Principios Fundamentales del Diseño Mecánico y su Proceso

¿Qué es el Diseño Mecánico?

Diseñar es formular un plan para satisfacer una necesidad específica o resolver un problema. Si el plan se materializa físicamente, el producto debe ser funcional, seguro, confiable, competitivo, útil, manufacturable y comerciable.

Características Clave del Diseño Mecánico

Las siete características esenciales del diseño mecánico son:

• Funcional: Para cumplir con su necesidad propuesta y las expectativas del cliente.
• Seguro: No debe ser peligroso para el usuario, transeúntes o la propiedad.
• Confiable: El producto debe realizar la función propuesta de forma satisfactoria, o sin falla, durante un periodo de tiempo dado.
• Útil: Amigable para el usuario, ergonómico.
• Manufacturable: Se reduce a un número mínimo de piezas que resulta adecuado para la producción en masa.
• Comercializable: El producto se puede comprar y existe un servicio de posventa.

El Proceso de Diseño: Naturaleza y Características

El proceso de diseño se caracteriza por ser:

• Innovador
• Iterativo
• Basado en la Toma de decisiones
• Necesita intercambio de información
• Requiere conocimiento de las tecnologías y sus principios fundamentales
• Implica la necesidad de pruebas y ajustes
• Exige capacidad de resolver problemas

El Diseño en la Ingeniería Mecánica

La ingeniería es la aplicación de la ciencia a los propósitos comunes de la vida. La ciencia explica lo que es. La ingeniería crea lo que no existía.

El ámbito de la Ingeniería Mecánica abarca, entre otros:

• La producción y procesamiento de energía.
• Las herramientas de transporte.
• El suministro de los medios de producción.
• Las técnicas de automatización.

Fases Fundamentales del Proceso de Diseño

Las fases e interacciones del proceso de diseño son:

1. Identificación de la necesidad.
2. Definición del problema.
3. Síntesis.
4. Análisis y optimización.
5. Evaluación.
6. Comunicación.

Herramientas y Recursos Esenciales para el Diseñador

1. Herramientas Computacionales

• Diseño asistido por ordenador (CAD).
• Ingeniería asistida por ordenador (CAE).
• Realidad aumentada.

¡Importante! El ordenador no sustituye al proceso mental humano; es sólo el vehículo y el ingeniero el conductor.

2. Adquisición de Información Técnica

• Bibliotecas.
• Fuentes gubernamentales.
• Colegios y asociaciones profesionales.
• Comerciales y vendedores.
• Internet.

Responsabilidades Profesionales del Ingeniero de Diseño

El ingeniero debe satisfacer las necesidades de sus clientes de manera competente, responsable, ética y profesional.

Las habilidades de comunicación son muy importantes; un buen trabajo puede fracasar si no se logra comunicar las ideas de forma clara y concisa.

Es fundamental mantenerse actualizado y al día.

Enfoque Sistemático para la Resolución de Problemas

La resolución de cualquier problema de diseño debe ser sistemática:

1. Comprender el problema.
2. Identificar la información conocida.
3. Identificar la información desconocida y formular la estrategia de solución.
4. Establecer los supuestos y todas las decisiones.
5. Analizar el problema.
6. Evaluar la solución.
7. Presentar la solución.

Normativa y Códigos en el Diseño Mecánico

Definiciones: Norma vs. Código

• Una norma es un conjunto de especificaciones para piezas, materiales o procesos establecidos a fin de lograr uniformidad, eficiencia y cantidad especificadas. Uno de los propósitos es reducir el inventario de herramientas, tamaños, formas y variedades.
• Un código es un conjunto de especificaciones para analizar, diseñar, manufacturar y construir algo. El propósito de un código consiste en lograr un grado específico de seguridad, eficiencia y desempeño o calidad.

Fuentes Normativas Principales

Las principales fuentes normativas empleadas para el diseño mecánico en el contexto europeo y español son:

1. Directiva 2006/42/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, relativa a las máquinas.
2. Real Decreto 1644/2008, por el que se establecen las normas para la comercialización y puesta en servicio de las máquinas.

Métodos de Diseño: Determinista vs. Estocástico

Se distinguen los siguientes métodos:

1. Métodos deterministas: Establecen un factor de diseño basado en las incertidumbres absolutas. Se deben analizar todos los modos de pérdida de función y seleccionar el que tenga el factor de diseño menor. El factor de seguridad es el correspondiente al final del proceso de diseño.
2. Métodos estocásticos: Centrados en la probabilidad de supervivencia de la función de diseño.

Concepto de Confiabilidad en Diseño

Se conoce como confiabilidad a la medida estadística de la probabilidad para que un elemento mecánico no falle en servicio. La confiabilidad puede expresarse como la probabilidad de que la pieza realice una función adecuada sin falla durante un periodo específico y bajo condiciones dadas.