No hay "solo" en el cuerpo

Tenga en cuenta que mover, ampliar o agregar un orificio simple implica muchas interfaces; incluso un solo cambio de orificio puede dejar de lado tanto la línea de fabricación como la construcción completa del vehículo si no se gestiona bien. gyn9038/Getty Images/iStockphoto

Durante el diseño y la ingeniería de estructuras de carrocerías de automóviles para la fabricación, es posible que reciba algunas de estas solicitudes con regularidad:

"¿Puedes mover este agujero unos 5 mm?"

"Solo necesito mover esta pared lateral 3 mm hacia adentro".

"Solo tenemos que cambiar el tamaño de este agujero".

"¿Puedes cortar 1 mm de esta brida?"

Estas son solicitudes comunes para un ingeniero de estructuras de carrocería en blanco (BIW), antes, durante y después del lanzamiento de un vehículo. Y eso está bien; esto es normal. Es importante recordar que la estructura BIW es un sistema de apoyo, y su función principal es dar soporte a otros sistemas del vehículo. Pero tenga en cuenta que mover, agrandar o agregar un orificio simple implica muchas interfaces, como:

Tenga en cuenta que incluso un simple cambio de orificio requiere que revise toda la cadena de producción para evitar problemas. Incluso un solo cambio de orificio puede detener la línea de fabricación y la construcción completa del vehículo si no se gestiona bien.

No existe un cambio de BIW fácil o simple. Cada solicitud necesita una atención especial, sin importar la etapa del producto, así que siempre mantenga los ojos abiertos, especialmente cuando recibe una llamada para cambiar el diseño dentro de la palabra "solo".

Las interfaces son importantes en el diseño y la fabricación de un sistema de vehículos, incluso más para las estructuras BIW. La mayoría de las veces, las interfaces determinan la decisión final sobre la estrategia de diseño y, en ocasiones, la arquitectura de la carrocería.

Pero, ¿qué significa exactamente interfaz? En pocas palabras, es cada parte individual y todo el contenido del vehículo cerca de su parte completa. No importa si su parte toca otra parte directamente o con cierto espacio libre, todo cuenta, incluidos todos los procesos de fabricación y las herramientas necesarias.

Tenga en cuenta que su parte nunca está aislada, incluso si está diseñando una sola parte. Otros sistemas y procesos, como la soldadura, se ven afectados por los cambios de piezas. RicAguiar/E+/Getty Images Plus.

Aterrador, ¿verdad? Sí, lo es. Una buena analogía podría ser pensar en su refrigerador. Cada estante tiene su propio límite de espacio, volumen y paquete. Todas las cosas dentro del refrigerador son las partes.

Una cosa está clara para todos los que trabajan en la industria automotriz: se necesitan muchas piezas y docenas de pasos para completar una sola unidad. Es entonces cuando tienen lugar todas las interfaces del sistema. ¿Alguna vez ha tratado de poner algo dentro del refrigerador pero no había espacio disponible?

Para gestionar correctamente esta carga de trabajo compleja, básicamente dividimos la interfaz del sistema en dos análisis principales: el sistema de diseño y el proceso de fabricación.

Sistema de Diseño. Verifique todas las interfaces de parte a parte, considerando las holguras dinámicas y estáticas, incluida la función del sistema y los entregables de ingeniería relacionados.

Proceso de manufactura. Considere todos los pasos de producción, incluidas las herramientas para atornillar, soldar, cargar, instalar y la ergonomía, además de las restricciones de producción relacionadas con la pintura, el taller de carrocería y el ensamblaje final.

Un buen ejemplo de una interfaz de sistema es el guardabarros delantero. Debe administrar cómo interactúa su diseño con las puertas delanteras, el capó, el costado de la carrocería, las estructuras delanteras, los faros, la fascia, el revestimiento del arco y la cubierta de los neumáticos. También debe tener en cuenta el proceso de fabricación para manipular, cargar y atornillar las piezas, incluido el acceso a herramientas eléctricas.

Siempre tenga en cuenta que su parte nunca está aislada, incluso si está diseñando una sola parte. Otros sistemas y procesos se ven afectados por la pieza.

Hay una constante para todos los OEM: cambios de diseño continuos. Puede haber diferentes razones para ello, pero en algún momento durante el ciclo de vida del vehículo, se requerirán cambios de piezas.

