Un tobogán acuático giratorio creado por "Prototype This!" de Discovery Channel. equipo podría ahorrar mucho tiempo subiendo escaleras en el parque acuático. Mucho antes de que los humanos calificaran como Homo sapiens, habían estado usando herramientas. Con el paso del tiempo, las herramientas que crearon se volvieron cada vez más avanzadas. Hoy en día, las herramientas del oficio, como las que se utilizan para hacer prototipos de nuevos productos fantásticos e innovadores, son tan complejas y geniales que probablemente usted y yo nunca las poseeremos. No necesitaremos. Pero para las personas que inventan productos de vanguardia, estas herramientas son imprescindibles.
Un prototipo interesante creado con las herramientas sobre las que leeremos en las siguientes páginas es el tobogán de agua circular giratorio que se muestra arriba. Los miembros del equipo en el programa de Discovery "Prototype This!" También se intentó crear un corredor todoterreno 6x6 y los robots de esa caja. El "¡Prototipo de esto!" El equipo está compuesto por cinco científicos e ingenieros con diferentes campos de especialización, como animatrónica, ingeniería mecánica y electrónica. Juntos trabajan para crear prototipos futuristas salvajes en un corto período de tiempo.
A diferencia de las herramientas que acumulan telarañas en la esquina de su garaje, estas herramientas de alta tecnología son lo que se necesita para superar los límites de la innovación humana y crear productos nuevos y sorprendentes. En las siguientes páginas, veremos algunos de los tipos de herramientas utilizadas en "Prototype This!" y explora las interesantes funciones que realizan.
Contenido
- Impresora 3D ZPrinter 450
- Software de CAD en 3D SolidWorks
- Multímetro Fluke
- Osciloscopio InfiniiVision MSO7104A
- VersaLASER VLS6.60
- Fresadora Tormach PCNC 1100
- Sistema de soldadura PS-900
- Sierra en frío Kalamazoo FC350D
- Soldadora Millermatic 252 MIG
- Sidewinder ATX-3000
10. Impresora 3D ZPrinter 450
La ZPrinter 450 puede construir un modelo 3D de su prototipo en cuestión de horas. Las impresoras 2D normales se han convertido en productos omnipresentes en la era moderna. Las impresoras tridimensionales, por otro lado, todavía pueden llamar la atención. Tanto si es arquitecto o artista, educador o diseñador de productos, una impresora 3D puede ser exactamente lo que está buscando.
En cierto modo, la tecnología es similar a la impresión 2D porque utiliza un software para dividir los modelos 3D en capas 2D, o secciones transversales. -- del prototipo deseado. Hay una variedad de métodos para lograr la impresión 3D, pero generalmente se hace en capas. Por ejemplo, en un método, se depositan capas de polvo fino sobre el prototipo en flor, seguidas a su vez por una capa de aglutinante líquido. Una vez que se ha impreso un objeto, se puede recubrir con sellador para fortalecerlo. Además, muchos de los componentes de la máquina son similares a los de las impresoras normales, pero ahí es donde las tecnologías divergen.
Por un lado, en comparación con las impresoras 2D, las impresoras 3D son lentas. Claro, algunos son más rápidos que otros, Z Corporation fabrica uno de los más rápidos del mercado, pero incluso solo construye una pulgada o dos por hora (dependiendo del tamaño y la forma de lo que se está imprimiendo). Su ZPrinter 450 establece capas de entre 0,0035 y 0,0040 pulgadas de grosor (0,089 a 0,102 milímetros) y puede construir prototipos de 8 x 10 x 8 pulgadas (20 x 25 x 20 centímetros). Z Corporation tiene otro modelo, el Spectrum Z510, que puede construir prototipos un poco más grandes con mayor resolución y aproximadamente a la misma velocidad que el 450. El ZPrinter cuesta alrededor de $ 45,000 y el Spectrum Z510 en alrededor de $ 73,000 [fuente:Prototype Magazine, Revista de prototipos].
