferentes áreas, como puede ser calidad, electrónica, eléctrica, componentes, diseño en CAD, mecánica, etc.
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A continuación se desarrollará el capítulo 2 basándose en el área mecánica, conocida como aplicaciones mecánicas.
2.1 Características del área donde se desarrolló la residencia 2.1.1 Descripción del área El equipo de aplicaciones mecánicas provee el soporte para el lanzamiento, diseño, análisis y recomendaciones para que este producto cumpla con las cara cterísticas que se requieren para su producción y satisfacción.
Se puede resumir que la tarea # 1 de la aplicación mecánica son los cambios de diseño para productos Current y Forward. Los ingenieros proponen e investigan como cambiar ese producto, basados en un análisis realizado con anterioridad.
El ingeniero mecánico es el responsable de desarrollar, liberar e incorporar el concepto de diseño o modificaciones de productos automotrices utilizando las herramientas de ingeniería mecánica, para el logro de la mejora continua en calidad y costo así como también cumplir con los requerimientos del cliente, ajustándose a los presupuestos establecidos. También es responsable de analizar problemas de diseño y formular soluciones aplicando herramientas de ingeniería.
Además, es responsable de proporcionar soporte técnico a grupos de staff tales como finanzas, compras y materiales, entre otros, para comunicarse con proveedores, y donde también es importante cumplir con los requerimientos establecidos por el Sistema de Administración de Calidad ISO/TS 16949, así como atender a las auditorías que sean requeridas.
Tuve la oportunidad de desarrollar experiencia en el área de reducción de costos, en este departamento radica la responsabilidad de proporcionar soluciones creativas para promover y respaldar propuestas de diseño para la reducción de costos, y además que
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se apliquen a las nuevas tecnologías y que las características del producto se mantengan, o hasta mejoren.
2.1.2 Organigrama del área La gente que labora en aplicaciones mecánicas tienen muchas tareas similares, ya que pueden tener actividades que sea a quien le toque, puede realizarse, pero existen otras tareas, que ya sea empiecen a capacitarse o experiencia adquirida con anterioridad, que ellos la efectuarían de una manera más óptima. Un organigrama general, en el cual cada recuadro representa la especialidad del ingeniero, podría ser el siguiente:
Figura 2.11 Organigrama según especialidades.
La empresa siempre se esfuerza en que sus empleados obtengan conocimientos nuevos, por eso otorga capacitaciones muy a menudo para que puedan reforzar los conocimiento que ya tenían previamente o para adquirirlos y que sus tareas sean hechas con destreza.
Cabe mencionar que cada trabajador es responsable de su propia seguridad, el ingeniero mecánico debe promover y poner en práctica las normas de salud y seguridad, debe ser responsable de la identificación y control de riesgos en sus áreas, proveer instrucción del trabajo incluyendo los aspectos de seguridad que involucra, plan de emergencia y evacuación orientado a la prevención de lesiones y daño a la propiedad.
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2.1.3 Actividades del área Se enlistan las actividades del área de aplicaciones mecánicas:
Análisis de reducción de costos.
Cumplir con los requisítos del cliente.
Calidad en su producto.
Cambio de ingeniería en el producto.
Garantía.
Cumplir con tareas locales para análisis mecánico, desarrollo y apoyo a quien lo requiera.
2.1.4 Interrelación con otras áreas de la empresa El equipo de aplicaciones mecánicas trabaja muy de cerca con las siguientes áreas: Electrónica.
Eléctrica.
Product assurance (pruebas).
Componentes.
2.1.5 Funciones y ubicación del residente Quien participa en esta empresa como residente: Ricardo Carbajal; tengo la función de apoyar al área mecánica, cualquier ingeniero puede otorgar una tarea, y esto es una oportunidad de aprender, ya que cada quien tiene una especialidad, y las tareas van casi siempre acordes a lo que la empresa les otorga. Mi ubicación es donde la tarea me llame, llámese laboratorio de iluminación, una computadora para trabajar en CAD, o hasta una visita a las plantas para apoyar tareas, pero siempre cada tarea tiene sus diferencias, por lo que la experiencia desarrollada en este periodo de residencias fue de gran ayuda al perfil de trabajador que debo desarrollar.
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2.2 Área de oportunidad de interés para la organización Si hay algo sobresaliente en esta empresa, es que todos los que laboran son personas con mucha imaginación para dar ideas en el desarrollo o mejora de algún producto que se esté fabricando o que se requiera modificar, por lo que siempre se tiende a mejorar día a día.
La empresa lo que busca es gente emprendedora, y se me ha transmitido ese deseo de superación, y el área de oportunidad es la mejora, ya sea eliminando problemas ocasionados por una u otra razón, o como una de las tareas del ingeniero mecánico, donde cada cierto tiempo existen reuniones, donde discuten diferentes temas, como por ejemplo, eliminar material para que sea más barato y factible la fabricación.
El que se me dé información sobre productos actuales y que vayan a ser fabricados, eso me abre la oportunidad de poder aportar ideas a la empresa, donde tam bién tengo herramientas de trabajo de diseño, e ingenieros capaces de apoyarme, para poder aportar una presentación y proponer una idea nueva.
2.3 Objetivos La determinación de objetivos se refiere a que es exactamente lo que se quiere investigar, para ello es importante saber lo siguiente:
No son preguntas, son metas por alcanzar, no dudas por resolver.
No son afirmaciones.
No son hipótesis.
Es algo que se quiere cubrir ó lograr.
Para diferenciar un objetivo general de uno específico, habrá de considerar cuál de ellos es más amplio. De hecho, un objetivo general muchas veces debe disgregarse, descomponerse en objetivos particulares. (Reza Becerril) - 20 -
2.3.1 Objetivo general Soporte a productos current model y warranty en análisis de ingeniería mecánica, interacción con sistemas de productos nuevos y actuales del sector automovilístico.
2.3.2 Objetivos específicos
Apoyar en las tareas solicitadas al laboratorio de iluminacion.
Asistir cuando se requiera a cualquiera de las dos plantas en caso caso de ser necesario.
Capacitarse para el entendimiento de otras ramas de la empresa y aplicar esos conocimientos si aplica.
Proponer una idea clara y concisa de reduccion de material en algun producto para enero 2014.
2.4 Justificación El proyecto de buscar como optimizar un proceso pr oceso para obtener un producto más má s barato se basa en que reducir costos es una tarea fundamental del ingeniero mecánico, en lo que además de eficiencia, se busca que sea factible para el presupuesto asignado, y con esto producir más sin sobrepasarse su límite.
También en caso de tener algún problema con los clientes, se debe conocer los métodos de verificación para comprobar si existe un error, y darle una solución, que sea rápida, precisa y confiable, cumpliendo con el tiempo estimado de entrega.
Ya con la experiencia adquirida de otro personal, al momento de presentarse un inconveniente, puede solucionarse de una manera lógica, de tal manera que se pueda documentar para futuros casos, y que cada vez se reduzca más el riesgo de un incidente mayor.
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Los beneficios se reflejaran en la satisfaccion del cliente, tambien ganando nuevos negocios con nuevos productores automotrices, y ademas reflejado en las cuentas administrativas.
2.5 Alcances y limitaciones 2.5.1 Alcances
El desarrollo de la idea de extruir y estampar un disipador disipa dor de calor del cluster del carro lincoln.
