Ingeniería y Diseño Automotriz: Optimización del Desarrollo y Fabricación de Vehículos

Estrategias Clave en Diseño y Fabricación

• Optimizar las tareas de organización de los departamentos.
• Implementar nuevas tecnologías y conceptos.
• Reducir el número de piezas.
• Reducción de los plazos de puesta a punto.
• Fomentar la innovación.
• Diversificar la oferta de productos.
• Reducir el tiempo de lanzamiento de nuevos modelos.

Joint Venture: Colaboración Estratégica

• Riesgo compartido.
• Alianza contractual entre varios fabricantes.
• Reducir costes y riesgos de pérdidas.

Características del Vehículo por Zona Geográfica

Zona Europea

• Vehículos compactos y berlinas.

Zona Latina

• Motorizaciones altas.
• Estética aerodinámica.

Zona Norteamericana

• Motorización grande.

Zona Asiática

• Vehículos pequeños.
• Colores vivos.
• Estética vanguardista.

Fases del Periodo de Desarrollo y Ejecución del Proyecto

• Estudios de viabilidad previa.
• Estudios de viabilidad definitiva.
• Ficheros de geometría 3D.
• Ficheros de planos 2D para piezas.
• Pirámide gráfica.
• Relación base.

Verificación del Proyecto

• Análisis modal de fallos y efectos (AMFE).
• Simulación (estructural y de estampación).
• Taller piloto virtual.
• Método de operaciones de estampación.
• Estudio de tolerancias.
• Experimentación.
• Taller piloto de producción.
• Medios de verificación de calidad.

Fases Generales del Proyecto

• Concepción.
• Diseño.
• Creación de maquetas.
• Pruebas.
• Fabricación.

Fase de Concepción: Cálculo Inicial de Medidas Exteriores

• Las exigencias aerodinámicas.
• La ergonomía del puesto de conducción, incluyendo la concepción de los asientos y el maletero.
• Tamaño y posición del depósito de combustible.
• Espacio de las ruedas.
• Tamaño y disposición de los paragolpes.
• Tipo y emplazamiento de los órganos motrices.

Requisitos para Iniciar la Fase de Diseño de las Formas

• Condiciones de visibilidad.
• Condiciones de seguridad.
• Funciones mecánicas.
• Posibilidad de fabricación y reparación.

Fase de Diseño

En esta fase, se utilizan medios asistidos por ordenador:

• DAO (Diseño Asistido por Ordenador)
• CAO (Fabricación Asistida por Ordenador)
• CFAO (Fabricación Asistida por Ordenador)
• CAE (Ingeniería Asistida por Ordenador)

Se emplean programas informáticos especializados como Catia, Solid Edge y Autodesk.

Principios de un Buen Diseño de Producto

• Ser lo más atractivo posible.
• Facilitar una transición sencilla a la fase de fabricación.
• Ofrecer alta funcionalidad.
• Minimizar el número de piezas y simplificar su desglose.
• Maximizar el número de piezas aprovechables para otros modelos.
• Incrementar el número de piezas reciclables.
• Mantener una buena relación calidad-precio.

Cálculos para la Estructura

• Discretización finita: Dividir una pieza en trozos muy pequeños para su análisis.
• Aplicación de cargas exteriores: Estudio de cómo se deforman las piezas bajo diferentes cargas.
• Análisis de deformación macroscópica de la pieza: Para identificar posibles puntos de rotura.

Creación de Maquetas

Normalmente se realizan en arcilla, primero a escala 1:5 y luego a tamaño natural.

Prototipo

Es el primer ejemplar que se toma como modelo para su fabricación en serie.

Fase de Pruebas

Una vez hecho el prototipo, se somete a una serie de pruebas exhaustivas:

• Control de motores.
• Resistencia de materiales a la fatiga y rigidez estructural.
• Pruebas climáticas y de corrosión.
• Emisión de gases y reciclaje.

Fabricación del Vehículo: Áreas Principales

• Área de embutición.
• Área de soldadura.
• Área de pintura.
• Área de ensamblaje.

Tipos de Soldaduras y Uniones en Fabricación

• MIG (Metal Inert Gas).
• Soldadura por puntos de resistencia.
• Soldadura láser.
• Soldadura láser híbrida.
• Soldadura láser-brazing.
• Soldadura de latón.
• Adhesivos estructurales.
• Remaches.

Área de Ensamblaje: Niveles de Montaje

• Primer nivel: Montaje de componentes inferiores como puertas, cables, unidades de control, pedales, depósito de gasolina y frenos.
• Segundo nivel: Equipamiento del habitáculo.
• Tercer nivel: Montaje del grupo propulsor y los ejes.

Tailored Blanks (Chapas a Medida)

Consiste en una sola pieza con un diseño complejo que combina aceros de varios espesores. Las piezas se sueldan con láser antes de ser estampadas.

Hidroconformado: Técnica de Fabricación Avanzada

Es una técnica de fabricación donde se conforma un tubo en un molde a presión con agua.

• Permite conseguir un espesor uniforme.
• Mayor calidad superficial.
• Mejora la resistencia a la corrosión.
• Reducción de peso.