A pesar de los posibles inconvenientes, incluido el alto precio, es interesante contemplar las posibilidades de una ZPrinter 3-D. Puede imprimir mapas en relieve del fondo del océano, prototipos de productos para reuniones de presentación, modelar corazones humanos para investigación o crear modelos arquitectónicos para brindar a los trabajadores de la construcción una mejor imagen visual de los planes de diseño. Y la mejor parte:todo está en color.
Se pueden usar diferentes materiales en el proceso de impresión para crear diferentes características en los productos terminados; se pueden hacer más gomosos por ejemplo. Dependiendo de la empresa, se puede utilizar una variedad de técnicas y materiales que afectan las características del producto terminado. Por ejemplo, algunos hacen prototipos más fuertes, algunos ofrecen resultados más coloridos, otros mayor precisión.
En la página siguiente, echemos un vistazo más de cerca al software de última generación que hace posible la impresión 3D.
9. Software de CAD en 3D SolidWorks
Este popular software facilita la realización de todo tipo de aplicaciones de diseño. Como se muestra arriba, por ejemplo, puede ayudar comparando simultáneamente diferentes alternativas de diseño. Para imprimir un prototipo en 3D, lo primero que necesita es un modelo en 3D. Con un software especial, es posible crear diseños virtuales que se pueden introducir en una impresora 3D y listo:tiene una imagen de escritorio de su producto.
El software CAD (diseño asistido por computadora) se introdujo por primera vez a principios de la década de 1960 y se hizo popular en la escena comercial en la década de 1970. Desde entonces, un enorme campo de ingenieros y diseñadores de todo tipo han hecho uso de la tecnología para diseñar todo, desde motores de avión hasta el fregadero de la cocina.
SolidWorks es una empresa que fabrica software CAD mecánico de primera línea, con una variedad de herramientas y funciones para diseñar, manipular, compilar, correlacionar y evaluar productos potenciales. El software SolidWorks permite a los usuarios transformar 2-D en 3-D, usar una variedad de herramientas para desarrollar su diseño de manera rápida y eficiente, simular el ensamblaje y la operación del prototipo, comparar y compartir su producto terminado y mucho más.
Al usar el software SolidWorks, es posible no solo manipular imágenes en 2D y crear dibujos profesionales listos para la línea de producción, sino también crear mapas detallados de imágenes en 3D. Estos se pueden enviar a impresoras 3D y podría tener un prototipo de su diseño en cuestión de minutos (u horas, según el tamaño).
MAKO Surgical Group creó un ejemplo de una aplicación del software de CAD en 3D SolidWorks. Diseñaron y construyeron el sistema de guía táctil MAKO, un brazo robótico que ayuda a los cirujanos a realizar cirugías menos invasivas y más exitosas. La máquina no solo ayuda a controlar el movimiento del cirujano, sino que también le permite saber dónde es seguro y apropiado cortar. El software SolidWorks resultó útil no solo para el diseño de piezas, sino también para mapear el espacio virtual por el que navegan los cirujanos.
Los chicos de "Prototype This!" no están fabricando equipos quirúrgicos con sus herramientas, pero lea sobre otra herramienta que están usando para hacer sus propios prototipos únicos.
8. Multímetro Fluke
Este multímetro Fluke es utilizado por el elenco del nuevo programa de Discovery "Prototype This!" Si trabaja con sistemas electrónicos y eléctricos, es muy probable que haya oído hablar de un multímetro y probablemente lo tenga. Pero para darnos un poco de información al resto de nosotros, un multímetro es un dispositivo útil que puede medir una amplia gama de parámetros en el mundo de todo lo eléctrico. Por ejemplo, normalmente pueden medir conectividad, frecuencia, corriente, resistencia, voltios, amperios, ohmios, temperatura y más.
Esto puede ser útil en numerosas situaciones:comprobar si existe corriente eléctrica, descubrir el valor de una resistencia o comprobar la carga de una batería. Acciones como estas pueden ayudar a determinar fallas de funcionamiento, resolver una serie de problemas y ser muy importantes como precauciones de seguridad.