2.5.2 Limitaciones
El proyecto del disipador de calor, es un proceso largo ya que se tiene que cotizar y además implementar en la maquiladora, por lo que 6 meses no fueron suficientes, pero el proyecto sigue en marcha.
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Capítulo 3 Fundamento teórico
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Capítulo 3: Fundamento teórico Para comprender toda la ideología de la empresa, es necesario conocer a fondo lo que compone a los productos, ya que el lenguaje técnico puede ser difícil de entender al momento de tomar una decisión acerca de la arquitectura de los productos. Por eso, la primera tarea que se me encomendó en Visteon fue conocer los diferentes productos, pero principalmente, más allá de la importancia de los módulos de radio y clima, se enfocaron en que aprendiera la arquitectura de los cluster, estos aparatos que proyectan información al conductor, importantes en la industria automotriz. Como se habla de fabricación, se tienen que involucrar temas de desarrollo de productos, en lo que en la fase del diseño se dedujeron las dimensiones del producto, donde entran en juego las tolerancias geométricas, y que proceso se usará, si será costoso o resultará beneficioso. Pero como todo asunto que involucre ingeniería, éstos deben estar diseñados a tal grado que con un modelo físico basta, ya que en el existen factores como calor, que debe ser disipado, y por enumerar algunos, calibración, evitar la resonancia, por lo que cada producto debe tener su análisis crítico acerca de estos factores. Conociendo la arquitectura del producto, se puede empezar con análisis de benchmarking, pruebas de medición, de resistencia y planos de fabricación, etc. Como toda investigación, el marco teórico ayudará a la comprensión del mismo documento para tener claro el análisis, que en este caso, es sobre las tareas encomendadas durante el lapso de la residencia profesional. A continuación, el fundamento teórico de los productos de Visteon, es decir, toda la información necesaria para hacer ingeniería sobre estos productos.
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3.1 Conocimiento de la arquitectura de los productos La arquitectura de los productos, en la que se señalarán las principales partes de los productos, y en las que tiene más efecto si el producto pasa o no las especificaciones del cliente. Se empezará con lo que más trabaje, un cluster, donde existen diferentes modelos, ya sea uno para Ford o para Nissan, cada uno tiene sus especificaciones, por lo que deben tomarse en cuenta al momento de decidir si es apto para el cliente o necesita un rediseño.
Figura 3.12 Cluster del Ford Mustang 2014.
3.1.1 Tablilla electrónica Parte electrónica del producto, donde se pueden encontrar los leds, hasta displays, sin olvidarse de los motores de paso montados por la parte trasera, que poseen una pequeña flecha, y que están los apuntadores del velocímetro y del tacómetro, donde también en algunos modelos, el nivel de gasolina.
Figura 3.13 Ejemplo de tren de engranes y tablilla.
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3.1.2 Appliquee Es la parte del cluster donde se encuentran todos los gráficos para que el conductor obtenga la información necesaria al momento de estar al volante, y donde se encuentra principalmente la escala del tacómetro y velocímetro, también los gráficos que señalan alguna anomalía o condición del automóvil, o simplemente informa al conductor.
Figura 3.14 Ejemplo de un appliquee, donde se aprecian escalas y gráficos.
3.1.3 Inner Esta es la parte plástica que cubre el producto, y puede ser un factor importante al momento de hacer pruebas, ya que o el mismo plástico no permite la transmisión de luz, o puede llegar a romperse, entre otros factores.
Figura 3.15 Ejemplo de un inner.
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3.1.4 Display En todos los productos que he tenido la fortuna de conocer, todos tienen pequeños displays montados, pueden ser 1 o 2 en el mismo producto, en estos la tecnología ha alcanzado a diagnosticar, en un claro ejemplo, si el conductor necesita descansar. Muchas veces el display muestra más información al conductor que los mismos gráficos, pero las funciones del display en este tiempo se están convirtiendo en ilimitadas, por lo que se puede apostar que el display será el sustituto de casi todo el cluster.
Figura 3.16 Cluster Ford Focus 2012, señalándose su display.
3.1.5 Pointer Si algo me ha dejado de experiencia estar en Visteon, es que los pointers son los que más problemas pueden llegar a generarle al cliente, porque estos se pueden caer cuando el automóvil está sobre superficies irregulares que lo hacen vibrar. En algunos modelos, la aguja (pointer) ya es digital, por lo que ciertas partes del producto ya se pueden omitir.
Figura 3.17 Cluster Lincoln 2014, claro ejemplo de que el pointer es digital.
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3.2 Fundamentos de benchmarking Cada experto en benchmarking tiene su definición de lo que se entiende por benchmarking, pero esencialmente y de acuerdo con una investigación realizada por Michael Spendolini todos convergieron hacia una definición que tiene como objetivo, el conocimiento de procedimientos utilizados en las empresas de alto éxito para ajustarlo o mejorarlo en una organización. Si bien este es el objetivo general de todas las definiciones que se pueden encontrar, se puede decir que: Benchmarking es un proceso sistemático y continuo para evaluar productos, servicios y procesos de trabajo de las organizaciones que son reconocidas como represent antes de las mejores prácticas, con el propósito de realizar mejoras organizacionales. El objetivo del benchmarking (planificar, organizar, analizar, evaluar, etc.) es el aprendizaje de nuevas técnicas o métodos, así como las nuevas ideas que ayuden a una organización a ser mejor cada día. Existen tres diferentes tipos de benchmarking:
3.2.1 Benchmarking interno Consiste en realizar actividades similares en distintos sitios, departamentos, países, etc., identificando las diferencias entre los distintos procesos de trabajo. Se puede decir que es el punto de partida para comenzar a identificar los mejores procesos de la organización. Su objetivo principal es identificar la medida de desarrollo interno que se está dando en la organización. Para aspirar a ser una empresa con un alto nivel competitivo no solo se necesita conocer a los líderes del ramo, sino primero conocerse a la misma empresa, para saber exactamente su funcionamiento y solo comprarse con sus similares.
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entonces así poder
3.2.2 Benchmarking competitivo El objetivo es identificar la información específica de los productos, procesos y los resultados comerciales de la competencia, de esta manera procederá a comparar estos con los de su empresa u organización. Se tiene muchas ventajas, entre ellas tenemos la obtención de información directamente relacionada con los resultados del negocio, es decir, aquella información que resulte básicamente importante para nosotros ya que trata del mismo producto o servicio que nosotros producimos o préstamos. Uno de los principales obstáculos que se presentan al tratar de aplicar este tipo de benchmarking, es la recolección de información, ya que a diferencia del benchmarking interno, este si tiene que ir a otros lugares, como consultorías de asesores, proveedores, ocasiones comerciales, etc. El proceso de recolección se complica.
3.2.3 Benchmarking funcional Consiste en identificar aquellos productos, servicios y/o procesos de organizaciones o empresas que no necesariamente son competidores directos de la organización. El objetivo principal es detectar aquellas empresas de cualquier tipo que cuenten con las mejores prácticas que han logrado que se conviertan en organizaciones de excelencia. Se le llama genérico por que se enfoca más a las prácticas de procesos excelentes de trabajo que en las prácticas comerciales de alguna organización o industria determinada. Este tipo de benchmarking ayuda a describir prácticas innovadoras que beneficiaran a la organización, así como también se encontrará con tecnologías o prácticas que puedan adaptarse a los procesos o servicios de la empresa, y lo más importante sin ser necesariamente los mismos productos o servicios. Visteon de México utiliza el benchmarking competitivo, esto será explicado en el capítulo 4, donde se explica la tarea realizada en esta área.
