10 ejemplos de aplicaciÓn y estudios...

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS SEVILLA

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10 EJEMPLOS DE APLICACIÓN Y ESTUDIOS ESTADÍSTICOS

Este último capítulo del proyecto pretende poner de manifiesto la veracidad de las conclusiones a las que se ha llegado con el estudio anterior mediante el modelado de figuras de más complejidad. Se dividirá en tres partes. En la primera de ellas se modelarán piezas en las que el tiempo se considere el factor principal a considerar. En la segunda parte se modelará una pieza en la que la principal preocupación del diseñador sea ahorrar espacio en memoria, es decir, en la que lo primordial sea el tamaño del archivo. En la tercera parte se estudiará una pieza real extraída de un proceso industrial, en la que se estudiará la influencia de los comandos utilizados anteriormente tanto en el tiempo invertido como en el tamaño del archivo. En todos los casos el modelo se realizará de la forma más conveniente y de otra forma alternativa. La intención es que se reflejen las conclusiones del estudio anterior de manera más evidente, ya que en este caso, al intervenir de forma directa varios comandos en cada pieza se suman los ahorros de tiempo o de espacio que se demostraron para cada uno de ellos. El último bloque de este apartado consistirá en un estudio estadístico. Se han analizado piezas extraídas de clases prácticas de Solid Edge, y se ha comparado su tamaño con el de la misma pieza, pero realizada siguiendo los protocolos de modelado mostrados en este proyecto. De esta manera se pueden analizar las ventajas que se consiguen modelando correctamente y asimismo identificar en qué aspectos se suele comúnmente marcar la diferencia entre un modelado eficiente y uno que no lo es.

10.1 FACTOR A CONSIDERAR: TIEMPO INVERTIDO

10.1.1 Tolva

La primera pieza que se considerará en este apartado es la siguiente:

Figura 425: Aspecto de la tolva

Haciendo un corte a 90º se puede observar cómo es el interior:


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Figura 426: Corte a 90º de la tolva

Primero se va a realizar la pieza utilizando comandos de los estudiados que aseguraban un ahorro de tiempo, y después se realizará usando otras formas de modelar, que suelen ser más comunes o más intuitivas.

TOLVA 1 (7 min): Primero, mediante el uso del comando PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN se ha creado un cubo de 200mm de lado:

Figura 427: Boceto para creación de cubo mediante PROTRUSIÓN


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Figura 428: Cubo creado mediante PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN

Después, aplicando el comando PROTRUSIÓN POR SECCIONES, se ha creado un tronco de pirámide de 200mm de lado en la base superior y 50mm de lado en la base inferior, con una altura de 150mm, por lo que la pieza que resultaba en este momento era la siguiente:

Figura 429: Resultado de aplicar PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN y PROTRUSIÓN POR SECCIONES

A continuación, y de nuevo mediante PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN, se realiza en la base inferior de esta pieza un cubo de 50mm de lado:


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Figura 430: Pieza resultante después del segundo uso de PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN

El hueco interior se ha generado mediante el uso de DAR ESPESOR EN REGIÓN, seleccionando todas las caras y ordenando abrir la superior y la inferior. El espesor que se le ha dado a las caras ha sido de 10mm, obteniendo el siguiente resultado:

Figura 431: Aspecto de la tolva después de la aplicación de DAR ESPESOR EN REGIÓN

Después, mediante el uso del comando VACIADO se realiza una abertura en la parte inferior de la pieza de 30mm de ancho y 50mm de alto:


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Figura 432: La tolva después del primer uso de VACIADO

Sobre las caras laterales del original cubo superior se han realizado 4 vaciados, uno en cada cara, con los respectivos usos del comando VACIADO. Han consistido en vaciados circulares de 60mm de diámetro y 5mm de profundidad:

Figura 433: Aspecto de la figura después de cinco usos del comando VACIADO

Con cuatro usos del comando REBORDE se han realizado cuatro de ellos alrededor de los cuatro vaciados realizados anteriormente, con una anchura y una longitud de 5mm.


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Figura 434: Aspecto de la figura después de 4 usos de REBORDE

Por último, se le ha hecho la zona interior que falta mediante el comando RED DE REFUERZOS, dibujando la línea que definirá la cara superior de estos y dándole un espesor de 5mm a cada uno, con una profundidad de 200mm, obteniendo el aspecto final de la pieza:

Figura 435: Aspecto final de la tolva

La secuencia de operaciones resultante es:


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Figura 436: Pathfinder de TOLVA 1

TOLVA 2(12 min): En este caso lo primero que se ha hecho ha sido realizar, con el comando PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN, un bloque macizo de base cuadrada de 200mm de lado y 400mm de altura.