Veamos un poco más de cerca una marca popular de multímetro:Fluke. Fluke fabrica varios multímetros con una gama de capacidades adecuadas para una variedad de usuarios. Los avanzados tienen pantallas digitales grandes y bien iluminadas que se pueden usar para ver tendencias de datos a través de gráficos y tablas. Esto puede ser particularmente útil si tiene problemas para localizar un problema eléctrico intermitente. Otros modelos son más sencillos para aplicaciones más sencillas. Los multímetros Fluke más nuevos a menudo tienen una gran capacidad de memoria y un mayor tiempo de funcionamiento de la batería, lo que los convierte en una buena opción para situaciones que requieren un monitoreo continuo. Muchos están reforzados para ser seguros en condiciones industriales pesadas y pueden ser esenciales para la solución de problemas en entornos peligrosos como plantas, fábricas y otras instalaciones de ingeniería.
Ya sea para reparar un sistema transportador, construir un robot o probar un fusible, un multímetro puede ser justo lo que necesita para realizar el trabajo de manera segura y eficaz. En la página siguiente, examinaremos una herramienta similar con otras funciones importantes.
7. Osciloscopio InfiniiVision MSO7104A
El programa "¡Prototipo de esto!" El osciloscopio del equipo no está en uso actualmente, pero si lo estuviera, podría ver una onda fluctuando en su pantalla. Los osciloscopios se parecen mucho a los multímetros, pero en la mayoría de los casos son mucho más potentes y llevan las mediciones y el análisis al siguiente nivel. Una distinción importante también es que los osciloscopios se enfocan únicamente en señales eléctricas, y cuando decimos enfoque, lo decimos en serio. De hecho, permiten que un usuario vea las señales que está monitoreando.
Una herramienta importante para tener a mano para diseñar y probar cualquier cosa relacionada con la electrónica y los sistemas eléctricos, los osciloscopios son utilizados por personas en una gran sección transversal de la industria. Puede encontrar uno en una instalación de prueba de defensa aeroespacial, otro en una fábrica de automóviles o incluso otro en cualquier número de laboratorios de investigación. Un osciloscopio puede mostrar el patrón de onda de una señal eléctrica, y esto permite que alguien analice si es o no el patrón y la fuerza apropiados.
Agilent Technologies es una empresa que fabrica osciloscopios. Sus modelos de primera línea cuestan más de $ 100,000, pero muchos son más asequibles [fuente:Agilent Technologies]. Echemos un vistazo más de cerca a lo que puede lograr uno de esos osciloscopios más asequibles.
A un precio base de cerca de $ 18,000, el osciloscopio InfiniiVision MSO7104A mide varios aspectos de las ondas eléctricas en un rango de ancho de banda de 1 gigahercio [fuente:Agilent Technologies]. Es capaz de proporcionar mediciones con un alto grado de precisión y realizar varias funciones matemáticas en los resultados para manipularlos y estudiarlos. Tiene cuatro canales analógicos y 16 digitales que se pueden usar para ver y comparar todas las señales separadas en su pantalla de 12,1 pulgadas. Puede ver cómo entran sus ondas a una velocidad máxima de 4 gigamuestras por segundo con una frecuencia de actualización de hasta 100 000 formas de onda por segundo, lo que brinda gran detalle y precisión. InfiniiVision también tiene una buena cantidad de memoria, por lo que puede grabar muestras de señales y reproducirlas para compararlas y estudiarlas.
Ahora que hemos visto algunas herramientas geniales para el diseño y las pruebas, pasemos a la planta de producción.
6. VersaLASER VLS6.60
Esta VersaLASER VLS3.50 puede pasar rápidamente por los proyectos de corte por láser que necesita el equipo de "Prototype This!" Las máquinas de grabado láser (también conocidas como máquinas de grabado láser, cortadoras láser y una variedad de otros nombres similares que describen sus diversas funciones) han ido ganando popularidad, tanto por la claridad de precisión de los resultados como por la velocidad a la que funcionan. En el proceso, se programa un rayo láser para crear un diseño en una variedad de materiales posibles. Esos materiales pueden ser orgánicos, como papel, piedra, madera, caucho y cuero, o pueden ser plástico o metal. Los láseres crean un borde bien pulido a medida que vaporizan o cortan porciones controladas del material en su patrón designado.