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3.3 Tolerancias geométricas Los métodos antiguos de comunicación sobre requerimientos de diseño ya no son suficientes, ya que los dibujos de ingeniería se vuelven cada vez más complicados y sofisticados, además la interpretación debe ser uniforme, así pues el dibujo de ingeniería debe significar lo mismo para quien lo use, además de claro y fácil de manera que no se mal interprete.
Si hay algo que genera molestia, confusión, y que puede llegar ser factor clave al momento de un error en producción, son las dimensiones geométricas, que a veces son complicadas en los productos de manufactura de Visteon.
Para realizar y revisar los planos, se utiliza la norma ASME Y14.5M-1994, que es para estandarizar dimensiones y tolerancias.
Según lo que se ha podido observar, lo más importante es la medición, y para esto se tienen que regular las referencias que actúan sobre la pieza, formándose un cuadro de referencia estándar, el mayor impacto está en el área del tamaño y la posición de un orificio en relación con su contraparte.
Con las referencias, podemos orientar como es que se va a medir, para que tenga esa orientación cualquier persona que lo mida y los errores sean muy poco significativos. Con estas referencias podemos simular una posición de montaje, en este caso, sobre el tablero del automóvil.
El propósito de un dibujo de ingeniería es transmitir claramente la intención del diseño, si el producto final va a cumplir con una función deseada debe ser interpretada por diseño, proveedor, manufactura e inspección uniformemente. Cada característica en la parte debe de alguna forma ser controlada en tamaño, forma, orientación y localización.
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El ingeniero a cargo, en este caso una persona con una vasta experiencia de 20 años, tiene en sus manos la difícil tarea de tomar una decisión al momento de ver los planos, pero en el tiempo que duré aquí, resolvió problemas en planos, y tuve la experiencia de conocerlo y que me pasara un poco de su gran conocimiento. También se encarga de capacitar cada cierto tiempo a los empleados de Visteon, ya que es parte fundamental en el trabajo de un ingeniero mecánico, y también al personal de otras secciones con las que se relaciona esta área.
3.3.1 Definiciones básicas Para tener más claro el significado de cada símbolo, se describirá a continuación las definiciones importantes:
Tolerancia geométrica: Es el medio para indicar sobre un dibujo de ingeniería
la función o relación de características de una pieza de manera que esta pueda ser producida con exactitud y economía.
Feature o característica: Término general aplicado a una porción física de una
parte, tal como una superficie, orificio, perno, ranura o muesca.
Referencia o datum: Punto teóricamente exacto, ejes o un plano derivado del
complemento
geométrico
verdadero,
de
una
referencia
característica
específica, Es el origen en el cual la localización o características geométricas de una parte están establecidos.
Estructura de control de una característica: Una tolerancia geométrica para
un feature es especificada por una estructura de control de una característica, dividido en compartimientos para definir: 1. Tipo de control (característica geométrica). 2. Zona de tolerancia. 3. Modificadores de la zona de tolerancia. 4. Datum de referencia si aplica.
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Condición de máximo material : Condición en la cual el tamaño de un feature
contiene la máxima cantidad de material dentro de los límites de tamaño establecidos.
Sin considerar la condición de material (RFS) : Término usado para indicar
que una tolerancia geométrica o referencia de un datum aplica a cualquier incremento de tamaño del feature dentro del tamaño de la tolerancia.
Dimensión básica: Valor numérico usado para describir el tamaño
teóricamente
exacto,
perfil,
orientación
o
localización
de
un
feature
(característica) o datum target (referencia principal). Es la base en el cual las variaciones permitidas son establecidas por tolerancias en otras dimensiones en notas o en una estructura de control de una característica. (Krulikowski, 1996) Al final del documento (anexos), se incluye una tabla donde especifican los símbolos geométricos característicos, y además vienen gráficos explicando la zona de tolerancia de algunos símbolos.
Figura 3.18 Ejemplo de un plano de fabricación.
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3.4 Introducción a Pro/ENGINEER Tanto para empresas grandes como pequeñas, el diseño del producto conlleva, a menudo, la preparación de modelos analíticos y físicos del mismo, como ayuda para estudiar factores tales como las fuerzas, los esfuerzos, las deflexiones y la forma óptima de la pieza. La necesidad de estos modelos depende de la complejidad del producto. Hoy en día, el estudio de modelos analíticos se ha simplificado mediante el uso del diseño asistido por computadora (CAD) y de ingeniería y manufactura asistida por computadora (CAE y CAM, respectivamente). El CAD permite conceptualizar objetos con mayor facilidad, sin tener que elaborar ilustraciones, modelos o prototipos costosos. Usando la CAE se puede simular, analizar y probar con mayor precisión y más rápido el desempeño de estructuras sujetas a cargas estáticas o fluctuantes y a temperaturas variables. Por último, la CAM
involucra todas las fases de la
manufactura, al utilizar y procesar aún más la gran cantidad de información sobre materiales y procesos recolectados y almacenados en la base de datos de la organización. Se utiliza Pro/ENGINEER para crear modelos sólidos para los diseños. El diseño en tres dimensiones permite tener ventajas en el trabajo tales como características basadas en un modelo, asociación con otros diseño y relaciones paramétricas.
Modelar en sólido tiene sus beneficios que no pueden ser obtenidas en un modelo en segunda dimensión, tales como:
Los modelos solidos tienen volumen y áreas de superficie.
Se puede calcular propiedades de masa directamente de la geometría que se diseñó.
Cuando se manipula un modelo sólido, el modelo se mantiene como un sólido.
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1
2
3
4
Figura 3.19 Formas de ver al sólido.
Estos modelos creados en Pro/ENGINEER tienen una o más características, donde este
programa
permite
construir
un
modelo
incrementalmente
añadiendo
características individuales una por una. Como se vaya construyendo el modelo, se escogen los modelos de construcción, así como el orden para crearlos sobre la geometría base. Las siguientes figuras muestran como una pieza puede ser diseñada parte por parte basada en una geometría base, y después ir modificando paso a paso:
Figura 3.20 Cambiando la estructura el sólido.
Figura 3.21 Continuación de la figura 3.20.
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Los diseño que se crean pueden ser paramétricos, esto significa que las dimensiones que son controladas por parámetros, que son dimensiones relacionadas.
El modelado paramétrico tiene algunas ventajas:
Modificar las dimensiones puede cambiar el modelo geométrico.
Características diseñadas pueden relacionarse con otra pieza.
Modificar ciertas características puede modificar otras características.
Las relaciones padre/hijo pueden ser desarrolladas entre características.
Figura 3.22 Ejemplo de las características paramétricas.
Figura 3.23 Modelo original.
Figura 3.24 Modelo con modificación.