Figura 437: Primer paso en la construcción de TOLVA 2

Después, mediante VACIADO se realiza una eliminación de material, quedando el bloque con la siguiente forma:


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Figura 438: Aspecto de la pieza después del primer vaciado

El tercer paso es otro vaciado, en un plano perpendicular al anterior, utilizando el comando de ese mismo nombre:

Figura 439: Aspecto de la pieza después del segundo vaciado

Lo siguiente es utilizar también el comando VACIADO para eliminar material en la parte inferior de la pieza, realizando para el vaciado un boceto consistente en un rectángulo de 30mm de base y 50mm de altura.


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Figura 440: Figura después del tercer uso de VACIADO

Se vuelve a usar el comando VACIADO para dar espesor a las caras laterales del que inicialmente era un cubo en la zona superior de la pieza.

Figura 441: Después del vaciado realizado en el cubo de la zona superior

A continuación, mediante el comando VACIADO POR SECCIONES, se elimina material de la pieza. La primera superficie es un cuadrado de 180x180mm que está situado en el plano donde se unen el cubo superior y el tronco de pirámide de la zona media de la pieza. La segunda superficie es un cuadrado de 30x30mm situado en el plano inferior del tronco de pirámide.


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Figura 442: Interior de la pieza después del vaciado por secciones

Mediante cuatro operaciones de VACIADO se realizan unos taladros en las caras laterales de la parte superior, que tienen un diámetro de 60mm y una profundidad de 5mm.

Figura 443: Los vaciados en las caras laterales han sido creados mediante el comando VACIADO

Haciendo uso a continuación del comando PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN se realizan los rebordes que tienen los taladros comentados anteriormente a su alrededor. Tienen una anchura de 5mm y sobresalen también 5mm de las caras laterales.


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Figura 444: Los rebordes se han realizado mediante PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN

La red de refuerzos interior se realiza también mediante el comando PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN, dándole una anchura de 5mm y una profundidad de 200mm.

Figura 445: Aspecto final de la pieza

La secuencia de operaciones seguida es la siguiente:


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Figura 446: Pathfinder de TOLVA 2

CONCLUSIONES:

Aunque la diferencia de tamaño no es muy grande (396 KB en el primer caso y 408 KB en el segundo), se observa que la diferencia de tiempos es de casi el doble. En el caso del segundo modelo, el más intuitivo a priori, se tarda bastante más. Este ahorro de tiempo está principalmente concentrado en el uso de los comandos DAR ESPESOR EN REGION (THIN REGION) y RED DE REFUERZOS. Se pierde mucho tiempo al vaciar el interior de la figura con VACIADO, mientras que con DAR ESPESOR EN REGION resulta mucho más rápido. También al realizar los refuerzos de la parte superior se ahorra mucho tiempo porque con RED DE REFUERZOS solo hay que dibujar una línea, mientras que con PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN hay que dibujar toda la parte superior de la estructura.

DISEÑO TIEMPO INVERTIDO TAMAÑO ARCHIVO MÁS CONVENIENTE

SIGUIENDO PROTOCOLOS

7 min 396 KB SIGUIENDO

PROTOCOLOS SIN SEGUIR

PROTOCOLOS 12 min 408 KB

10.1.2 Tiemp

El segundo ejemplo que evidencia el ahorro de tiempo a la hora de modelar consiste en la siguiente pieza:


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Figura 447: Aspecto de la pieza TIEMP

Se va a modelar esta pieza por dos procedimientos distintos. Uno de ellos es aquel que se recomienda en el estudio realizado anteriormente, y otro es un modelado alternativo.

TIEMP (11 min 47 seg): En primer lugar, mediante el uso del comando PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN, se realiza un sólido de base rectangular de 2000x3000 mm y una altura de 70mm.

Figura 448: Primer paso en la construcción de TIEMP

En segundo lugar, y de nuevo usando PROTRUSIÓN, se ha añadido un bloque de material sobre el creado anteriormente, con una base rectangular de 200x25mm y una altura de 500mm:

Figura 449: Segundo paso en la construcción de TIEMP


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Después se ha usado el comando PATRÓN para reproducir esta operación a lo largo de los dos lados de mayor longitud de la base:

Figura 450: Aspecto de TIEMP después del primer uso de PATRÓN

Una vez que se tiene la pieza de esta manera se pasa a construir las aletas situadas en los lados de menor longitud de la pieza. Para ello se realiza mediante el comando PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN una de ellas, cuya base ahora es un rectángulo de 25x200mm, y cuya altura es de 550mm.

Figura 451: Segundo uso de PROTRUSION POR PROYECCION para TIEMP

De nuevo mediante PATRÓN se reproduce esta operación a lo largo de los lados de menor longitud de la base:

Figura 452: Aspecto de TIEMP después del segundo uso de PATRÓN


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El siguiente paso en la construcción de TIEMP consiste en realizar 3 figuras de base cuadrada de 300x300mm y 450mm de altura.

