Diseño y simulación estática de una máquina termoformadora al vacío para el Laboratorio de procesos de transformación de materiales de la Universidad Politécnica Salesiana

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Título : Diseño y simulación estática de una máquina termoformadora al vacío para el Laboratorio de procesos de transformación de materiales de la Universidad Politécnica Salesiana
Autor : Cueva Aguilar, Wilson Mauricio
Director de Tesis: Juiña Quilachamín, Luis Christian
Resumen traducido: The design and simulation of a thermoforming machine for the mechanical forming laboratory of the Salesian Polytechnic University, necessary for the study of thermoforming processes, was carried out through the analysis of the systems that make up the thermoforming machine, validating the results obtained with simulations. computational. For this, a selection of alternatives of the different components was made for the electrical operation of all the elements such as pneumatic pedal, emergency stop and button panels, electrical resistances; the type of heating system if it would be gas, radiation or resistance; the type of material to be used in the structure such as steel, aluminum, steel alloys and the forming system to be implemented by vacuum, mechanical or gravity. Structurally, a calculated Von Mises stress of 13.93 ∗ 106N/m2 was obtained with an error of 0.28% compared to the simulated value and a safety factor of 15, having a wide margin, the construction of this structure being safer, thermally a calculated sheet temperature of 140 °C with a margin of error of 2.14% compared to the simulated, the power of the vacuum pump of 2.12 Watts was obtained pneumatically, however it is necessary to take a higher power considering that of 10 W. finally, when carrying out an analysis of the electrical system of the machine, gave us the temperatures of the sheet at 140 °C, the suction time of the pump. Finally, the simulations showed us data from the different designs with a margin of error of less than 5% evaluated in Ansys, Fluidsim, Proteus and Arduino IDE, evidencing the validity of the calculated data.
Resumen : Se realizó el diseño y simulación de una máquina de termoformado para laboratorio de conformado mecánico de la Universidad Politécnica Salesiana, necesaria para el estudio de los procesos de termoformado, mediante el análisis de los sistemas que componen la máquina termoformadora, validando los resultados obtenidos con simulaciones computacionales. Para ello se realizaron una selección de alternativas de los diferentes componentes para el funcionamiento eléctrico de todos los elementos como pedal neumático, paro de emergencia y botoneras, resistencias eléctricas; el tipo de sistema de calentamiento si sería a gas, por radiación o por resistencias; el tipo de material a utilizar en la estructura como acero, aluminio, aleaciones de acero y el sistema de formado a implementar por vació, mecánico o por gravedad. Estructuralmente se obtuvo un esfuerzo calculado de Von Mises de 13,93 ∗ 106N/m2 con un error del 0,28% respecto al valor simulado y un factor de seguridad de 15 teniendo un margen amplio siendo más segura la construcción de esta estructura, térmicamente se obtuvo una temperatura de la lámina calculada de 140 °C con un margen de error del 2,14% respecto al simulado, neumáticamente se obtuvo la potencia de la bomba de vacío de 2,12 Watts sin embargo es necesario tomar una potencia superior considerando la de 10 W. por último al realizarse un análisis de sistema eléctrico de la máquina nos entregó la temperaturas de la lámina a 140 ° C, el tiempo de succión de la bomba. Finalmente, las simulaciones nos mostraron datos de los diferentes diseños con un margen de error menor al 5 % evaluados en Ansys, Fluidsim, Proteus y Arduino IDE demostrando la valides de los datos calculados.
Palabras clave : MECÁNICA
DISEÑO EN INGENIERÍA
SIMULACIÓN POR COMPUTADORES
MÁQUINAS
PROCESADORAS DE PLÁSTICO
Fecha de publicación : may-2023
URI : http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/24836
Idioma: spa
Pertenece a las colecciones: Grado

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