(Parametric Technology Corporation , 2001)
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3.5 Vibraciones mecánicas Cualquier movimiento que se repite después de un intervalo de tiempo se llama vibración u oscilación. Por ejemplo, el vaivén de un péndulo y el movimiento de una cuerda pulsada. La teoría de la vibración tiene que ver con el estudio de los movimientos oscilatorios de los cuerpos y las fuerzas asociados con ellos. Muchas aplicaciones de la vibración en el campo de la ingeniería han motivado a los investigadores, entre ellas diseño de máquinas, cimientos, estructuras, motores, turbinas y sistemas de control. Siempre que la frecuencia natural de la vibración de una máquina o de una estructura coincide con la frecuencia de la excitación externa se presenta un fenómeno conocido como resonancia, el cual conduce a deflexiones y fallas excesivas. Debido a los devastadores efectos que las vibraciones pueden tener en máquinas y estructuras, las pruebas de vibración se volvieron un procedimiento estándar en el diseño y desarrollo de la mayoría de los sistemas de ingeniería. La vibración y el ruido generados por motores molestan a las personas, y en ocasiones producen daños a las propiedades. La vibración de los tableros de instrumentos puede provocar su mal funcionamiento o dificultad para leer los medidores. Por lo tanto, uno de los propósitos importantes del estudio de la vibración es reducirla mediante el diseño apropiado de máquinas y sus montajes. En este sentido, el ingeniero mecánico trata de diseñar el motor o máquina de modo que se reduzca el desequilibrio, mientras el ingeniero estructural trata de diseñar la estructura de soporte de modo que el efecto de desequilibrio no sea dañino. (Rao, 2012) Todos los equipos mecánicos en movimiento generan un perfil de vibraci ón, que refleja las condiciones de operación. El análisis de vibración es aplicable para toda maquinaria, y es una herramienta muy útil para mantenimiento predictivo, diagnóstico y otros usos. (Mobley, 1999)
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Figura 3.25 Prueba de vibración a un avión.
3.5.1 Conceptos básicos sobre vibración A continuación se enuncian conceptos que son fundamentales para la comprensión de la vibración mecánica en los productos de Visteon:
Ciclo: Movimiento de un cuerpo vibratorio desde su posición no perturbada o
de equilibrio hasta su posición en una dirección, y luego de vuelta a la posición de equilibrio.
Frecuencia natural: Si se deja que un sistema vibre por sí mismo después de
una perturbación inicial, la frecuencia con la cual oscila sin la acción de fuerzas externa.
Amplitud: Es el desplazamiento máximo de un cuerpo vibratorio a partir de su
posición de equilibrio, donde se le conoce como amplitud de vibración.
Periodo de oscilación : Tiempo requerido para completar un ciclo de
movimiento, también llamado periodo de tiempo.
Frecuencia de oscilación : Cantidad de ciclos por unidad de tiempo, llamada
también simplemente frecuencia.
Los productos fabricados son puestos a prueba en una máquina de vibración, donde se tienen que simular su montaje, por medio de fixture; en el capítulo 3 se desarrolla la tarea emprendida en este ámbito de la vibración mecánica.
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3.6 Transferencia de calor El calor fluye de un cuerpo a otro como resultado de una diferencia de temperaturas. Si dos cuerpos con diferente temperatura están en contacto, el calor fluye del cuerpo más caliente hacia el cuerpo más frio, y como resultado la temperatura del cuerpo más frio aumenta y el otro cuerpo que estaba más caliente decrece.
Al estudiar el flujo de calor es necesario considerar tres diferentes mecanismos de flujo de calor: conducción, convección y radiación.
3.6.1 Conducción, convección y radiación. La conducción es el mecanismo de flujo de calor en donde la energía es transportada de la región con más alta temperatura hacia la región con menor temperatura, es una transformación de otras formas de energía de acuerdo con la ley de la conservación de la energía: la energía no se crea ni se destruye, únicamente se transforma.
Por ejemplo, una persona a cierta temperatura, abraza a otra, pero que se encuentra a diferente temperatura, ahí se da una transferencia de calor. El calor es energía en tránsito, por lo que reduce la temperatura de la zona más caliente, y aumenta la temperatura de aquel que recibió el calor. Los metales, como son buenos conductores de electricidad, también son buenos conductores de calor.
Figura 3.26 Conducción de calor.
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En la imagen anterior explica la conducción de calor a través de una lámina de material. La cara interior está a una temperatura (T 1), y la superior está a otra temperatura (T 2), en esta imagen el calor fluye de la superficie más caliente hacia la superficie más fría.
Cuando un fluido fluye a través de un sólido, y las temperaturas son diferentes, la transferencia de calor tomar lugar entre el fluido y la superficie del sólido como resultado del movimiento del fluido, este mecanismo de flujo de calor se le llama convección. Si el fluido no estuviera en movimiento, la transferencia de calor seria conducción. En caso de que el flujo del fluido fuera forzado, como una bomba, se dice que es convección forzada, en este caso, el fluido puede ser líquido o gas, por ejemplo aire y agua.
Figura 3.27 Convección de calor.
La imagen anterior es un ejemplo de convección, donde la circulación del aire pasa a través de un radiador. La temperatura del aire próximo aumenta por conducción, haciéndolo menos denso que el aire de la sala, que está más fresco, a consecuencia de ello, el aire más caliente asciende y es reemplazado por el aire más frio de las proximidades de las ventanas, estableciéndose una circulación de aire que lleva calor del radiador a las otras partes de la sala y finalmente por conducción a través de las ventanas, hacia el exterior. (Holman, 1999)
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Todos los cuerpos emiten energía debido a su temperatura finita, a esto se le llama radiación térmica. Los que están a la temperatura ambiente emiten radiación infrarroj a, mientras que los cuerpos a temperaturas elevadas emiten tanto radiación visible como infrarroja. (Cromer)
Figura 3.28 Radiación, convección y conducción térmica.
3.6.2 Aletas de disipación. El rango de calor retirado por convección de una superficie es mayor por medio del incremento del área de la superficie donde se da la transferencia de calor usando superficies extendidas llamadas aletas (en inglés se les conoce como fins). (Bayazitoglu & Ozisik, Necati, 1988)
Figura 3.29 Formas de aletas.
La imagen anterior muestra diversos tipos de superficies como aletas. La representación a) es una aleta longitudinal con perfil rectangular, b) es un tubo cilíndrico equipado con aletas de perfil rectangular, c) es una aleta longitudinal con perfil trapezoidal y d) es una aleta longitudinal con perfil parabólico. (Holman, 1999)
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3.7 Procesos de manufactura La manufactura es el proceso de convertir la materia prima en productos, incluye el diseño del producto, selección de la materia prima y la secuencia de procesos a través de los cuales será maquinado el producto. Clave para el nuevo procedimiento es la importancia ahora bien reconocida de la comunicación dentro y entre las disciplinas. Esto es, del mismo modo que debe existir comunicación entre las diferentes funciones de ingeniería, marketing y servicio, debe también existir interacción entre sub-disciplinas de ingeniería, por ejemplo diseño para la manufactura, reciclabilidad y para la seguridad.
Figura 3.30 Ejemplos de proceso de manufactura (extrusión y estampado).
Al seleccionar los materiales para los productos, primero se consideran sus propiedades mecánicas, resistencia, tenacidad, ductilidad, dureza, elasticidad y fatiga. Las relaciones entre resistencia y peso, entre rigidez y peso también son importantes, particularmente en aplicaciones aeroespaciales y automotrices. El aluminio, titanio y los plásticos reforzados, por ejemplo, tienen relaciones de este tipo más elevadas que los aceros y los hierros fundidos. Las propiedades mecánicas deben valorarse considerando las condiciones específicas en las que el producto deberá funcionar.
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Los principales procesos de manufactura son los siguientes:
Fundición: De molde desechable y de molde permanente.