Figura 453: TIEMP después del tercer uso de PROTRUSION POR PROYECCIÓN

Usando PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN dos veces más se realizan una serie de refuerzos en las figuras realizadas en la operación anterior.

Figura 454: Realización de los refuerzos en TIEMP

A continuación se realizan 3 taladros de dos diámetros diferentes, 100 y 200 mm, en la cara superior de las figuras anteriores mediante el uso del comando VACIADO.

Figura 455: Aspecto de TIEMP después de hacer uso del comando VACIADO


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Por último, usando el comando RESALTE DE MONTAJE, se realizan dos figuras de este nombre, eligiendo las siguientes características como propiedades suyas:

Figura 456: Cuadro de características de los resaltes

La altura de los resaltes es de 600mm. De esta manera se llega a la pieza final buscada:

Figura 457: Figura TIEMP

El tamaño de este archivo es de 596 KB y se ha tardado en realizarlo un tiempo de 11 minutos y 47 segundos. La secuencia de operaciones es la siguiente:


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Figura 458: Pathfinder del archivo TIEMP

TIEMP2 (22 min 44 seg): En la segunda forma de construir esta figura se va a realizar en primer lugar, y mediante el uso de PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN, una base de 2000x3000mm y una altura de 70mm, como ya se hizo en el caso anterior.

Figura 459: Primer paso en la construcción de TIEMP2

Después se usa de nuevo el comando PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN para realizar las aletas que hay pegadas al filo de la cara superior de la base. Se necesitan dos usos del comando ya que aunque las aletas tienen en los dos casos la misma base, las de los lados de mayor longitud tienen una altura de 500mm, y las de los lados de menor longitud tienen una altura de 550mm. Después de los dos usos de PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN resulta el siguiente modelo:

Figura 460: Aspecto de la pieza después de los tres primeros usos de PROTRUSION


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Un cuarto uso de PROTRUSIÓN es necesario para realizar los bloques internos de base cuadrada de 300mm de lado y altura de 450mm.

Figura 461: Archivo TIEMP2 después de cuatro usos de PROTRUSION

Después, usando dos veces el comando AGUJERO, se realizan los taladros en la parte superior de los bloques internos. Este doble uso del comando es necesario debido a que existen dos diámetros distintos para estos taladros, 200 y 100 mm.

Figura 462: Se observan los distintos diámetros de los taladros realizados con AGUJERO

Los refuerzos se han realizado mediante el comando REFUERZO, para lo que ha sido necesario usar el comando 6 veces, una por refuerzo.

Figura 463: Cada refuerzo se ha realizado con un uso de REFUERZO


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Con el siguiente uso de PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN se han realizado dos cilindros de 300mm de diámetro y 600mm de altura:

Figura 464: Para realizar los resaltes de montaje se han hecho primero dos cilindros mediante PROTRUSION

Los refuerzos de los resaltes de montaje se han realizado también con el comando PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN:

Figura 465: Aspecto de TIEMP2 después de haber realizado los refuerzos de los resaltes de montaje

Para acabar se utiliza el comando AGUJERO para realizar los taladros que tienen en la parte superior los resaltes de montaje:


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Figura 466: Resultado final de TIEMP2

Este archivo tiene un tamaño de 794 KB y se ha invertido en su realización un tiempo de 11 minutos y 47 segundos. La secuencia de operaciones realizadas para su construcción es la siguiente:

Figura 467: Pathfinder de TIEMP2

CONCLUSIONES

Se observa que el tiempo invertido en realizar TIEMP2 es de aproximadamente el doble que el invertido en realizar TIEMP. Todo ello se debe a las siguientes consideraciones:

- Para realizar las aletas en el primer caso se ha hecho uso del comando PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN + PATRÓN, y en el segundo se ha usado solo PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN. A pesar de que en el primer caso implica el uso de dos comandos en vez de uno, el ahorro de tiempo es importante, porque solo hay que dibujar el perfil de una aleta, mientras que en el segundo caso hay que dibujar el perfil o boceto de la base de todas.

- En el primer caso, debido a que los taladros de los bloques internos son de distinto diámetro, se ha usado para realizarlos el comando VACIADO, que permite realizarlos todos con un solo uso del comando, mientras que en el segundo caso se


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ha usado el comando AGUJERO, que necesita un uso del comando para cada diámetro. En este caso han sido necesarios dos usos.

- Para realizar los refuerzos en el primer caso se ha usado el comando PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN, que permite la realización de todos los refuerzos que estén en el mismo plano, por lo que solo ha sido necesario para los refuerzos llamar al comando dos veces. Sin embargo, en el segundo caso se ha usado el comando REFUERZO, que requiere una llamada para cada uno de ellos, lo que ha propiciado 6 usos del comando.

