Automatització i disseny d’un sistema d’agitació per ultrasons i una conquilla per la caracterització de metall colat

Abstract

Degut al desenvolupament tecnològic i els grans avanços en els programes de disseny d’anàlisi i bases de dades, utilitzar programes de disseny en 3 dimensions i poder fer un anàlisis posterior per validar-lo utilitzant les eines que aquests tenen cada cop és més comú. El present projecte és un exemple de com s’han analitzat dues necessitats diferents i s’ha buscat la millor solució fent un anàlisi complert del que es necessita. La primera necessitat ha estat el disseny de dos suports per poder adaptar una fresadora de control numèric i muntar en ella un sistema automàtic d’agitació per ultrasons de metall fos mitjançant un forn d’inducció. La segona necessitat ha sigut tenir la possibilitat de caracteritzar aliatges lleugers, principalment alumini. Per fer el disseny 2D i 3D, l’adaptació, dimensionat i simulació s’han utilitzat diferents mòduls del programa SIEMENS NX. Després s’ha fet una selecció de materials utilitzant la base de dades i les diferents eines de selecció del CES EduPack. Un cop definit el material més adequat per cada un dels suports, depenent dels esforços que aguantarà, s’ha procedit amb l’anàlisi de les tensions i fletxa del disseny, decidint segons el resultat si el disseny és correcte o no. El disseny de la conquilla també s’ha fet amb el mateix programa de disseny i posteriorment s’ha simulat el procés d’omplerta i solidificació mitjançant el programa proCAST, per determinar si el disseny del motlle és correcte i si els càlculs que s’han realitzat s’assemblen als resultats obtinguts. El projecte finalitza amb el muntatge del prototip dels dos suports, el del forn d’inducció i el del suport del sonotrode, i la comprovació final de que quan es posen en funcionament els suports aguanten els esforços. Es fa un anàlisis dels resultats arribant a diferents conclusions entre elles que els programes de disseny i simulació s’adapten a les necessitats de càlculs, donant resultats correctes que s’acosten molt als resultats reals, validant així estructures complexes que poden ser molt costoses de calcular manualment.