Formado y conformado: Laminación, forja, extrusión, estirado, formado de
lámina, pulvimetalurgia y moldeo.
Maquinado: Torneado, taladrado, barrenado, fresado, cepillado, brochado y
esmerilado, maquinado ultrasónico, maquinado eléctrico, electroquímico, y maquinado de haz de alta energía.
Unión: Soldadura con y sin aporte de material, soldadura blanda, unión por
difusión, unión adhesiva, y unión mecánica.
Acabado: Asentado, lapeado, pulido, bruñido, desbarbado, tratamiento
superficial, recubrimiento y depósito. Las operaciones de acabado pueden contribuir de forma significativa al costo de un producto. En consecuencia, la tendencia ha sido pasar de la manufactura de la forma neta o cercana a la forma terminada, en la cual la pieza se fabrica en la primera operación, tan cerca de las dimensiones, tolerancias, acabado superficial y especificaciones finales deseadas como sea posible. En el proceso de extrusión, una palanquilla o billet (por lo general, redonda) es forzada a pasar por una matriz o dado. Según la ductilidad del material, se puede hacer la extrusión a temperatura ambiente o temperatura elevada. Como se usa una cámara, cada lingote se extruye en forma individual, por lo que la extrusión es un proceso intermitente o semi continuo.
Figura 3.31 Ejemplo de dado de extrusión.
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Los productos extruidos se pueden cortar en tramos, con lo que se transforman en piezas discretas como soportes, engranajes y perchas. Los materiales que se extruyen con frecuencia son el aluminio, cobre, acero, magnesio y plomo. (Kalpakjian, 2002)
3.8 Fundamentos de reducción de costos Habitualmente, los costos de manufactura representan aproximadamente un cuarenta por ciento del precio de venta de un producto. Reducir este precio conlleva, por tanto, una serie de principios de diseño para la producción económica. Los que se están siguiendo recientemente son los siguientes: o
El diseño debe hacer que el producto sea tan simple como sea posible en su manufactura, ensamblaje, desensamblaje y reciclaje.
Los materiales deben seleccionarse en función de sus características
o
apropiadas de manufactura. o
La precisión dimensional y el acabado superficial deben especificarse tan ampliamente como sea posible, para minimizar los costos de manufactura.
o
Las operaciones secundarias y de acabado de las piezas deben evitarse o minimizarse, porque aumentan los costos de forma significativa.
Como se puede ver, la reducción de costo no es una fórmula matemática, sino una forma para pensar, antes de poder reducir un costo, necesitamos comprenderlo. Muchas veces, las máquinas y procesos extras usados representan una justificación de costo para aplicar una u otra decisión al momento de efectuar un cambio. (Meyers, 2005)
En Visteon de México a esta área se le conoce como TQCM (Total Quality & Cost Management).
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3.9 Diagrama de cromaticidad La luz procedente de un punto del campo visual la enfoca el ojo en un punto, o mejor una pequeña zona, de la retina. La superficie de la retina contiene células sensibles a la luz llamadas bastoncillos y conos. Distribuidos por toda la retina hay 125 millones de bastoncillos y 5.5 millones de conos que están limitados, principalmente, a la región central de la retina. El ojo humano puede procesar simultáneamente 900,000 señales independientes que incidan en diferentes puntos de la retina, pero que se obtiene relativamente poca información acerca de la composición de frecuencia de cada señal. Un observador con visión normal de los colores percibe que la luz de una sola longitud de onda corresponde a uno de los colores del espectro. Estos colores van desde el violeta que corresponde a una longitud de onda de 420 nm (nanómetros), pasando por el verde 520 nm, hasta el rojo de la luz con una longitud de onda de 700 nm. Sin embargo, la mayor parte de las luces que percibimos, tal como la luz reflejada por un libro azul, constan de más de una longitud de onda. La visión de los colores puede reducirse a leyes matemáticas exactas que fueron formuladas en 1853 por Hermann Grassmann, dichas leyes constituyen la base de todos los procesos industriales del color y de los patrones.
Figura 3.32 Radiación electromagnética.
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En 1931, la Comisión Internacional de Iluminación estableció un sistema que permite especificar todo color mediante coordenadas de cromaticidad, llamado sistema CIE (por sus siglas en francés: Comission Internationale d ”Eclairage), y asigna coordenadas de cromaticidad a los valores espectrales. En la siguiente imagen, los colores están representados por puntos interiores a la región limitada por las curvas y la recta que une sus extremos.
Figura 3.33 Diagrama de cromaticidad.
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Capítulo 4 Desarrollo del proyecto
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Capítulo 4: Desarrollo del proyecto Todo proceso debe estar documentado, ya que los pasos a seguir están predefinidos en documentos, todo esto es para tener en orden el proceso y la documentación en caso de que se presente alguna auditoría.
Ya explicado en el capítulo 3 todo lo relacionado con el marco teórico y las bases para comprender algunas tareas que fueron efectuadas, se procede a desarrollar las actividades, en las que no todas tienen un proceso documentado.
4.1 Cambios de diseño El siguiente proceso es aplicado para análisis, cambios de diseño y requiere: 1. Un cambio de diseño o un análisis después de lanzar el producto. 2. Enviar la tarea al equipo de mecánicos. 3. Entender los cambios de diseño. 4. Realizar un análisis completo. 5. Revisar los resultados y se decide si es factible la propuesta. 6. Mandar la información al que solicitó la tarea, y ahí finaliza la tarea.
Cuando se habla de un análisis completo, se refiere a que se va a analizar toda la pieza física, por lo que se puede revisar un documento de benchmarking, después se pueden revisar los planos de fabricación, el modelo en 3D, los análisis de iluminación, simulaciones, tolerancias, etc.
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4.2 Benchmarking El benchmarking que se utiliza en VTCM es el competitivo. No solamente aquí en el en centro técnico de Chihuahua lo realizan, sino a lo largo del mundo, donde cada documento es subido a una plataforma, y aquí se puede revisar y empezar a fundamentar conclusiones acerca de los modelos de los competidores y sacar el mejor provecho a los productos. A continuación, se describirá el formato con el que se estructuró el documento y las 2 tareas que me fueron encomendadas en el área de benchmarking.
4.2.1 Formato Para trabajar en este documento, ya se tienen pre-establecido formatos para que no se escapen los detalles necesarios para tener un benchmarking eficiente. A continuación se muestra el orden en el que se presentan las evidencias: Resumen.
Diagrama de bloques.
Características principales.
Componentes electrónicos y mecánicos.
Análisis mecánico.
Análisis electrónico.
Para generar el documento se necesita más de un departamento, ya que, por ejemplo, mi aportación principal de este documento era el análisis mecánico, se verificaba la manera en el que se ensambla, y elaboraba la lista de componentes mecánicos. El departamento de electrónica igualmente se encarga de los componentes y análisis, pero de la manera electrónica, anexando gráficos y tablas para la comprensión del mismo. La sección de características principales debe relatar las ventajas que tiene ese modelo, y de qué forma se pueden implementar en los productos actuales para su mejora continua, la tarea será explicada a continuación.
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4.2.2 Honda Civic El primero modelo de benchmarking fue para el cluster del carro Honda Civic. La tarea fue desarmarlo y hacer un reporte completo de cómo está estructurado el producto y además su forma de ensamblaje, buscando ventajas y desventajas.