- Para los resaltes de montaje en el primer caso se ha usado el comando que tiene este nombre, y debido a que los dos resaltes son iguales solo ha sido necesario un uso del comando para realizarlos. A parte de esto introduciendo en propiedades de resalte las características de estos es muy fácil y rápido dibujar el perfil de ellos, mientras que en el segundo caso, al no hacer uso de este comando, ha sido necesario llamar a los comando PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN dos veces y VACIADO una vez, lo que incurre en un mayor tiempo invertido.

DISEÑO TIEMPO INVERTIDO TAMAÑO DEL

ARCHIVO MEJOR ELECCIÓN


11 min 47 seg 596 KB SIGUIENDO


PROTOCOLOS 22 min 44 seg 794 KB

10.2 FACTOR A CONSIDERAR: TAMAÑO DEL ARCHIVO

Para dejar evidencia de la superioridad de unos comandos con respecto a otros desde el punto de vista del tamaño del archivo se ha elegido como ejemplo la siguiente pieza:

Figura 468: Aspecto de la pieza llamada EJE CON ENGRANAJE

Se va a modelar la pieza de dos maneras. En la primera de ellas se hará de la forma que se considera más eficiente, mientras que en la segunda se hará de otra forma alternativa.

EJE ENGRANAJE 1(868 KB): En primer lugar, haciendo uso del comando PROTRUSIÓN POR REVOLUCIÓN, se realiza la siguiente extrusión:


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Figura 469: Boceto necesario para la protrusión por revolución

Figura 470: Aspecto de la protrusión por revolución

El segundo paso consiste en utilizar el comando RED DE REFUERZOS para realizar los que unen el anillo de la parte derecha al eje central, que tienen un espesor de 5mm y una profundidad de 30mm:

Figura 471: Boceto dibujado en la utilización del comando RED DE REFUERZOS


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Figura 472: Aspecto de la pieza después de usar el comando RED DE REFUERZOS

Después se activa el comando VACIADO para realizar una serie de taladros en el disco más a la derecha de los dos centrales de la pieza:

Figura 473: Boceto del primer vaciado

Figura 474: Aspecto de la pieza después del primer uso de VACIADO

A continuación se hará uso del comando PATRÓN para expandir este vaciado a lo largo de toda la superficie del disco:


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Figura 475: Distribución del vaciado a lo largo de la superficie del disco mediante PATRÓN CIRCULAR

Figura 476: Aspecto de EJE ENGRANAJE después del primer uso de PATRÓN

El siguiente paso consiste en realizar otro vaciado, de nuevo con el comando que lleva este mismo nombre, en la superficie del segundo disco:

Figura 477: Boceto necesario para el segundo uso de VACIADO


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Figura 478: Aspecto de la pieza después del segundo uso de VACIADO

Lo único que queda ya para llegar a la pieza buscada es crear el engranaje del contorno del disco sobre el que se ha realizado el último vaciado. Para ello se va a hacer uso de dos comandos, PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN y PATRÓN. Primero, con PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN, en el plano medio del disco, se realiza lo siguiente:

Figura 479: Boceto necesario para la operación de PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN

Con una profundidad de diente de 70mm:


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Figura 480: Aspecto del disco después del uso de PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN

Finalmente se activa el comando PATRÓN para realizar la siguiente operación:

Figura 481: Se observa la que va a ser la distribución de la protrusión a lo largo de la superficie del disco

De esta manera se consigue la pieza final:


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Figura 482: Aspecto final de EJE ENGRANAJE 1

El archivo final tiene un tamaño de 868 KB y se ha invertido en su realización un tiempo total de 11 minutos. La secuencia de operaciones resultante es:

Figura 483: Pathfinder del archivo EJE ENGRANAJE 1

EJE ENGRANAJE 2(1036 KB): Se empezará realizando, mediante el comando PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN, el eje central de la pieza, de 40mm de diámetro y 1600mm de longitud:

Figura 484: Eje central de la pieza

Utilizando el mismo comando de nuevo se realiza el anillo que contiene la serie de refuerzos.


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Figura 485: Boceto necesario para realizar el anillo con los refuerzos incluidos

Figura 486: Resultado de la segunda aplicación del comando PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN

Para el tronco de cono existente en la pieza se hará uso del comando PROTRUSIÓN POR SECCIONES. La base pequeña tiene un radio de 70mm, mientras que la más grande tiene un diámetro de 120mm. La altura del tronco de cono es de 200mm:

Figura 487: Así queda la pieza tras el uso del comando PROTRUSIÓN POR SECCIONES


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Mediante otra llamada al comando PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN se realiza un disco que ya contiene los taladros de su superficie en el boceto necesario para la extrusión. La anchura del disco es de 30mm:

Figura 488: Boceto necesario para la extrusión del disco, incluyendo los agujeros

Figura 489: Aspecto que presenta la figura tras el tercer uso del comando PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN

Para realizar el disco con el engranaje son necesarias dos operaciones de extrusión, activando en ambos casos el comando PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN. En la primera operación de extrusión se realiza el disco, sin contener al engranaje, incluyendo en el boceto el vaciado interior:


