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Integrar CAD y 3D con IoT

Mientras la industria 4.0 está ocupada integrando IoT con sus sistemas, comunicación de máquina a máquina y producción predictiva, no podemos olvidar el lugar de origen para la fabricación: diseño de conceptos y modelado en CAD.

 

Diseño CAD para Industria 4.0

Si bien todas estas máquinas habilitadas para la conectividad de datos son importantes, desde la perspectiva de un diseñador, hay otra dimensión básica del diseño que debe modificarse. Dado que el diseño se encuentra en la raíz de la fabricación, a menos que el diseño también se actualice, cualquier cambio en la tecnología de fabricación puede ser inútil. Una razón es que con el advenimiento de IoT, los ingenieros de diseño también deben incorporar la perspectiva de la tecnología de software y electrónica junto con el aspecto del diseño mecánico para la compatibilidad del diseño.

Como resultado, tiene que haber un punto en común para integrar los diseños con las necesidades de Internet de las Cosas, que puede lograrse introduciendo diseños en modelos 3D CAD y que ayudarán a que los diseños se perciban exactamente como son.

Una interpretación obvia, aunque importante, de la Industria 4.0 es tener un enfoque interdisciplinario que vaya más allá del enfoque tradicional del diseño CAD mecánico o industrial. Los ingenieros de diseño estrechamente asociados con las empresas de fabricación deben percibir IoT como dos identidades separadas: Designing para IoT y Compatibilidad con IoT para una integración esencial en las operaciones de fabricación.

 

3D es el punto de inflexión original de la Industria 4.0

Por lo tanto, cuando los diseños deben estar interrelacionados, necesitan una manera de imaginarse los avances y procesos posteriores que se proporcionan mejor con los modelos 3D CAD que con los planos tradicionales o los borradores en 2D. Las plataformas CAD de Autodesk como AutoCAD, Inventor, etc. o SolidWorks proporcionan una compatibilidad excelente y plataformas CAD especializadas como Mechanical-CAD (MCAD) y Electronic-CAD (ECAD). Además, los formatos de archivos neutros como STEP / IGES permiten a los ingenieros de diseño desarrollar modelos de piezas en una herramienta CAD y el modelo de ensamblaje en otra con un intercambio de datos de diseño eficiente en diferentes empresas de CAD.

Lo que podemos hacer es aprovechar cualquiera de estas populares plataformas de CAD para la experiencia en 3D en la fabricación con IoT, así como en tecnologías como AR y VR.

Mediante dicha integración de aplicaciones para monitorear, administrar, recopilar y controlar los dispositivos se puede hacer sobre la base del modelado CAD en 3D y sus puntos estratégicos de rastreo de superficie.

Cuando el diseño se basa en un modelado CAD en 3D, abre numerosas posibilidades para la exploración del diseño a través de la simulación de diseños y los optimiza. Lo mismo cuando se hace considerando la dimensión de la transmisión de datos, puede incluir la inteligencia de los datos recopilados a través de la tecnología inalámbrica. Al incluir estos datos de diseño inteligente en la herramienta de simulación se ofrecerán alternativas para la optimización del diseño. La información respaldada por datos geométricos y parámetros de rendimiento se puede extraer y modificar rápidamente con modelos 3D y su simulación.

Fuente: Manufacturing Tomorrow

¿Y cómo se diseñarán los materiales del futuro?

Durante décadas, los científicos de materiales se han inspirado en el mundo natural. Identifican un material biológico que tiene algún rasgo deseable, como la dureza de los huesos o las conchas de caracol, y lo aplican con ingeniería inversa. Luego, una vez que hayan determinado la “microestructura” del material, intentarán aproximarlo en materiales hechos por el hombre.

Investigadores del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial del MIT han desarrollado un nuevo sistema que coloca el diseño de las microestructuras en una base empírica mucho más segura.

Con su sistema, los diseñadores especifican digitalmente las propiedades que quieren que tengan sus materiales, y el sistema genera una microestructura que coincide con la especificación.

Los investigadores informaron sus resultados en Science Advances. En su artículo, describen el uso del sistema para producir microestructuras con compensaciones óptimas entre tres propiedades mecánicas diferentes. Pero de acuerdo con el profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática Wojciech Matusik, cuyo grupo desarrolló el nuevo sistema, el enfoque de los investigadores podría adaptarse a cualquier combinación de propiedades.

“Lo hicimos con propiedades mecánicas relativamente simples, pero puede aplicarlo a propiedades mecánicas más complejas, o puede aplicarlo a combinaciones de propiedades térmicas, mecánicas, ópticas y electromagnéticas”, dice Matusik.

Básicamente, este es un proceso completamente automático para descubrir familias de estructuras óptimas para metamateriales.

Fuente: MIT News