Figura 4.34 Cluster Honda Civic completo (2 piezas).
El principal enfoque fue la del ensamble, como interactúan entre si las partes, si tiene alguna disfunción o alguna ventaja que podría aprovecharse para la compañía. Un ejemplo de esto es la siguiente foto:
Figura 4.35 Mask, señalándose donde ensambla.
Figura 4.36 Parte trasera del mask.
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En el documento redactado, se hizo mucho énfasis en el proceso de ensamblado, donde como se muestran en las imágenes, pueden tener pequeñas pes tañas, costillas, agujeros, etc., y que se presentan por todas las superficies de la pieza.
Figura 4.37 Inner, señalándose donde ensambla.
Se muestra que para el ensamble con la máscara de la imagen anterior, es por medio de pequeñas pestañas, y además, señalados en azul, tienen unos pequeños pernos para ensamble con la carátula trasera. El documento se desarrolla hasta tener el ensamble final, aquí es importante señalar que todo debe ensamblar de una manera fácil, por lo que es importante la lectura de planos si se quiere buscar una solución a un problema de ensamble. La siguiente imagen es la tablilla montada, y tomada por la parte trasera, donde se muestra todo lo que debe ajustarse para que el ensamble sea bueno.
Figura 4.38 Ejemplo de ensamble, señalándose pines y ganchos de sujeción.
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En este caso, en mi opinión, encontré un defecto muy grande, ya que en la parte derecha de este cluster (viene en 2 partes), el lens es muy frágil, con el ensamblaje se debilitaban las pestañas y esto generaba que tendieran a romperse, como se muestra a continuación:
Figura 4.39 Ejemplo de un problema en el material.
4.2.3 Hyundai Sonata Al finalizar la tarea, me asignaron nuevamente otra tarea de benchmarking, donde ahora le toco al turno al cluster del Sonata, de la marca Hyundai.
Figura 3.40 Cluster Sonata, de la marca Hyundai.
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Casi siempre, en el documento de benchmarking, se captura una fotografía con todos los componentes que forman el cluster, tal cual como se muestra a continuación:
Figura 4.41 Todos los componentes del cluster para el Sonata.
En el pude apreciarse lo que era este producto, a cada paso de ensamble le tenía que tomar una fotografía, explicar el cómo y en donde, y si demostraba alguna deficiencia física, etc. Cada parte del producto tiene que ser mostrada en el documento que tiene como base Visteon. El procedimiento de redacción fue exactamente el mismo, pero lo complejo de este producto fue que tiene partes demasiado pequeñas, por lo que el ensamble fue un proceso muy largo en la redacción y que presento mejores características físicas.
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4.3 Laboratorio de iluminación Los productos electrónicos fabricados en Altec, ubicado en el complejo industrial Saucito, ya ensamblados con los productos de Visteon Carolinas, que se ubica a espaldas de la empresa Bechcraft, se tienen que evaluar en los diversos laboratorios del Centro Técnico.
Uno de ellos es el laboratorio de iluminación, donde tuve tareas complementarias . Aquí se evalúa el color e intensidad de los productos, ya sea un cluster, un módulo de clima o de radio, donde se le puede medir la intensidad de color a los leds al ser energizados, donde también el color es una parte importante, por lo que también se evalúa, y de acuerdo a las especificaciones de los clientes, se dice si el producto pasa o no la prueba.
Figura 4.42 Diagrama de cromaticidad.
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La figura anterior nos indica, por medio de coordenadas (X, Y) como es el color obtenido. Mientras más a la orilla del diagrama se ubique, se dice que es un color más puro.
Además de eso, en el laboratorio se obtienen resultados de interpolaciones para poder llegar a un resultado, esto modificando lo que es la tablilla del producto, esto se realiza en un laboratorio de este complejo.
4.3.1 Material y equipo del laboratorio Para efectuar mediciones, se necesita un cuarto oscuro, esto para estandarizar las condiciones de los módulos para pruebas de iluminación, de acuerdo a los requisitos del cliente. Para poder medir, se necesita un montaje para simular la posición del módulo en el vehículo, que es llamado fixture. Para poder energizar los módulos, se requieren de conectores hechos para el producto en específico, fuentes de poder, caja de cargas y cajas de pruebas.
Lo más importante son los aparatos con que hacer las mediciones, aqui podemos encontrar el Judge II, que es para medición visual, éste simula diferentes tipos de condiciones de luces; también está el Glossmeter, que se utiliza para medir una superficie.
La experiencia que adquirí para obtener estos resultados fue con 2 cámaras, que son las siguientes:
Photo research spectroscan 705.
Lumicam 1300 imaging colorimeter.
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La primera se llama spectroscan 705, de origen americano, esta cámara mide la intensidad en un solo punto.
Figura 4.43 Cámara photo research spectroscan 705.
La spectroscan 705 mide la intensidad en candelas sobre metro cuadrado, y arroja resultados del color, donde indica un valor en X, y otro valor en Y, y con eso se verifica de qué color es el grafico que está sobre el appliquee iluminado por los leds, y este ya es evaluado y analizado con las especificaciones del cliente.
La otra cámara existente en el laboratorio de iluminación es la Lumicam 1300, de origen alemán, que toma una foto al módulo que se esté midiendo, a ventaja de esta cámara es que guarda la foto y después se pueden hacer las mediciones para obtener valores de intensidad y color.
Figura 4.44 Cámara lumicam 1300 imaging colorimeter.
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La cámara lumicam no toma medición de un solo punto, sino de un área (se le llama polígono, ya que esta área puede tomar cualquier forma) y ademas nos muestra tanto el promedio de intensidad, sus puntos máximos y mínimos, y también los valores de X y Y para demostrar el color que arroja.
4.3.2 Procedimiento general de medición El siguiente proceso, que además está documentado, debe seguir para efectuar las mediciones de la mejor manera y tener resultados de confianza y a tiempo. 1) El solicitante debe dar de alta la solicitud para efectuar la tarea. 2) Recabar toda la información necesaria (descripción, modelo, año, muestras, etc). 3) Preguntar sobre la urgencia del reporte y administrar prioridades. 4) Platicar con el solicitante de la tarea para entender la función y el objetivo de dicha tarea, siempre y cuando ya se tengan las muestras a medir etiquetadas. 5) Verificar que todos los módulos estén en buen estado y listos para medir. 6) Verificar la fecha de calibración de la cámara a utilizar y la fuente de poder que se usará para la medición. 7) Preparar el equipo necesario para empezar con la tarea, si ocurre alguna falla durante la medición, investigar la causa, resolver y notificar al supervisor en cargo. 8) Una vez que todo lo requerido está medido, preparar los resultados para el reporte. 9) Los encargados revisarán el reporte y analizarán si es necesaria alguna iteración. 10) Después de esto, si es requerido, se volverá a medir. 11) Al final, la tarea se cumple, y el reporte es finalizado.
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4.3.3 Estructura de reportes Cuando al encargado del departamento de iluminación asigna una tarea, este tiene la responsabilidad de efectuarla y tener un reporte de respaldo, esto con el fin de tener una muestra clara del trabajo efectuado, y analizar los resultados de una forma rápida y visual.