Se puede recurrir a los grabadores láser para cortar, grabar, trazar, taladrar, marcar y otras técnicas de modelado relacionadas. Se pueden usar para casi cualquier cosa que se te ocurra que esté grabada o impresa, ya sea un marco de fotos, un trofeo, una placa de circuito impreso, joyas, lo que sea. Las cortadoras láser también pueden ser útiles en entornos industriales, ya sea para la producción en masa, la producción de prototipos o cualquier cosa intermedia.
Una cortadora láser, la VersaLASER VLS3.50, puede dar forma, grabar, trazar y cortar objetos en un espacio de trabajo de 24 por 12 pulgadas (alrededor de 61 por 31 centímetros). Esta máquina diversa e increíblemente precisa pesa de 110 a 123 libras (50 a 56 kilogramos) y necesita una computadora para funcionar sola, que funcione con Windows XP o Windows Vista. Requiere un sistema de escape, y aunque la grabadora láser no es tan costosa de operar, es costosa de adquirir. El VersaLASER también tiene un eje cilíndrico para crear un efecto general.
Una forma básica de entender los grabadores láser es ver qué tan similares son a las impresoras. Solo que en lugar de trabajar agregando un material a una superficie, crean detalles quitándolo. Veamos una máquina con una función algo similar en la página siguiente.
5. Fresadora Tormach PCNC 1100
La fresadora Tormach PCNC 1100 es perfecta para muchas áreas de trabajo, desde entornos industriales hasta talleres subterráneos. Una máquina CNC, que significa Computer Numerical Control, es un tipo de dispositivo de taller computarizado que reemplaza a las máquinas de taller más convencionales. Los CNC pueden realizar muchos trabajos de taller comunes, como taladrado, fresado y torneado, y lo hacen todo solos, creando la forma que usted defina.
Las máquinas CNC están programadas por computadora para realizar todas las tareas que un humano habría tenido que hacer en una máquina manual, así como muchas tareas que los humanos simplemente no pueden hacer. Ya sea cortando una curva sinuosa en una placa de acero pesado o grabando una imagen en miniatura en la parte posterior de un reloj de oro, los CNC pueden hacerlo más rápido y con mayor precisión que cualquier otro tipo de máquina. Moviéndose en varios ejes lineales y giratorios, la mayoría de los CNC pueden realizar una variedad de tareas complejas:cuantos más ejes, más versátiles las tareas y más compleja la forma que es posible cortar.
Un CNC en particular, Tormach PCNC 1100 Mill (que es control numérico de computadora personal), se erige como líder en el campo y puede ser justo lo que necesita, ya sea un ingeniero, un empresario o un aficionado. La máquina puede cortar cualquier cosa, desde madera y plástico hasta acero, hierro, titanio y aleaciones de cromo, y moldearlos en cualquier producto final en 3-D que esté buscando. El husillo de 1,5 caballos de fuerza del PCNC gira a velocidades entre 100 y 5000 RPM.
¿Quieres el paquete completo? El PCNC y todos los dispositivos que lo acompañan le costarán alrededor de $ 16,000 [fuente:Tormach]. Pero ese precio incluye una larga lista de accesorios; el PCNC 1100 Mill en sí mismo cuesta $ 7480, y puede mezclar y combinar sus extras. Y no es tan caro como podría ser; Durante el proceso de diseño, la gente de Tormach trabajó para mantener este CNC personal asequible y fácil de usar.
Lea acerca de otro tipo de herramienta que se puede encontrar en "¡Prototipo de esto!" caja de herramientas en la página siguiente.
4. Sistema de soldadura PS-900
Cuando no está en uso, este soldador puede entrar en modo de suspensión. Cuando es necesario unir dos superficies de metal y no se pueden derretir, buscará su soldador de confianza. La soldadura utiliza el hecho de que diferentes metales tienen diferentes puntos de fusión; usar una aleación de metal con un punto de fusión más bajo que los dos que está uniendo es el truco.