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Figura 490: Boceto para la posterior extrusión del disco que contiene al engranaje en su contorno

Figura 491: Se observa cómo queda la figura tras realizar el segundo disco, con un ancho de 100mm

El siguiente paso es realizar los dientes del engranaje, acción que se realizará de nuevo con el uso del comando PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN:

Figura 492: Dibujo del boceto necesario para realizar el engranaje


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Figura 493: Aspecto del engranaje

Con un último uso del comando PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN se realiza el cilindro que falta para finalizar la pieza entera, con un diámetro de 240mm, y una altura de 280mm:

Figura 494: Cilindro con cuya construcción se finaliza, en este caso, el modelo de la pieza completa

De esta manera se llega al final del modelado:


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Figura 495: Aspecto final de EJE ENGRANAJE 2

El archivo final tiene un tamaño de 1036 KB y se han invertido en su realización 19 minutos. La secuencia de operaciones resulta:

Figura 496: Pathfinder del archivo EJE ENGRANAJE 2

CONCLUSIONES:

Se observa que por el primer método el archivo ocupa menos espacio en la memoria del ordenador, principalmente por las siguientes consideraciones:

- Mediante el uso de PROTRUSIÓN POR REVOLUCIÓN se puede realizar la mayor parte de la pieza, en vez del uso repetido del comando PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN. La diferencia hubiese sido mayor aún si en vez de usar PROTRUSIÓN POR SECCIONES para realizar el tronco de cono se hubiese utilizado el comando PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN para hacer un cilindro y a continuación el comando VACIADO POR SECCIONES o VACIADO POR REVOLUCIÓN, lo que habría introducido el uso de un comando más y, como consecuencia, un tamaño mayor del archivo.

- Incluso el anillo que contiene refuerzos ha ido integrado en el primer caso en la operación de PROTRUSIÓN POR REVOLUCIÓN, y los refuerzos se han realizado mediante el comando RED DE REFUERZOS, que ahorra espacio en estos casos frente a PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN.

- Además, se ha hecho uso por dos veces del comando PATRÓN para realizar un taladrado y los dientes del engranaje, que en el segundo caso se han realizado integrados en operaciones de VACIADO y PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN respectivamente, lo que ya se demostró que aumentaba el tamaño del archivo.


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11 min 868 KB SIGUIENDO


PROTOCOLOS 19 min 1036 KB

10.3 CASO REAL

En este apartado se va a estudiar el modelado de piezas reales, para comprobar en qué medida afecta todo lo estudiado al caso de modelos de piezas utilizadas en la realidad en procesos industriales de cualquier tipo. La pieza elegida en este caso es un herraje usado en la industria aeronáutica que se muestra a continuación:

Figura 497: Vista anterior del herraje

Figura 498: Vista posterior del herraje

Esta pieza se va a realizar por dos caminos distintos, al igual que se viene haciendo a lo largo de todo el proyecto. El primer camino será el más intuitivo, y el segundo el recomendado. Las conclusiones deben concretar que la forma de modelar en la que se han


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seguido las pautas marcadas como más eficientes en este proyecto debe ser la más conveniente tanto por el tiempo invertido como por el tamaño del archivo resultante.

HERRAJE 1(1080 KB, 25 min): En este caso lo primero que se ha hecho ha sido una extrusión, mediante el uso del comando PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN, de un bloque macizo con una altura de 60mm.

Figura 499: Boceto necesario para la operación de PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN

Figura 500: Resultado de la aplicación de PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN

A continuación, y mediante el uso de VACIADO, se ha realizado una eliminación de material de 55mm de profundidad que ha dejado esbozada la base y los tabiques laterales, de forma recta para ser modelados posteriormente de forma definitiva.


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Figura 501: Aspecto del herraje después de la primera operación de vaciado

Con otra operación de vaciado se actúa sobre uno de los tabiques para dotar a este de su forma definitiva.

Figura 502: Boceto necesario para el segundo vaciado

Figura 503: Aspecto del herraje después de realizar el segundo vaciado


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Con el tercer vaciado lo que se consigue es dar forma al tabique vertical perpendicular al anterior, quedando la figura de la siguiente manera:

Figura 504: Después de la tercera aplicación del comando VACIADO está definido el contorno de dos tabiques

La siguiente operación, consistente en una extrusión mediante PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN, realiza un reborde en la parte posterior del tabique que aparece en primer plano, de manera que sobresale por la parte trasera de este en forma de cilindro de 36mm de diámetro exterior y 15mm de diámetro interior.

Figura 505: Se aprecia el reborde en la parte posterior del tabique

La siguiente operación, de vaciado, se centra en dar forma al tabique posterior de la figura, paralelo al que se modeló con el primer vaciado.