El reporte empieza con una hoja de resumen, en el cual están todos los datos generales de la tarea, donde se indica el producto que se midió, que se analizó, condiciones de ambiente al momento de hacer la medición, herramientas y al final una sección de conclusiones, aqui se resumen todos los resultados y observaciones, por ejemplo, si está dentro o no de la especificación que el cliente requiere. Datos de cliente
Información del producto
Persona que solicita el servicio Procedimiento y objetivos
Número de parte y comentarios Condiciones de medición Equipo usado
Conclusiones, resultados y observaciones
Figura 4.45 Hoja de resumen de las mediciones obtenidas.
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En el laboratorio de iluminación, gracias a las dos cámaras, se puede medir la intensidad del producto y el color, tanto para los displays como al appliquee, también se puede medir la intensidad de los pointers, fantasmas en los gráficos que pueden aparecer por cierto tiempo de encendido, y otras pruebas que con ayuda de la cámara se pueden efectuar pero que involucran otras áreas, como por ejemplo, electrónica. Existen diferentes tipos de reporte, a continuación una breve descripción de cada uno.
4.3.4 Reporte de coordenada de color e intensidad Tuve la oportunidad de aprender el reporte conocido como: medición de la iluminación de luces de fondo (Back light illumination measurements), esta prueba evalúa la iluminación (intensidad y color) de algún módulo. Estas mediciones son realizadas por medio de las cámaras PR705 y/o lumicam, cubriendo diferentes puntos, y estos compararlos contra la especificación del cliente.
El cliente tiene muy bien definido que es lo que busca, por lo que con los resultados de color obtenidos, (para este ejemplo tomaremos solamente el color blanco) ya sea en cualquier parte del producto, se obtiene un promedio, y este es graficado en un poligono que el cliente especifíca, por ejemplo, en la siguiente imagen, podemos observar 6 figuras, donde el rojo representa el promedio, los demas son secciones del producto que fue evalulado. En este caso, se dice que el color blanco está dentro de la especificación.
Figura 4.46 Ejemplo de especificación del color blanco por parte del cliente.
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En la figura 4.46, muestra un resultado de mediciones, en la que el polígono con bordes negros representa el área de aceptación de la medición, y además es un fragmento de la tabla de cromaticidad, estos valores los especifica el cliente, en este caso, Ford o Nissan. Existen otras gráficas representativas en los reportes, ya que también se ponen contra especificación, de la misma manera que el color blanco, y visualmente se analiza si están dentro o fuera de especificación. Todo se puede medir con este reporte, desde escalas, números, gráficos, displays e incluso pointers montados en el clúster. Cuando se hace todo esto en un solo reporte, se dice que fue una medición completa del appliquee.
Figura 4.47 Ejemplo de iluminación.
Al momento de iluminar el producto electrónico, se entra en un modo de ingeniería, donde existen muchas formas de energizar, por ejemplo, formas donde todas las figuras de señales estén encendidas, apagadas, o solamente algunos gráficos.
Lo más normal para tomar una buena medición, es poner a su mayor intensidad de luz, y además ponerlo en un modo en el que todo lo que se pueda iluminar sea visible.
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4.3.5 Reporte de gráficos fantasma. Cuando existen fallas en el appliquee, puede que existan pequeñas fugas de luz, donde estos iluminan otros gráficos que no deberían estar iluminados, por lo que se puede tender a la confusión.
Con la cámara Photo Research SpectroScan 705 se pueden medir estas fugas de luz que iluminan a otros gráficos, a estos los llamaremos gráficos fantasma. Casi siempre estos se presentan cuando ya se tiene un cierto tiempo energizado, o también cuando existen defectos físicos en otra parte del clúster.
En este caso, los gráficos fantasma (ghosthing) se mide en color blanco, y solamente donde esté muy visible, ya que pueden existir pequeños fantasmas, pero carentes de intensidad, o que pueden ser iluminados hasta por un pointer, por lo que estos se descartan.
En los pocos reportes de gráficos fantasma que he podido realizar, no verifiqué ningún cluster que tenga ese defecto, pero si existe una muestra en el laboratorio de iluminación, en donde claramente se ven iluminados en su totalidad varios gráficos que no deberían estar encendidos.
Que no haya encontrado errores se debe a que el modelo que medí ya había sido muchas veces iterado, siempre mejorándolo cada vez, por lo que las pruebas que realicé fueron únicamente de validación.
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La especificación nos muestra que no debe pasar del 1 % de la intensidad total del color.
Figura 4.48 Ejemplo de fantasma.
4.4 Rediseño de un disipador de calor El objetivo es evaluar acciones que reduzcan el costo, en el que a partir de una lluvia de ideas se obtiene un prototipo, de algún producto que actualmente se esté fabricando. Mi tarea en TQCM fue reducir el costo del clúster, que viene instalado en un modelo del carro Lincoln. El principal problema era su alto costo de producción, ya que su caratula trasera era completamente de aluminio, para la disipación de calor, ya que cuenta con un display muy grande, y que además la tablilla generaba calor, por lo que el proceso de fabricación por medio de la inyección de plástico es caro.
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4.4.1 Modelo original El cluster originalmente estaba formado de la siguiente manera:
Figura 4.49 Modelo del disipador de calor original.
En este caso después de hacer modificaciones al material, se separaron 2 partes:
Figura 4.50 Vista delantera del disipador de calor.
Figura 4.51 Vista trasera del disipador de calor.
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La idea fue rechazada, ya que seguía el costo alto de producción por medio de la inyección. Se persigue la idea hasta esta fecha, en la que tuve la oportunidad de trabajar en este proyecto de TQCM, y mi aportación fue proporcionar ideas por medio del CAD y que la producción fuera mucho más sencilla.
4.4.2 Cambio de diseño y de proceso de manufactura La nueva propuesta de fabricación empleada fue la extrusión y estampado. Inicialmente empezó con el extruido, teniendo dificultades con la geométrica, llegando a la siguiente figura:
Figura 4.52 Primer componente, perfil extruido.
El modelo serviría de base para lo que seguía, y con este se empezaría a reducir material, pero antes de la mejora, se tenía que completar el modelo de extrusión, y en la parte del centro tiene que ir una pequeña placa que ser viría de apoyo para el display, y por la parte trasera a ésta se pondrían las sujeciones de la tablilla de este modelo. A continuación se muestran los otros dos componentes, donde se fabricarían como estampado:
Figura 4.53 Segundo componente, identificado como plato del display.
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Figura 4.54 Tercer componente, placa exterior por estampado.
Al final el ensamble quedaría de la siguiente manera:
Figura 4.55 Primer ensamble propuesto.
Esta idea fue la base de todo, en la que se empezaron a hacer modificaciones de material, por ejemplo, existe material que ya no era necesario, como las entradas donde entra la inyección de plástico, eso fue removido, además de que este diseño tiene de sujeción tornillos y sujeciones, por lo que era viable quitar un par de sujeciones de tornillos.
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Al pasar el tiempo, cada parte se fue modificando hasta pulirse en su totalidad, cada cosa que se le agregaba o quitaba siempre tenía un motivo importante, por lo que temas vistos en el tecnológico tal como transferencia de calor, vibraciones mecánicas, electricidad y magnetismo, calidad, etc., fueron fundamentales para el desarrollo de este proyecto. A continuación se empezará a desglosar el trabajo realizado, en el que fui parte de un equipo de trabajo para el desarrollo de este proyecto.
