1. FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA
MECÁNICA Y MECATRÓNICA
PROYECTO DE INGENIERÍA
Código: 2017275
No. Créditos: 4
Modalidad: Teórico – Práctica
Programas: Ingeniería Mecánica e Ingeniería Mecatrónica (Componente Disciplinar); otras
carreras (Componente Libre Elección)
Requisito: 45% del Plan de Estudio (Ingeniería Mecánica) y 50% del Plan de Estudio
(Ingeniería Mecatrónica)
Dedicación HAP/HAI: 4 / 8 horas
Semestre: 2010 - I
1 OBJETIVOS
Objetivos generales
Conocer, discutir y aplicar los métodos de diseño en ingeniería de más
amplio uso.
Diseñar, construir y validar un dispositivo de naturaleza mecánica y/o
mecatrónica siguiendo los métodos de diseño estudiados.
Objetivos específicos
Promover el trabajo en equipos interdisciplinarios de estudiantes de
ingeniería, donde se desarrollen habilidades para comprender el lenguaje
empleado entre las distintas ingenierías.
Adquirir habilidades para el análisis y diseño en ingeniería mediante la
integración y aplicación de los conocimientos adquiridos hasta el momento
en la carrera.
Perfeccionar las habilidades comunicativas (orales, escritas y graficas).
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2. Fortalecer las capacidades investigativas.
Promover el aprendizaje activo.
Desarrollar la creatividad.
Mejorar la interacción con el gremio industrial.
2 METODOLOGÍA
Para el desarrollo del curso, se deberán conformar equipos de diseño de TRES estudiantes
(excepcionalmente dos), con el propósito de realizar las actividades contempladas de diseño,
construcción y validación del prototipo.
La programación del curso se ha establecido considerando la metodología de diseño
necesaria para un correcto desarrollo del prototipo que cada equipo de diseño tiene a cargo.
Las sesiones de trabajo serán de tres tipos:
1 - Conferencia Magistral, en la que un profesor presentará una disertación del tema
propuesto para la semana; 2 – Taller de Discusión, donde serán presentados los avances del
proyecto y discutidos los temas de cada grupo de diseño con su respectivo profesor; 3-
Trabajo de Taller Extraclase, donde los estudiantes adelantan de manera
independientemente las tareas de diseño y manufactura del prototipo de producto; para esta
última actividad se contará con la supervisión de algún técnico de laboratorio y en caso
necesario con la guía del profesor de la asignatura.
Para la Conferencia Magistral, los estudiantes traerán preparado los temas que se tratarán
en la misma. De manera que puedan aclarar dudas y enriquecer los contenidos tratados con
discusiones específicas de los proyectos en que trabajan. Para el Taller de Discusión, todos
los equipos de diseño deberán preparar previamente los temas programados; y presentar
según programación un informe parcial sobre el estado de avance del proyecto, donde
demuestren la aplicación progresiva en su proyecto de los temas tratados en el curso.
Es necesario resaltar la importancia que posee la asistencia a las actividades programadas.
La misma es obligatoria; y se llevará control sobre la puntualidad y asistencia a las
actividades como un indicador de calidad de la labor desempeñada. Para la construcción del
prototipo se deben informar permanentemente los avances al profesor director. Toda
construcción que se realice sin la respectiva aprobación no será tenida en cuenta.
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3. 3 CRONOGRAMA DEL CURSO
Semana Tema Contenido Detallado
1.1. Comprensión de la metodología; objetivos y
resultados esperados en el curso.
1 Introducción a la
asignatura. 1.2. Definición de los proyectos de curso.
2.1. Definición de la necesidad.
2.2. Establecimiento del mercado.
2.3. Comprensión del problema y subproblemas de
2 Planeación y
requerimientos iniciales diseño. Definición de los requerimientos del cliente.
de diseño. 2.4. Conformación del equipo de diseño y funciones
de los integrantes del equipo.
3.1. Descomposición funcional.
3.2. Despliegue de la función de calidad (QFD).
3 Definición de funciones 3.3. Aspectos sobre la seguridad del producto.
del producto y QFD.
4.1. Técnicas de creatividad.
4.2. Alternativas de solución a subproblemas de
4 Generación y evaluación diseño
de conceptos.
4.3. Método de evaluación de conceptos
5.1. Método de generación del producto.
5.2. Interacción hombre – máquina. Criterios
ergonómicos.
5 Generación del producto.
5.3. Diseño Estocástico y basado en el peor caso.
5.4. Diseño Robusto.
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4. Semana Tema Contenido Detallado
6.1. Evaluación del producto en cuanto a funciones y
desempeño.
6.2. Métodos experimentales. Determinación de
deformaciones, esfuerzos, variables cinemáticas y
cinéticas, vibraciones, temperaturas, flujos y otros
parámetros de interés.
7.1. Diseño de experimento (DOE). Planeación del
6, 7,
Evaluación de un experimento. Establecimiento de los factores, sus
8y9 producto de ingeniería. niveles y variables de respuesta. Diseños factoriales
saturados y no saturados. Superficie de respuesta.
Análisis de resultados.
