Teoría de Máquinas y Mecanismos y Proyecto II. Compendio de mecanismos modelados, animados y materializados mediante impresión 3D

El presente documento expone un grupo de seis mecanismos cuyos modelos virtuales tridimensionales han sido creados con el programa CAD SolidWorks2018/Student Edition y posteriormente materializados mediante impresión 3D, en particular con el uso de la tecnología de Modelado por Deposición Fundida (MDF) utilizando plástico de tipo PLA (ácido poliláctico). Este trabajo constituye un segundo compendio de mecanismos, como continuidad y enriquecimiento, de un primer compendio de mecanismos de título “Teoría de Máquinas y Mecanismos. Compendio de mecanismos modelados y animados en SolidWorks” de los autores Zayas y Horas (2019). Los mecanismos que constituyen este nuevo compendio son los siguientes: a) el mecanismo de retorno rápido de Withworth -con tres versiones constructivas de módulos intercambiables sobre una misma bancada, b) el mecanismo Regulador de Watt, c) una máquina de coser de juguete -que incluye diversos mecanismos que facilitan su motorización y funcionamiento, d) el mecanismo de leva-palpador con tres versiones constructivas de módulos intercambiables, e) el mecanismo del picaporte de una puerta y f) el mecanismo de un gato mecánico para coche - este último no se materializa en plástico. Los mecanismos antes citados corresponden por una parte a mecanismos contenidos en artefactos comunes en la vida cotidiana (como lo es el mecanismo del picaporte o el gato mecánico), y por otra a mecanismos clásicos o históricos como por ejemplo el regulador de Watt surgido en la época de primera revolución industrial y utilizado en las máquinas de vapor. El trabajo expone los esquemas de símbolos de los mecanismos (realizados mediante el programa Adobe Illustrator), incluyendo en los mismos un conjunto de parámetros y variables geométricas, que se utilizan en la descripción del funcionamiento y en la explicación de la determinación del número de grados de libertad de los mecanismos y de la posible existencia de redundancias en los mismos. Para la creación de los modelos virtuales y reales, así como para la motorización de las maquetas fabricadas, se ha aplicado un procedimiento que comienza con la elección del mecanismo, su caracterización técnica y estructural, la creación de los modelos virtuales, la esquematización utilizando símbolos normalizados de elementos y enlaces, la simulación del funcionamiento del mecanismo utilizando el módulo Motion de SolidWorks, la materialización por impresión 3D de los mecanismos y su motorización utilizando motores paso a paso y motores de corriente continua. Además, se han creado animaciones que simulan el funcionamiento de dichos modelos virtuales y también se han grabado videos del funcionamiento de las maquetas fabricadas y motorizadas, de los cuales aquí se muestran capturas de pantallas de las reproducciones de dichos videos. En los modelos virtuales creados se utiliza un código de colores en correspondencia a cada tipo de elemento que constituyen a los mecanismos, lo que facilita su descripción. Cabe destacar el hecho de que también en los modelos físicos, se han utilizado en la medida de lo posible, distintos colores en las piezas impresas también con el objetivo de facilitar la identificación de distintos elementos del mecanismo. Los modelos virtuales y reales, así como los esquemas y los videos antes citados, han sido creados con el objetivo de ser utilizados como material de apoyo didáctico para la enseñanza y el aprendizaje de las materias “Teoría de Máquinas y Mecanismos” y “Proyecto II” recogidas en el Plan de Estudio del Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales de la ETSEIB, las cuales son impartidas por el primer autor del presente trabajo. Este segundo compendio de mecanismo recoge parte del trabajo conjunto de los autores y expone una versión revisada y corregida del contenido del TFG de título “Diseño, fabricación, motorización y control de mecanismos diversos a utilizar como recursos didácticos en las asignaturas Teoría de Máquinas y Mecanismos y Proyecto II” (Garcia, 2019). Este trabajo pretende ser de utilidad para estudiantes, profesores y personas interesadas en el ámbito de los mecanismos y las máquinas, así como en el ámbito de la educación STEM (educación en Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas), imprescindible en la formación de los futuros profesionales.2019/202