4.4.3 Perfil extruido El principal asunto de esta parte del clúster en el nuevo proceso de fabricación para este producto fue la transferencia de calor a través de la conducción. El calor saliente de la tablilla y principalmente del display se despeja hacia la atmósfera por la conducción de calor a través de los componentes que están íntimamente en contacto, por lo que el ensamble era muy crítico.
El disipador de calor principal son las aletas, en el que al agregarle más área de disipación podría sacar todo el calor de una manera más eficiente, y que por medio de la extrusión se podría poner cuantos fines fueran necesarios. No solamente fue agregarle los fines, sino también la decisión de quitar una parte del material, una pared salía sobrando ya que podría obtenerse de un estampado por medio de otra parte del clúster, en este caso fue la máscara. Además se notará que el último modelo tiene mucho menos espesor de pared, además de menos material que fue retirado al analizar el ensamble y que este material sobraba. A continuación el dado de extrusión propuesto:
Figura 4.56 Modelo del extruido.
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La forma del dado empezaba a tomar forma poco a poco, el proceso seria por extrusión, siendo elegido el material aluminio, hasta aquí fue el alcance de las residencias, quedando como pendiente la revisión final, y puede estar sujeto a cambios (no se descarta ya que siempre se modificaba). Como ya se mencionó antes, los otros componentes del cluster del Lincoln serían fabricados con estampado, en lo que tuve participación directa en el diseño, donde a continuación se muestra el último avance obtenido antes de concluir las residencias profesionales.
4.4.4 Partes para el estampado
Figura 4.57 Plato principal del estampado.
Como se muestra en la figura 4.57, el plato tiene varios componentes que originalmente se encontraban en otra parte del producto, ya que esto reduciría la pérdida de material que se generaría en el centro del plato, y sería utilizado en el estampado para doblarlo y hacer las pestañas de ensamble.
Por último, se ensamblaría el centro, que la propuesta fue hacerlo por medio de un tipo de grapas, y que como se comentó anteriormente, es manufacturada por medio del estampado. La figura 4.58 muestra la última actualización de la placa del centro.
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Figura 4.58 Modelo estampado del plato del display.
Este proyecto aún seguía en proceso de diseño, y que la maquiladora Carolinas la aprobara, pero esto ya será después del 15 de enero del 2014, por lo que el alcance de este ambicioso proyecto fue hasta este punto.
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Capítulo 5 Experiencia personal
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Capítulo 5: Experiencia personal Los objetivos que fueron señalados en el capítulo 2, fueron los principales que se mencionaron en el anteproyecto, sin embargo, se fueron agregando paulatinamente nuevos objetivos, con el fin de aprender y dominar nuevas áreas.
Es por eso que en el capítulo 3, no solamente se habló de lo teórico respecto a los objetivos, sino también se agregaron temas tales como vibraciones mecánicas y tolerancias geométricas, ya que para las tareas que se fueron presentando en el transcurso se necesitaba forzosamente conocer lo que pudiera ser lo más básico para cumplir una tarea.
El aprendizaje adquirido fue mayor al aplicado, ya que primero se interesaron en que aprendiera cada fundamento necesario para tener muy clara la tarea a realizar, y que la meta de la empresa era que el residente tuviera recursos necesarios para desarrollar una tarea a plena conciencia, ya que ellos son un centro técnico y si los diseñadores no tienen bien claro los elementos a aplicar en la tarea, no podrán realizar una tarea eficiente.
El resultado fue que obtuve conocimientos de los diferentes productos en la industria automotriz de cualquier compañía, su tecnología, sus aplicaciones y usos comunes, además lo que viene en un futuro, y aplicando esos conocimientos a planos de fabricación, pruebas mecánicas, documentos benchmarking, etc.
Desde el benchmarking, obteniendo experiencia en competitividad de empresas, buscando las desventajas en los productos de la competencia y hacerlo un punto fuerte en el propio producto, o los puntos fuertes de la competencia mejorar los y fabricar algo mejor.
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En el laboratorio de iluminación aprendí lo importante de satisfacer al cliente, demostrando al cliente a través de reportes que el producto fabricado cumple a la perfección las expectativas del comprador y que se utiliza lo más nuevo en tecnología para la redacción del reporte.
Por último fue la reducción de costos de manufactura, y la mentalidad que pude desarrollar fue que al mantener la calidad en un producto, se puede implementar una reducción de costo, lo importante de reducir operaciones pero con el mismo resultado final.
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Conclusiones y recomendaciones El área de aprendizaje fue muy amplio, abarcando nuevos conocimientos y nuevos gustos por los cuales tuve una amplia visión sobre el futuro, y que es lo que viene en la industria automotriz, que día a día evoluciona y la rama de la mecánica jam ás dejará de funcionar.
Fue un honor trabajar a lado de personas con mucha experiencia en el ramo automotriz y que han tenido experiencias tan diversas que pueden platicar las ventajas y desventajas que conlleva una decisión importante en la industria.
La conclusión más adecuada acerca de las prácticas profesionales es que jamás se termina de aprender, a pesar de que cada persona tiene su cargo específico, ti ene que dominar muchas ramas de la ingeniería, por lo que las capacitaciones son factor clave para el desarrollo óptimo de su trabajo. La lección sobre esto sería: “jamás dejes de aprender”.
La recomendación para la empresa es que al residente, a pesar de que se le asignen tareas pesadas y que involucran seriamente para un resultado en la empresa, se le dé más apoyo ya que muchas veces no se nos invitaban a las reuniones de trabajo y eso no es bueno, ya que es mejor siempre estar informados acerca del proyecto asignado, en otras palabras, falta de información.
Figura 4.59 Vista frontal del centro técnico.
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Bibliografía Bayazitoglu, Y., & Ozisik, Necati. (1988). Elements of Heat Transfer. Mc Graw Hill. Cromer, A. (s.f.). Fisica en la ciencia y la industria. Holman, J. P. (1999). Transferencia de Calor. CECSA. Kalpakjian, S. (2002). Manufactura, ingenieria y tecnologia. Pearson Educacion. Krulikowski, A. (1996). Geometric Dimensioning & Tolerancing. Effective Training Inc. Meyers, F. E. (2005). Estudios de tiempo y movimientos. Pearson Educacion . Mobley, K. (1999). Vibration Fundamentals. Newnes. Parametric Technology Corporation . (2001). Introduction to Pro/ENGINEER, Training Guide. PTC Global Services Education . Rao, S. (2012). Vibraciones Mecancias. Pearson. Reza Becerril, F. (s.f.). Ciencia, Metodologia e Investigacion. Pretince Hall.
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Anexos Soporte de información
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Anexo a.- Símbolos geométricos característicos.
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Anexo b.- Símbolos geométricos adicionales.
Tolerancia
Símbolo geométrico Forma de la zona de tolerancia
Referencia terciaria
Referencia primaria
Símbolo de condición de material
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Referencia secundaria
Anexo c.- Interpretación de rectitud.
La condición virtual no puede ser violada
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Anexo d.- Interpretación de planicidad, circularidad y cilindricidad. Zona de tolerancia de 0.05
Zona de tolerancia
en esta sección
Posible contorno
Posible contorno
Posible contorno
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Anexo e.- Interpretación de perfil, angularidad y perpendicularidad.
Perfil básico
Posible orientación del eje
Simulación del plano A
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Anexo f.- Interpretación de paralelismo, simetría y run out.
Zona de tolerancia
Simulación de la referencia A
Centro del lano
Punto medio derivado Run out
Elementos circulares
Run out total
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