8.1. Diseño y evaluación para “X” (DfX). Evaluación
del producto en cuanto a: manufacturabilidad,
ensamblabilidad, confiabilidad, ambiente,
mantenibilidad, ensayabilidad y seguridad.
9.1. Caso de Estudio: Desarrollo de la estructura
soporte del motortool de una fresadora CNC.
10.1. Métodos generales de optimización. Definición
de la Función Objetivo y restricciones del modelo
Métodos de optimización 10.2. Optimización estructural (topológica y de forma).
10 y 11 aplicados al diseño en
ingeniería. 10.3. Optimización multi objetivo.
11.1. Caso de estudio: Diseño óptimo de un árbol y
sus apoyos.
12.1. Documentación final (Informe final, planos,
modelos, manuales).
12.2. Manuales del equipo (operación; reparación y
Documentación y
mantenimiento; y reciclaje).
12 registros que acompañan
al producto de Ingeniería. 12.3. Compra de materia prima y elementos de
máquinas (proveedores). Aspectos esenciales sobre
manufactura y ensambles.
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5. 12.4. Pruebas y validaciones.
Operaciones de manufactura (mecanizado,
13, 14 y
Trabajo de Taller. conformado y otras); ensamble; trabajo de ajuste en
15
taller.
Muestra de Máquinas y Prototipos (tres últimos días de
Sustentación de los
16
Proyectos de Ingeniería. la semana 16 del semestre).
5 AVANCES DEL PROYECTO
Se entregarán cuatro (4) informes parciales impresos donde se presenten los avances
obtenidos en el proceso de diseño. Los informes a presentar deberán contemplar los
siguientes aspectos:
1. Primer Informe: Definición de la necesidad, Planteamiento del Problema de diseño,
Requerimientos del Cliente, QFD. (jueves de la cuarta semana de clases).
2. Segundo Informe: Búsqueda bibliográfica y aplicación de las Técnicas de
Creatividad, Generación de Conceptos, Evaluación de Conceptos. (jueves de la sexta
semana de clases).
3. Tercer Informe: Generación y Evaluación del Producto. (jueves de la novena semana
de clases).
4. Cuarto Informe: Técnicas Experimentales, Diseños de Experimento desarrollados,
Optimización del prototipo. (jueves de la duodécima semana de clases).
6 PLANOS
Los planos son parte fundamental del diseño, por lo tanto ningún equipo puede comenzar a
construir o comprar materiales antes de la aprobación de planos. Los planos para iniciar
construcción deben ser entregados el jueves de la décima semana para su aprobación (de
acuerdo con el cronograma). Las observaciones, modificaciones y errores encontrados en los
planos serán informadas durante la semana once del semestre.
Con la entrega final se deben proporcionar los planos “as built”. El proyecto no será recibido
sin la entrega de estos planos, impresos y en medio magnético.
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6. 7 SUSTENTACIÓN FINAL
Los proyectos serán sustentados en público durante la Muestra de Máquinas y Prototipos.
Por lo tanto, cada grupo debe preparar una presentación en Power Point, con una duración
de alrededor de 15 minutos, donde se resalte las partes más importantes del proyecto
realizado, incluyendo el análisis de costos. La presentación debe estar en el CD de la
entrega final.
8 MUESTRA DE PROTOTIPOS
Todos los prototipos desarrollados serán expuestos al público durante la Muestra de Máquina
y Prototipos. Este evento se realizará en la última semana de clases del semestre y tendrá
una duración de tres días. Serán invitados jurados externos, quienes conceptuarán sobre los
trabajos realizados. Se deberá:
o Realizar los formatos de publicidad de acuerdo a la muestra que se suministrará,
o Realizar un póster de acuerdo a indicaciones que se darán oportunamente, y
o Subir un video de corta duración al sitio www.youtube.com donde se muestre el prototipo
en operación (el nombre del video tendrá que hacer mención de que la idea desarrollada
en el proyecto fue concebida por estudiantes y profesores del DIMM-UNAL).
Nota: Estos documentos deben estar en la entrega final.
9 CONTENIDO DEL INFORME FINAL
Importante: revisar el documento sobre reglamentación de entrega del informe final.
10 SISTEMA DE EVALUACIÓN
Informes Parciales -------------------------------------------------------------- 30%
Informe Final ---------------------------------------------------------------------- 30%
Presentación y Prueba de Desempeño del Prototipo --------------- 40%
_________
100%
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7. 11. BIBLIOGRAFÍA BÁSICA
ULRICH KARL y EPPINGER STEVEN. “Diseño y Desarrollo de Productos, Enfoque
Multidisciplinario”, McGraw Hill Interamericana, 2004.
ULLMAN DAVID. “The Mechanical Design Process”, McGraw Hill International Editions,
1992.
ALCALDE JORGE y DIEGO JOSÉ. “Diseño de Producto, Métodos y Técnicas”, Universidad
Politécnica de Valencia: Alfaomega, 2004.
DYM CLIVE y LITTLE PATRICK. “El Proceso de Diseño en Ingeniería”, Limusa Wiley, 2002.
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