Hace ya unos cuantos meses que vengo trabajando en un proyecto personal relacionado con el diseño de piezas de plástico.
Todo el mundo, inclusive aquellos que no se dedican a esto se habrán encontrado con cajas de plástico que quiere abrir y para ello tiene que desenclavar una serie de clips que mantienen cerrada la caja.
En su momento, se me ocurrió preguntarme en cómo podía yo buscar una manera fácil y sencilla para conocer de antemano la eficacia de un clip.
Lo primero que tuve que hacer fue definir cuáles eran las variables que definían esa eficacia. Se me ocurrieron tres
- La capacidad de evitar que el clip se suelte.
- El esfuerzo que necesito para enclavar una pieza sobre la otra.
- La capacidad del clip para no romperse durante el proceso de enclavado y el desenclavado.
Todas estas propiedades se pueden estudiar aplicando la resistencia de materiales y el resultado lo representé en la hoja Excel que podéis ver a continuación.
Con esta herramienta he conseguido agilizar el diseño de clips y evito mucho trabajo de prueba error. Así mismo he definido tres tipos de secciones configurables para reforzar la base del clip. Todo ello lo conjugo con las tensiones del material en el punto de mayor solicitud y lo comparo con el límite elástico del material que he seleccionado inicialmente.
El éxito que me pareció esta primera hoja Excel, me alimento la ilusión para continuar con mi ejercicio, y empecé a estudiar todos aquellos elementos móviles que pueden aparecer en soportes de plástico, tanto los que ya conozco como aquellos nuevos que se me pudieran ocurrir.
Finalmente acabé con una lista de hasta 7 tipos de elementos móviles que aparecen en las siguientes figuras
Estos son todos los elementos móviles que he podido encontrar y algunos, como el de ballesta que se me han ocurrido. Cualquiera que desee añadir elementos simplemente me puede enviar un correo a mi página WEB y estudiaré lo que se puede hacer.
Esta herramienta me resulta muy útil en el momento de diseñar un elemento móvil porque con solamente poner las dimensiones y darle a un botón, puedo encontrar los esfuerzos que provocarán en su deformación, y la variación que sufrirá por posibles desviaciones debido al efecto de las tolerancias.
El programa calcula un esfuerzo en base a una interferencia con un objeto. Es esta interferencia la que genera el esfuerzo.
Como ya he comentado antes, he definido tres tipos posibles de secciones de manera que puedo jugar con ellas para modificar la constante elástica y así aumentar el esfuerzo que ejerce el elemento en cuestión.
También se puede seleccionar el material y se pueden añadir otros.
Ojo con el módulo elástico ya que es el que se define según la norma ISO 178 (Módulo a la flexión), cualquier otro, no sirve.
Uno de los problemas que podéis tener es que no sepáis haceros a la idea de cuánto son 10 Néwtones o 1 Kg (Que es lo mismo) en un clip. Para ello yo sigo la siguiente regla,
- El dedo meñique y el anular, hacen entre 2,5 y 3 Kg de fuerza
- El índice y el corazón hacen entre 4,5 y 5 Kg
- El pulgar es capaz de hacer 10 Kg de fuerza
Yo cuando pruebo el esfuerzo de un clip o lengüeta pruebo con todos los dedos y con ello me hago una idea de por dónde van los tiros.
Por último, en la hoja Excel tenéis clasificado el material que se utiliza en una estereolitografía. Dependiendo del material la diferencia en resistencia puede ser de entre 4 veces (PA66GF15) hasta 6 veces (PA66GF30) más resistente en un compuesto de serie respecto a la estéreo. Esta información es importante para que se tenga una idea de cómo será el producto final.
Es posible realizar estos mismos cálculos con secciones variables sin embargo eso lo dejo para el futuro, dependiendo del uso que se le dé a esta primera parte.
En la siguiente página WEB encontraréis la matemática desarrollada de estos cálculos asó como la hoja Excel con la que poder trabajar.
Espero que os sirva y que os lo paséis bien aplicándola.
