Diseño y fabricación de utillaje de sujeción mecánica mediante tecnologías de fabricación aditiva (Rapid Tooling).

Abstract

Este trabajo tiene como objetivo la obtención de una pieza aplicando las distintas técnicas de fabricación aditiva (Rapid Tooling). Esta pieza se usará como útil de sujeción mecánica, los cuales se encargan de fijar otra pieza en una posición determinada impidiendo en todo momento su movimiento mientras el proceso de fabricación es llevado a cabo.

En este trabajo el útil diseñado consistirá en una mordaza para la soldadura de piezas en ángulo recto (Imagen 1), útil ampliamente usado en la industria, siendo de vital importancia para la obtención de soldaduras precisas y exactas, sobre todo para piezas de un tamaño relativamente pequeño, para las cuales el grado de exactitud debe de ser mayor. El diseño del útil se ha llevado a cabo en tres partes: la parte 1 consistirá en el cuerpo de la mordaza, la parte 2 será el tornillo que permite el avance de la mordaza, y la parte 3 será la mordaza propiamente dicha (Imagen 2). Este diseño por partes se ha escogido de tal forma que, si una de estas partes sufra algún daño o rotura, gracias a la flexibilidad que permite la fabricación aditiva, se pueda obtener el repuesto de solo esa parte sin tener que desechar la pieza completa.Debido a las condiciones actuales de excepcionalidad los ensayos de esfuerzos que puede sufrir la mordaza, no se han podido llevar a cabo, por lo que los resultados obtenidos serán siempre basados en el análisis realizado mediante el software CAD empleado (Solidworks 2020).

Una vez planteada y analizada la pieza, así como las distintas técnicas de fabricación aditiva empleadas, se realizará un análisis de los distintos objetivos de desarrollo sostenible que este trabajo puede solucionar (Imagen 3). Finalmente, tras la elaboración de este trabajo se puede llegar a las siguientes conclusiones:

• La fabricación aditiva es una de las tecnologías con mayor futuro, tanto para el desarrollo de actividades tecnológicas, como para la vida cotidiana, sin embargo, plante algunos problemas que se han de resolver, sobre todo en las piezas de mayor tamaño.

• El mundo de los utillajes de sujeción es ampliamente desconocido para el publico general y sin embargo esta presente en la mayoría de las actividades industriales que exijan un cierto grado de precisión.

The objective of this work is to obtain a single piece by applying the different 3D Printing techniques (Rapid Tooling). This part will be used as a mechanical clamping tool, which is responsible for fixing another part in a certain position, preventing its movement at all times while the manufacturing process is carried out.

In this work, the designed tool will consist of a clamp for the welding of parts at right angles (Image 1), a tool widely used in the industry, being of vital importance for obtaining precise and exact welds, especially for parts of a size relatively small, for which the degree of accuracy must be greater. The design of the tool has been carried out in three parts: part 1 will consist of the body of the clamp, part 2 will be the screw that allows the advance of the clamp, and part 3 will be the clamp itself (Image 2 ). This part design has been chosen in such a way that, if one of these parts suffers any damage or breakage, thanks to the flexibility that 3D printing allows, the replacement of only that part can be obtained without having to discard the complete part. Due to the current exceptional conditions, the stress tests that the clamp can suffer have not been carried out, so the results obtained will always be based on the analysis carried out using the CAD software used (Solidworks 2020).

Once the piece has been raised and analyzed, as well as the different 3D printing techniques used, an analysis will be made of the different sustainable development objectives that this work can solve (Image 3). Finally, after preparing this work, the following conclusions can be reached:

• 3D printing is one of the technologies with the greatest future, both for the development of technological activities and for everyday life, however, it poses some problems that must be solved, especially in the larger pieces.

• The world of clamping tools is widely unknown to the general public and yet is present in most industrial activities that require a certain degree of precision.