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Figura 506: Aspecto definitivo del tabique posterior del herraje

Lo siguiente es realizar un resalte de montaje situado en la zona anterior de la pieza, en el tabique vertical que contiene el agujero. Este resalte aprovecha el agujero en su interior y el diámetro exterior es de 21mm. La longitud con la que sobresale de la pieza es de 15mm y dispone de 4 refuerzos de 2mm de anchura y 10mm de longitud. Se realizará mediante dos operaciones de PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN. En la primera de ellas se modela el cilindro, y en la segunda los refuerzos.

Figura 507: Resultado de la primera operación de PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN para realizar el resalte

Figura 508: Con una segunda operación de PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN se realizan los refuerzos del resalte

Para los dos refuerzos en la parte anterior de la pieza (entre el tabique vertical que contiene el resalte y la base) se usa el comando REFUERZO. Debido a que este comando solo


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permite modelar un refuerzo con cada llamada del comando ha sido necesario usarlo dos veces. Estos refuerzos tienen una anchura de 3mm, el lado vertical mide 20mm y el horizontal 25.

Figura 509: En esta captura puede observarse el resultado del doble uso del comando REFUERZO

Los refuerzos internos (entre los dos tabiques verticales paralelos) tienen una anchura de 3mm y una altura de 15. Se realizan mediante un solo uso del comando PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN.

Figura 510: Vista de la figura donde se aprecia su aspecto después de realizar los refuerzos internos

De nuevo se hace uso del comando REFUERZO para realizar el situado en la parte trasera de la pieza, de 3mm de anchura, una extensión de 15mm en su lado horizontal y de 20mm en su lado vertical.


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Figura 511: Se observa el refuerzo situado en la parte posterior del herraje

Para los taladros situados en la base se ha usado el comando AGUJERO. Debido a que con un uso del comando solo se pueden hacer taladros del mismo diámetro ha sido necesario utilizarlo dos veces.

Figura 512: Boceto para realizar los taladros de 4mm de diámetro

Figura 513: Boceto para los taladros de 6mm de diámetro

Por último se llama al comando REDONDEO para realizar los que no ha sido posible hacerlos anteriormente en los distintos bocetos incluidos en operaciones de vaciado o extrusión, quedando la figura finalmente de la siguiente forma:


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Figura 514: Aspecto final del herraje

El archivo resultante tiene un tamaño de 1108 KB y ha sido necesario para su realización un tiempo de 25min. La secuencia de operaciones que se ha seguido en este caso es la siguiente:

Figura 515: Pathfinder del archivo HERRAJE 1

HERRAJE 2 (633 KB, 20 min): Primero, mediante el comando PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN, se ha realizado la base, un sólido de 5mm de altura, con las siguientes dimensiones en planta.


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Figura 516: Boceto para la primera extrusión mediante PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN

Figura 517: Base del herraje

Con un segundo uso del comando anterior se extruye uno de los tabiques verticales.

Figura 518: Boceto para la construcción del primer tabique


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Figura 519: Resultado de la segunda aplicación de PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN

Se sigue utilizando el comando PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN para realizar los dos otros tabiques verticales, sin incluir los redondeos o zonas curvas de estos.

Figura 520: Resultado de la aplicación de PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN para el tabique vertical posterior

Figura 521: Se observa el aspecto que presenta la figura después de realizar el tabique lateral mediante PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN

Es necesario llamar al comando VACIADO para dar una forma definitiva al tabique frontal de la parte anterior.


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Figura 522: Detalle que muestra la zona donde se ha eliminado material mediante el comando VACIADO

El resalte de montaje se ha realizado mediante el uso del comando que se identifica con ese mismo nombre.

Figura 523: Características del resalte de montaje


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Figura 524: Resultado de la aplicación de RESALTE DE MONTAJE

El reborde de la parte posterior del tabique frontal que contiene el resalte se ha realizado mediante el comando REBORDE.

Figura 525: Aspecto de la figura después del uso de REBORDE

La realización de todos los refuerzos de la figura es posible mediante dos usos del comando PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN. Los refuerzos que están distribuidos en el mismo plano se pueden realizar con un solo uso de PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN.

Figura 526: Vista de dos refuerzos realizados con un uso de PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN


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Figura 527: Los tres refuerzos restantes se realizan mediante otro uso de PROTRUSIÓN POR PROYECCIÓN

El penúltimo paso para tener el herraje modelado al completo es realizar los taladros existentes en la base. Para ello se ha usado el comando VACIADO.

Figura 528: Boceto necesario para la realización de los taladros existentes en la base de la pieza

Por último se realizan todos los redondeos existentes en la pieza, mediante el uso del comando REDONDEO, consiguiendo el aspecto final que presenta esta.

