La rápida evolución de los sistemas de fabricación y el ciclo de vida del producto cada vez más corto ha originado que las investigaciones en el campo de las tecnologías CAD/CAM/CAE e ingeniería inversa se encuentren presentes en la práctica totalidad de los Centros de Tecnológicos y Universidades. El desarrollo de nuevos prototipos, tecnológicamente avanzados, constituye una de las claves más importantes de la innovación tecnológica. Estas tecnologías han tenido una gran implantación en los sectores industriales donde se hace uso de moldes y matrices, como el campo del plástico, la inyección de metal, o los composites.
Actuación 1.
Control de calidad mediante medición sin contacto
En esta actividad se está desarrollando un sistema automático de inspección dimensional basado en digitalización sin contacto de superficies, para su aplicación al control de calidad y a la ingeniería inversa de productos. Los rápidos desarrollos y mejoras en la técnicas avanzadas de fabricación, hacen que el proceso de inspección tenga un papel importante el control de calidad de las piezas fabricadas. El proceso de inspección de las tolerancias geométricas y dimensionales es empleado para verificar la conformidad de la pieza con respecto a las especificaciones de diseño, consumiendo generalmente una parte importante del tiempo de fabricación. Sin embargo, dado que la tendencia actual de la fabricación moderna conduce a bajos volúmenes de producción, alta variedad, geometrías complejas e irregulares, grandes piezas, los sistemas de inspección que tradicionalmente se han aplicado, muestran en ciertas ocasiones dificultades para ello, sobre todo en sectores tan importantes como la industria aeroespacial, automoción, fabricación de moldes y matrices, etc.
Se está desarrollando una aplicación que permita la reconstrucción de superficies mediante el uso de técnicas de escaneado 3D para su incorporación en los procesos de CAD/CAM/Robótica desarrollados para la inspección. El uso de técnicas de escaneado 3D está muy extendido, pero su validez se limita a dispositivos estáticos y prácticamente cerrados, lo cual implica poca interoperabilidad con otros programas. Sin embargo, el uso integrado de los mismos en los procesos CAD/CAM/Robótica amplia en gran medida sus posibilidades de aplicación dentro de los entornos industriales.
Actuación 2.
Composites
La industria de los composites es, sin lugar a dudas, la que más expectativas de grandes avances ha tenido en los últimos años. Los avances han sido muchos y muy importantes, sin embargo, sigue siendo un sector con importantes problemas para su desarrollo. Entre éstos, podemos citar las políticas medioambientales sobre productos contaminantes, reciclado de materiales, seguridad e higiene en el trabajo, etc. Sin embargo, el factor clave para el desarrollo de los composites es la baja cadencia de fabricación. Este problema ha hecho que en la industria del automóvil los composites no tengan un desarrollo adecuado, a pesar de ser materiales sin competencia en cuanto a propiedades mecánicas y estructurales. Recientemente se ha abierto un campo nuevo de trabajo sobre la fabricación de materiales composites con matriz termoplástica (GREEN-COMPOSITE) y se propone una novedosa técnica numérica para el cálculo del flujo 3D con un coste 2D sin precedentes en el campo de los composites.
Se cuenta con una gran experiencia en el campo del diseño de moldes y simulación de procesos de fabricación. En los últimos años las actividades se han centrado en los procesos de infusión de resina donde aparecen problemas originados por la presencia insertos de madera balsa o espumas de poliestireno que hacen que la permeabilidad modifique sustancialmente su valor. En la actualidad, y para geometrías relativamente complejas, es difícil tener una caracterización perfecta de la permeabilidad en la totalidad del molde, lo que impide una perfecta simulación del proceso. En este sentido surge la necesidad de un trabajo conjunto e integrador entre la simulación del proceso y las técnicas de medida de permeabilidad para las singularidades de la geometría.
Actuación 3.
Desarrollo de Grandes Prototipos Industriales
Se ha observado que la fabricación de grandes prototipos es una necesidad muy demandada en la industria, sobre todo en el sector de los plásticos reforzados con fibra vidrio. En la mayoría de las ocasiones es necesario recurrir a prototipos artesanales que carecen de la calidad suficiente, siendo realizados por profesionales artesanos cada vez más escasos. Asimismo, con las condiciones de la industria continuamente cambiantes y con la reducción cada vez más acusada de la vida del producto, se hace más patente la necesidad de producir prototipos rápidos. Las nuevas metodologías de prototipado rápido han permitido el desarrollo de productos, pero su tamaño es muy limitado. En estos prototipos el coste suelen resultar muy elevado para piezas de tamaño mediano. Actualmente la única alternativa para la fabricación de grandes prototipos es el mecanizado convencional en materiales blandos fácilmente mecanizables (espumas de poliuretano, poliespan, etc) y en máquinas herramientas muy especializadas y grandes. Gracias a que los esfuerzos de corte son mínimos (en comparación con el mecanizado de metales) las profundidades de corte, avances, etc. son extremadamente elevados, lo que permite el mecanizado de grandes volúmenes en poco tiempo. En este sentido es de constatar que las técnicas de diseño asistido por ordenador han experimentado un notable progreso en los últimos años, hasta el punto de que pueden considerarse suficientemente maduras y aplicarse de forma rentable a lo largo de todo el proceso de diseño y fabricación de un producto. De hecho, cuando las técnicas de diseño asistido por ordenador se contemplan de forma global e integrada el proceso se vuelve verdaderamente efectivo. Con el presente proyecto se pretenden introducir las diversas técnicas existentes y se basa en un esquema de desarrollo completo de un producto, desde la idea inicial hasta la disponibilidad rápida de un prototipo físico.