Otra constante es que la línea de producción no puede parar. Bueno, la línea puede detenerse, pero nunca debe detenerse durante el tiempo previsto para la producción en masa, que equivale a unidades vendibles.

Todo debe recibir la máxima atención y debe estar bien sincronizado. Todas las partes interesadas deben asegurarse de que el reemplazo de la pieza no afecte negativamente la calidad del producto ni interrumpa el cronograma de la línea de fabricación.

Ya sea que un cambio de producto involucre materia prima o un calibre, el cambio es cambio. Debe tratar la pieza alterada como nueva en la cadena de producción actual. Para garantizar la calidad y el ajuste de las piezas, debe realizar algunas validaciones antes de proceder a reemplazar las piezas de forma permanente en la línea de producción. Imágenes Morsa/E+/Getty Images.

Ya sea que un cambio de producto involucre materia prima o un calibre, el cambio es cambio. Debe tratar la pieza alterada como nueva en la cadena de producción actual hasta que esté completamente seguro de que puede reemplazar las piezas actuales por las nuevas.

Las principales razones de los cambios de diseño son:

Para garantizar la calidad y el ajuste de las piezas, debe realizar algunas validaciones antes de proceder a reemplazar las piezas de forma permanente en la línea de producción. Por ejemplo, antes de reemplazar el grado o el calibre del material de una pieza de forma permanente, primero debe seguir algunos pasos de validación:

El punto crítico es ejecutar todas esas validaciones sin interrumpir la producción actual (instalaciones y proveedores). Todavía necesita realizar algunas pruebas de vehículos para garantizar la calidad de la pieza y los atributos de los entregables.

Solo después de completar con éxito estas pruebas y validaciones del sistema, puede proceder a implementar los cambios en el taller y las líneas de producción de forma permanente. Es importante tener en cuenta que la validación de la producción depende de la gravedad del cambio, la complejidad de la pieza y la función del sistema.

Solo una cosa es estándar: "Justo" nunca es el caso.

Un activador de diseño es una estrategia sencilla para gestionar las cargas de las estructuras de la carrocería. La función principal de un gatillo es impulsar el comportamiento del sistema de la carrocería y apoyar la estructura de todo el vehículo. Debería ayudar a administrar y absorber las entradas de carga, algo así como fusibles.

Un buen ejemplo de un disparador de diseño ocurre en el ensamblaje de la viga del parachoques delantero, que es un sistema bastante complejo de desarrollar. El conjunto del parachoques debe ser lo suficientemente fuerte para recibir el impacto frontal, pero también debe ser capaz de absorber y manejar las rutas de carga hacia las estructuras del vehículo que se aproxima. Por lo tanto, algunas partes en un conjunto de viga de parachoques delantero están diseñadas para ser débiles y aplastarse. A veces, el debilitamiento de algunas áreas mejora el rendimiento general de la estructura. Los disparadores tienen funciones importantes en esta carga de trabajo. Puede parecer contradictorio, pero aumentar la resistencia de una pieza no siempre mejora el rendimiento del vehículo. El sistema del cuerpo tiene que estar equilibrado y desarrollado para gestionar todas las entradas de carga.

El comportamiento de impacto del ensamblaje de la viga del parachoques puede afectar el desempeño del Pilar A. Es por eso que debe administrar esta ruta después de la primera entrada en la viga del parachoques.

El diseño de activadores implica compensaciones de ingeniería muy complejas y delicadas. Los disparadores son características clave para respaldar este logro, pero solo agregar disparadores no significa que pueda administrar las cargas fácilmente y entregar los resultados esperados. Tienes que considerar otras entradas hasta que se logre el objetivo: los factores desencadenantes son solo uno.

Es necesario que los ingenieros de estructuras de BIW comprendan el proceso de estampado. Si bien no necesariamente necesita ser un experto en estampado (aunque sería útil si lo fuera), en realidad solo es necesario tener algún conocimiento sobre el proceso y los métodos de formación de láminas de metal, específicamente las restricciones de fabricación. Antes de conducir y liderar el diseño de una pieza de chapa, debe, como mínimo, comprender cómo se fabrica una pieza.

Además, se enfrentará a problemas durante la fase de desarrollo que exigen cambios importantes en el diseño. Como resultado, deberá poder analizar y proporcionar soluciones factibles.