Figura 529: Selección de aristas para el redondeo


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De esta manera se consigue el aspecto final del herraje:

Figura 530: Resultado del archivo HERRAJE 2

El archivo tiene 633 KB y se ha invertido en su realización un tiempo de 20 minutos. La secuencia de operaciones es la siguiente:

Figura 531: Pathfinder del archivo HERRAJE 2

CONCLUSIONES:

Se comprueba que por la segunda forma de realizar la pieza se ahorra en tiempo y en tamaño del archivo, debido a las siguientes consideraciones:

- En el primer archivo, debido a que para tres de los cinco refuerzos se ha usado el comando REFUERZO, ha sido necesario activar éste 3 veces, además de una operación de protrusión por proyección para los de la zona central. Esto contrasta con lo que se ha hecho en el segundo caso, en el que se han realizado todos los refuerzos con dos usos del comando protrusión por proyección. Además se demostró en la comparativa de refuerzo frente a protrusión por proyección que para el caso de refuerzos sencillos, como es este caso, resultaba más interesante utilizar protrusión por proyección.

- En el primer caso, para realizar el reborde existente en la zona posterior del tabique frontal que contiene el agujero, se usó el comando protrusión por proyección, mientras que en el segundo caso se utilizó el comando REBORDE. Esto hace que se tarde menos tiempo en realizar la operación, aunque el tamaño del


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archivo no resulte beneficiado, pero el ahorro en tiempo es porcentualmente mayor.

- Para el resalte de montaje situado en la parte frontal se ha usado en el primer caso el comando protrusión por proyección, por lo que ha sido necesario activar el comando dos veces y, por consiguiente, dos operaciones de extrusión, una para el cilindro y otra para los refuerzos. En el segundo caso, sin embargo, al usar el comando “resalte de montaje” se consigue realizar éste con una sola operación, disminuyendo el tiempo invertido y el tamaño del archivo, como se demostró en su momento.

- Para los taladros de la base en el primer caso se utilizó el comando AGUJERO. Debido a que los taladros eran de distinto diámetro eran necesarias dos operaciones para aplicación del comando. Sin embargo, en el segundo caso, se utilizó el comando VACIADO, con lo que se pudieron hacer todos los taladros con un solo uso del comando. Esto desembocó en un ahorro de tiempo y tamaño del archivo.

- Otra consideración importante a tener en cuenta es que en el archivo HERRAJE 1 se han realizado sobre los bocetos redondeos (usando la herramienta ACUERDO) cuando ha sido posible, aunque al final se hizo necesario el uso del comando REDONDEO para completar todos los que contiene la pieza. Ya se demostró cuando se enfrentaban estos dos comandos que, a pesar de que la diferencia de tiempo al emplear uno u otro no era importante, sí lo era el espacio ocupado en memoria por el archivo, siendo mayor en el caso de usar ACUERDO.

- Por último cabe resaltar que para la realización de la pieza en el primer caso se ha seguido un proceso de eliminación de material principalmente, mientras que en el segundo caso se ha seguido un proceso de añadir material. Se demostró que en los archivos de piezas cuyo proceso de modelado ha estado basado en eliminación de material sobre uno ya existente el tamaño del archivo se reducía, pero el tiempo empleado era mayor en una cuantía proporcional superior, por lo que era menos interesante usar que esto que añadir material, que es lo que se ha hecho en el segundo caso.



SIGUIENDO LOS PROTOCOLOS

20 min 633 KB SIGUIENDO LOS PROTOCOLOS

SIN SEGUIR LOS PROTOCOLOS

25 min 1108 KB

10.4 ESTUDIOS ESTADÍSTICOS

10.4.1 Práctica nº1 Curso 2007/2008

En el primero de estos estudios se van a analizar los resultados obtenidos en el modelado de la pieza siguiente:


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Figura 532: Plano en el que se muestran las dimensiones de la figura bajo estudio

Que, después de invertir una hora en su modelado, ha quedado de la siguiente forma usando Solid Edge:

Figura 533: Aspecto final del modelado de la pieza

El archivo final tiene un tamaño de 544 KB y la secuencia de operaciones seguida es la siguiente:


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Figura 534: Pathfinder del archivo

Esta pieza constituyó una práctica en clase de la asignatura “Representación gráfica por ordenador” de 3er curso de ingeniería industrial (escuela de Sevilla). Solo 8 alumnos lograron acabar el modelado de esta pieza, en un tiempo cercano a las dos horas de duración de la clase, y los tamaños de los archivos resultantes que obtuvieron son los siguientes:

TAMAÑO DEL ARCHIVO TIEMPO INVERTIDO

PIEZA 1 1020 KB

≈ 2 horas

PIEZA 2 1000 KB

PIEZA 3 799 KB

PIEZA 4 793 KB

PIEZA 5 855 KB

PIEZA 6 835 KB

PIEZA 7 767 KB

PIEZA 8 1085 KB

Se obtiene a partir de estas cifras una media de 895 KB en un tiempo medio de 2 horas. Comparando esto con los 544 KB del archivo resultante y la hora de tiempo invertido modelando según lo descrito en este proyecto, se observa que la diferencia es relevante. Se mejora el tamaño del archivo en aproximadamente un 40% de la media y el tiempo se reduce en un 50%.