Sin embargo, soldar puede ser complicado. Obtener la cantidad justa de calor y soldadura en su proyecto puede ser un desafío, especialmente si está usando una soldadura que necesita mucho calor como algunas de las que no contienen plomo. Luego está la humectación y los flujos y el peligro de que no haya formado un vínculo lo suficientemente fuerte entre lo que está tratando de conectar. Hay mucho que considerar en una buena soldadura.
Por todo esto, muchas empresas desarrollan tecnologías para que el proceso sea más fluido. Un ejemplo es OK International, una empresa que desarrolla y vende herramientas para equipos de ensamblaje de productos electrónicos, como su estación de soldadura PS-900.
El PS-900 utiliza la tecnología SmartHeat para proporcionar niveles de calor extremadamente estables durante todo el proceso de soldadura, es decir, hasta que lo coloca en la práctica base de trabajo de suspensión automática. Las aleaciones sin plomo funcionan muy bien con el PS-900. Dependiendo de lo que esté usando para soldar y de lo que esté soldando, la compañía ofrece diferentes consejos para obtener la mejor combinación. Este sistema de soldadura también se puede utilizar con otros productos de OK International, como sus sistemas de extracción de humos, dispensadores de fluidos y otras herramientas relacionadas.
Hemos visto lo que sucede cuando las cosas se calientan; vamos a refrescarlos un poco en la página siguiente.
3. Sierra en frío Kalamazoo FC350D
Esta sierra en frío Kalamazoo ayuda a los muchachos en "Prototype This!" Termina el trabajo. Una sierra en frío es un tipo especial de sierra circular que utiliza un sistema de refrigeración durante el proceso de corte. Esto ayuda a disminuir las chispas, el polvo y la arena mientras enfría la sierra, lo que ayuda a producir un corte más suave y aumentar la vida útil de la hoja. Son comunes las potentes prensas rígidas de diferentes tipos, y estas sujetan los materiales que se están cortando con un agarre sin vibraciones, otro factor importante que contribuye a un corte de precisión y cuchillas duraderas.
Las sierras en frío son especialmente adecuadas para cortar tubos estrechos y barras pequeñas, y para producir ingletes exactos (cortes en ángulo, como los cortes en ángulo de 45 grados en las piezas del marco de una puerta). Usan hojas de sierra especiales, llamadas hojas de acero de alta velocidad o HSS, que son menos resistentes al calor y pueden cortar a mayor velocidad.
Echemos un vistazo más de cerca a una de estas máquinas fabricadas por Kalamazoo Machine Tool. La sierra en frío de hierro fundido Kalamazoo FHC350D es una máquina manual que puede hacer un gran corte sin rebabas. La sierra utiliza hojas circulares de acero de alta velocidad de hasta 14 pulgadas (aproximadamente 35 centímetros) de diámetro que se pueden configurar para girar a 26 o 52 revoluciones por minuto, algo que querrá ajustar según lo que esté cortando.
Ahora que hemos cortado todo en pedazos, echemos un vistazo a una herramienta genial en la página siguiente que puede ayudar a volver a armar todo. Y esta próxima herramienta no es como el pequeño sistema de soldadura sobre el que leímos en la última página que es perfecto para trabajos complicados:esta máquina de aire caliente es para los trabajos grandes.
2. Soldadora Millermatic 252 MIG
Puede ver la bombona de gas en el carro detrás de esta soldadora Miller, que es uno de los componentes clave de la soldadura MIG . La soldadura MIG (que significa gas inerte de metal) se logra alimentando un alambre a través de la punta de contacto de una pistola de soldar. Un escudo de gas, también entregado a través de la punta, rodea el área de contacto, protegiendo el alambre del electrodo y evitando que la soldadura se contamine para que se vea mejor. El alambre de alimentación se derrite cuando se energiza con electricidad y forma el charco de soldadura.
