Análisis del Proceso de Diseño y Optimización de Piezas para el Conformado por Inyección de Plástico con herramientas PLM aplicado el sector de Automoción

Abstract

[ES] El presente documento recoge el análisis del proceso de desarrollo de productos de un nuevo componente para el sector de la automoción en un entorno de industria 4.0. Para ello se ha realizado el diseño de una pieza de automóvil y se ha utilizado una metodología de diseño para fabricación, en concreto para moldeo por inyección de plásticos, con la que a través de una optimización del diseño de la pieza con nuevas herramientas se consiguen mejorar aspectos de fabricación y producción. El trabajo analiza el proceso de diseño en ingeniería como parte del ciclo de vida del producto que contempla desde la fase inicial hasta la retirada final de los distintos subcomponentes del producto, desde la perspectiva de la gestión de tareas de modelado y análisis mediante una herramienta industrial para la Gestión del Ciclo de Vida del Producto (PLM). El trabajo establece en primer lugar el marco teórico del proyecto, al cual, siempre se hará referencia para el desarrollo del caso práctico. En este caso se ha optado validar el nuevo escenario con un componente con carácter ingenieril y estético, por lo que el trabajo va a consistir en realizar el diseño de la rejilla frontal de un automóvil, entendiendo por fase de diseño todas las etapas que transcurren desde la idea inicial hasta la etapa de producción, incluida la etapa de análisis de fabricación. Además, se va a prestar especial atención al diseño del producto con la ayuda de programas de modelado sólido, en concreto, para la realización del trabajo académico, se va a usar la plataforma 3DEXPERIENCE, como sistema incluye las aplicaciones PLM así como aquellas tradicionales de CAD/CAE/CAM en su versión orientada al escenario objeto de estudio y que forman parte del desarrollo del producto en entornos industriales. Para el diseño de la pieza con la herramienta CAD, vamos a analizar la necesidad de utilizar una buena estrategia de modelado, con la que poder obtener un diseño robusto que nos permita la realización de cambios y nuevas versiones a posteriori. Finalmente, se va a verificar el diseño con programas de simulación CAM de técnicas de conformado como es en este caso el proceso de inyección de materiales plásticos. De esta forma, y a partir de los resultados obtenidos, se identificarán los posibles fallos de diseño que afectan a la fabricación y se propondrán modificaciones, validando así el proceso de diseño y optimización propuesto.

[EN] The next document shows the analysis of the product development process of a new part for the automotive sector in a 4.0 industry environment. In order to achieve it, the design of an automobile part has been done and a design for manufacturability methodology has been used, specifically the plastics injection manufacturing. By this manufacturing methodology, an optimization of the part¿s design with new tools has been achieved, improving manufacturing and production facets. The thesis analyses, from the perspective of the modeling and analysis task¿s management, the engineering design process as a part of the product lifecycle, which considers the product management from the very first phase to the final withdrawal of the different product subcomponents. This analysis has been done by means of an industrial tool for the Product Lifecycle Management (PLM). The thesis establishes, first of all, the theoretical scope of the project, which will be always pointed to the development of the case study. In this case, it has been decided to validate a new scenario with a component that has both, engineering and esthetics nature. Therefore the thesis will consist of the design of the Front Grille of an automobile, considering the design phase as every of the steps that goes from the initial idea to the last manufacturing step, including the manufacturing analysis one. Moreover, the product design will be carefully considered by means of Modeling tools. Specifically for this academic document, the 3DExperience platform has been used, as a system that includes PLM apps, and also the traditional CAD/CAE/CAM ones needed for the study case, which are strongly used to the product development in industrial environments. For the part design with the CAD tool, we will analyze the possibility of using a optimal modeling strategy, which will allow us to achieve a robust design. This robust design will lead us to make changes and new versions afterwards. Finally, the design will be verified by CAM simulation softwares related with ¿forming techniques¿, in this case the plastics injection molding process. This way, and considering the obtained results, possible design mistakes will be identified, which affect to the part manufacturing. Therefore, modifications will be suggested, validating, this way, the design and optimization process.