Uno de los principales aspectos que se observan en el modelado de esta muestra de piezas es que se hace un uso repetido del comando boceto para aplicar operaciones posteriores aprovechando el perfil ya creado mediante este dibujo, lo que implica la inclusión repetida de este comando en el modelo, cuando realmente no es necesario para realizar la pieza. Otra observación importante es que el uso del comando REDONDEO no se suele dejar al final de todas las operaciones, como ya se recomendó, sino que se incluye en medio de ellas. Además de esto se usa el comando repetidas veces, a medida que se va avanzando en el


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modelado, en vez de usarlo una sola vez para todos los radios distintos. Por último otro aspecto que llama bastante la atención es que se utilizan herramientas que no son necesarias para el modelo, como PROTRUSIÓN POR BARRIDO para realizar extrusiones que se pueden hacer mediante PROTRUSIÓN o vaciando un volumen mayor (trabajar con volúmenes máximos), o el caso de utilizar VACIADO POR BARRIDO para realizar vaciados rectos de una sola sección. El hecho de usar estos comandos en operaciones que no los requieren aumenta el tamaño del archivo considerablemente frente al uso de PROTRUSIÓN o VACIADO.

10.4.2 Práctica nº9 Curso 2006/2007

En este segundo caso se ha realizado el estudio con la siguiente pieza:

Figura 535: Plano que describe la geometría de la figura

Que después de ser modelada con Solid Edge ha quedado de la siguiente manera:

Figura 536: Resultado de modelar la figura con Solid Edge


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Ocupando un espacio de 793 KB en un tiempo aproximado de 1 hora y 15 minutos. La secuencia de operaciones que se obtuvo fue la siguiente:

Figura 537: Pathfinder del archivo final

Esta figura fue terminada por 9 alumnos en un tiempo aproximado de 2 horas, y el tamaño de los archivos fue el siguiente:

TAMAÑO DEL ARCHIVO TIEMPO INVERTIDO

PIEZA 1 952 KB

≈ 2 horas

PIEZA 2 1180 KB

PIEZA 3 919 KB

PIEZA 4 804 KB

PIEZA 5 1398 KB

PIEZA 6 1435 KB

PIEZA 7 1464 KB

PIEZA 8 847 KB

PIEZA 9 997 KB

Teniendo en cuenta todos estos datos se obtiene un tamaño medio de 1111 KB en un tiempo medio de 2 horas. Son valores muy por encima de los 767 KB y la hora y 15 minutos que se obtuvieron siguiendo las recomendaciones de protocolos de modelado dadas en el proyecto anteriormente. El tamaño se mejora con respecto a la media en un 31% y el tiempo en un 37,5%.

Los principales hechos que han motivado esta diferencia de tiempos y tamaños son los siguientes:


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- No se trabaja con volúmenes máximos, es decir, no se modela creando material para luego ir dándole forma, sino que se va extruyendo poco a poco la pieza con repetidos usos del comando PROTRUSIÓN para ir creando distintas partes de ella. Ya se demostró que esta forma de modelar aumenta el tamaño del archivo resultante, aunque solía dar mejor resultado en cuanto a tiempo. Es más eficiente crear un bloque de material que englobe a todo el sólido final, para ir quitando material e ir dándole forma a lo que se busca.

- Se hace un uso repetido e innecesario del comando BOCETO, ya que estos se pueden crear para dejarlos embebidos dentro de la operación que se esté realizando, y se ahorra el uso de un comando más y, por tanto, de tamaño que conlleva.

- Se crean planos que posteriormente serán usados para realizar alguna operación sobre ellos. Para realizar esta figura no es necesario crear estos planos. Simplemente se elige el plano en el que se quiere trabajar cuando el comando que realizará la operación buscada esté activado.

- El uso del comando REDONDEO no se suele dejar al final del modelado, como la última operación y, además, se suele hacer uso de él varias veces, ya que se usa conforme avanza el modelado de la pieza. Se ahorran usos del comando si se deja para el final del modelado, ya que permite realizar todos los redondeos con un solo uso, aunque los radios sean distintos.

- Al realizar vaciados hay veces que se pueden aprovechar unos para realizar otros que se encuentran en una parte del sólido que está a diferente altura, pero el vaciado pueda partir del mismo plano del que está partiendo el actual. Esto no se aprovecha en muchos casos y desemboca en un uso o en unos usos adicionales del comando que no son necesarios.

- No se aprovechan en muchas ocasiones las propiedades del comando agujero, pudiendo hacer partes de éste de distinto diámetro, o con rosca. Por esto a veces se cae en usos redundantes del comando mencionado o varios usos del comando VACIADO.

10 ejemplos de aplicaciÓn y estudios...

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