La soldadura MIG también se conoce como GMAW (soldadura por arco metálico con gas; hoy en día, también puede contener algunos gases semiinertes como el dióxido de carbono, aunque el término MIG sigue siendo popular). Las ventajas de la soldadura estilo MIG son que ahorra tiempo, no hay que limpiar mucho, se desperdicia menos y, probablemente lo más importante, se obtiene una soldadura realmente buena.
El soldador Millermatic 252 MIG es un buen ejemplo de esta tecnología y se vende a un precio base de alrededor de $ 2500 [fuente:Miller]. Completo con ruedas para facilitar la movilidad, este Millermatic se puede utilizar para la fabricación ligera, la fabricación de metales y muchas otras aplicaciones de taller.
Millermatic puede soldar acero, acero inoxidable y aluminio con una velocidad de hilo de entre 50 y 700 pulgadas por minuto (alrededor de 1,3 a 17,8 metros por minuto). Se pueden preestablecer diferentes aspectos del trabajo de soldadura para ahorrar tiempo y permitir que el soldador controle cada paso del proceso. Por ejemplo, puede establecer cuánto tiempo fluirá el gas de protección antes de que se active el arco de soldadura. El Millermatic también tiene ciertas funciones de memoria, como el almacenamiento de parámetros y configuraciones para los distintos tipos de pistolas de soldar que pueda conectarle.
Ahora tenemos bastante equipo pesado y materiales en nuestras manos que van a ocupar algo de espacio. Descubre una herramienta genial que se puede usar para transportar todo este material por el taller en la página siguiente.
1. Sidewinder ATX-3000
¿Alguna vez ha encontrado un lugar para estacionar en paralelo pero no puede apretarlo? En el Sidewinder hubieras estado bien. La mayoría de los montacargas, y los vehículos en general, no son las cosas más fáciles de maniobrar en el mundo. Esto se debe a que las ruedas solo ruedan hacia adelante y hacia atrás, no hay movimiento lateral. Entonces, si su objetivo es mudarse a algún lugar a su derecha o izquierda, digamos a ese mejor espacio de estacionamiento que acaba de abrirse unos cuantos espacios más abajo, y desea terminar apuntando en la misma dirección cuando llegue allí, necesita para girar, ir hacia adelante o hacia atrás, y girar de nuevo. En un automóvil, esto no es gran cosa, pero cuando se trata de vehículos como carretillas elevadoras, puede ser otra historia.
Los montacargas a menudo transportan objetos grandes, voluminosos y muy pesados que pueden ser difíciles de cargar y maniobrar (especialmente a través de puertas y otros lugares angostos). Todos esos giros y maniobras a velocidades seguras, pero muy lentas, también pueden consumir una gran cantidad de tiempo. Y eso es lo que hace que esta última herramienta sea tan genial:sus ruedas están diseñadas para permitirle viajar en cualquier dirección.
El diseño especial de la rueda fue inventado por Bengt Ilon de Suecia en la década de 1970. Funciona porque sus ruedas están compuestas por un conjunto circular de rodillos dispuestos en ángulo a lo largo de la rueda. Esto, en efecto, le da a las ruedas algo similar a la forma funcional de una esfera (como los cojinetes de bolas en las sillas con ruedas) y aumenta enormemente el rango de movimiento disponible. ¿Quieres ir de lado? ¿Qué tal en diagonal hacia atrás con un giro al final? Lo que quieras, ahora es posible cualquier dirección de movimiento.
Estas lujosas ruedas han comenzado a aparecer en diferentes productos comerciales, incluido el Airtrax Sidewinder ATX-3000. Este montacargas se opera con dos joysticks y puede girar en un círculo completo mientras permanece en un solo lugar, aquí no hay donas. También puede conducir sobre cualquier cosa de hasta 3 pulgadas de alto. Una gran ventaja del Sidewinder es que un almacén se puede llenar con más artículos porque se necesita menos espacio para maniobras de conducción, las cuales también se pueden realizar más rápidamente.
Para obtener más información sobre el mundo de las herramientas de alta tecnología y otros datos interesantes, siga los enlaces de la página siguiente.
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