Por ejemplo, ¿sabes qué es el springback? ¿Sabe cómo controlarlo y contrarrestarlo con procesos de diseño o fabricación de metales? Esta es solo una de las limitaciones que probablemente encontrará al diseñar una pieza de chapa metálica. Debe ser capaz de resolverlo con o sin el apoyo de sus compañeros de estampado y fabricantes de herramientas.

¿Cuáles son las principales diferencias entre los procesos de matriz progresiva, en tándem y de transferencia? estampado y perfilado; y conformado en frío y en caliente? Necesita conocer estos términos y cómo estos procesos afectan el diseño.

Tenga en cuenta que un bonito modelo CAD en color en la pantalla de su computadora es solo el comienzo. La pieza debe fabricarse y todos los pasos relacionados con el proceso y la fabricación también forman parte del diseño del producto. El flujo de trabajo de ingeniería de productos termina solo en el piso de producción. El proceso de estampado también afecta los costos y la calidad de sus piezas e impulsa el diseño del producto. Debe comprender cómo proporcionar una solución adecuada y entregar un diseño factible en el primer boceto.

Por último, pero no menos importante, siempre pregúntese: "¿Realmente necesito agregar estas características al diseño?"

Hacerse esta simple pregunta en el momento adecuado puede ahorrarle dinero y tiempo. No es raro que las piezas de chapa tengan diseños de gran tamaño con rebordes, cavidades, rebordes e incluso agujeros agregados que no tienen un propósito real.

Es un error comprensible y normal que se comete al diseñar piezas nuevas utilizando un diseño existente como referencia. Si alguien agregó estas características antes, las mantendremos, ¿verdad? Equivocado.

No es que no necesite agregar muchas de las mismas funciones en su nuevo diseño, pero sí debe comprender las razones técnicas del por qué antes de agregar cualquier función en su nuevo diseño. El hecho de que alguien haya usado una función antes no significa que tú también la necesitarás. Probablemente te estés preguntando, "¿Cómo lo sabré?"

Puede rediseñar piezas de chapa y eliminar características de un diseño anterior mientras mantiene el mismo rendimiento del sistema, ofreciendo un diseño más limpio y económico. Sí, es posible y no tienes que ser Harry Potter para hacerlo.

Rosario. La característica más utilizada en el diseño de piezas son los cordones a lo largo de las líneas de plegado. Los diseñadores e ingenieros a menudo usan estos cordones para controlar la recuperación elástica y para estabilizar y endurecer las paredes laterales. Sin embargo, los cordones solo se necesitan en situaciones en las que el sistema realmente lo requiere y donde las simulaciones de estampado indican recuperación elástica sin otra opción para controlarlo. No se requieren cordones en todas las líneas de plegado. Incluso unos pocos cordones a lo largo de la línea de plegado podrían aumentar los costos de las herramientas y las piezas. Si no está seguro, imagine diseñar el portapiezas y la interfaz de los troqueles con y sin cuentas.

El punto es que agregar funciones en un diseño de pieza estampada a menudo aumenta los costos de piezas y herramientas. En pocas palabras, cuantas más características, más complejos serán los juegos de troqueles y más tiempo llevará fabricarlos.

Calibre de materiales. Otro sobrediseño común es el grosor del material. Usar material demasiado grueso es como un cazador que no está seguro de si se encontrará con un pajarito o un león grande mientras cruza la jungla, por lo que lleva una pistola para elefantes para protegerse de un T-Rex.

Cuanto más delgada sea la hoja, más baratas serán las herramientas y se necesitará menos fuerza de estampado. Esto incluye resortes de gas, resortes, punzones y troqueles.

Una buena regla general es comenzar siempre un nuevo diseño lo más limpio, simple y plano posible. El momento adecuado para agregar funciones es después de iniciar las simulaciones de estampado, los atributos y el análisis de funciones, ¡nunca antes! Un diseño limpio y simple no reduce la funcionalidad de una pieza porque están diseñadas para ofrecer funciones. Si no existen razones técnicas para agregar una característica, no lo haga.

Esta es la principal diferencia entre conocimiento y experiencia. No solo es importante conocer las técnicas de diseño, hay que saber cómo y cuándo aplicarlas.

La ingeniería de estructuras corporales es rápida, fascinante y bastante dinámica, así que siga aprendiendo todos los días y haga todo lo posible para compartir sus experiencias y hallazgos con su equipo. Esa es una buena manera de aprender y desarrollar sus habilidades.