Recursos didácticos para la enseñanza y aprendizaje de la asignatura “teoríade máquinas y mecanismos”: prototipos virtuales y reales

El presente Trabajo Final de Grado (TFG) tiene el objetivo de crear modelos virtuales tridimensionales y modelos físicos de mecanismos diversos y hacer la simulación de su funcionamiento, aportando de este modo recursos didácticos para la enseñanza y el aprendizaje de la asignatura Teoría de Máquinas y Mecanismos (TMM), la cual se imparte en el segundo año del Grado de Ingeniería en Tecnologías Industriales (GETI) en la Escola Tècnica Superior d’Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB). El trabajo propone y aplica, para los 7 mecanismos que han sido seleccionados en este TFG, un procedimiento para la creación de los modelos virtuales tridimensionales y de los modelos físicos, que comienza con la elección del mecanismo o artefacto real a modelar y culmina la obtención del modelo físico mediante impresión 3D con la técnica de Fabricación por Filamento Fundido (FFF). Dicho procedimiento consta de siete etapas que son las siguientes: elección del mecanismo o artefacto mecánico a modelar, caracterización del mecanismo, creación del modelo virtual tridimensional, esquematización del mecanismo, animación del mecanismo en tres dimensiones, análisis cinemático y por último la creación del modelo por impresión 3D. Se utiliza como herramienta para la modelación y simulación el software CAD SolidWorks y su módulo Motion. En la modelización de los mecanismos se propone y usa un código de colores para cada elemento del modelo virtual 3D creado, donde el color elegido para cada elemento pretende normalizar su identificación de forma que así se facilite a los alumnos la identificación de los elementos y la comprensión de la estructura y del funcionamiento del mecanismo. En el proyecto se aportan los esquemas de símbolos de los mecanismos analizados, creados utilizando el software Adobe Ilustrator, en ellos se indican las coordenadas de posición y orientación consideradas más relevantes, así como los parámetros geométricos que definen su geometría y funcionamiento. Es importante destacar el uso del módulo Motion de SolidWorks, que permite realizar la animación del funcionamiento, el análisis cinemático -aportando los gráficos deseados- y la renderización de los vídeos del mecanismo. A partir de la comprobación del funcionamiento correcto mediante la animación del mecanismo, se genera y guarda el video de su funcionamiento en vista bidimensional y tridimensional, recurso que facilita el estudio del mecanismo. En este trabajo, se aportan como recursos didácticos para la enseñanza y el aprendizaje de la materia Teoría de Máquinas y Mecanismo, los modelos o prototipos virtuales tridimensionales de siete mecanismos y los vídeos que muestran su funcionamiento. Además, se aporta el modelo físico de un mecanismo de retorno rápido fabricado por impresión 3D, mediante la tecnología de fabricación por filamento fundido