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Fabricación de boquilla agrícola con manufactura aditiva
Marco Rodrigo Ramírez Cecaldi
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2007-9753
Análisis de elemento finito
Aspersión
Boquilla
Diseño asistido por computadora
Manufactura aditiva
Optimización topológica
Additive manufacturing
Computer aided design
Finite element analysis
Irrigation
Nozzle
Topologic optimization
La manufactura aditiva es una tecnología de fabricación que rompe con restricciones que existen con ciertas geometrías complejas, permite generar prototipos en menor tiempo, fabricar piezas finales, moldes y productos personalizados. Aprovechando las ventajas que ofrece, se aplicará a un nuevo diseño de boquilla para riego por aspersión que pueda generar gotas más pequeñas, las cuales se adhieren mejor a las hojas de las plantas, ya que las gotas grandes tienden a unirse entre sí causando aumento en su peso y que resbalen más fácil de las hojas. Con un área definida para riego y ocupado el mismo volumen de líquido, las gotas pequeñas cubren de forma más homogénea el follaje que las gotas grandes que se concentran en ciertos puntos. De esta forma la mezcla de agua con insecticida, pesticida o fertilizante se aprovecha mejor causando que una menor cantidad termine en el suelo. Para llegar al nuevo diseño de la boquilla, se utilizó un conjunto de herramientas como diseño asistido por computadora para generar un prototipo virtual, análisis de elemento finito para validar que el diseño propuesto cumpliera su función e integridad estructural. Posteriormente se usó la optimización topológica para obtener un diseño óptimo que además de cumplir con sus funciones, generara un ahorro en material y tiempo de fabricación. Las boquillas obtenidas requirieron menos material para ser fabricadas, sin embargo la tecnología PolyjetTM y SLS en plástico no alcanzaron a fabricar detalles fundamentales para el correcto funcionamiento de las boquillas.
Additive manufacturing is a technology that breaks with restrictions that exist in certain complex geometries, it can generate prototypes faster, build final parts, molds and personalized products. Taking advantage of its characteristics, it will be applied to a new irrigation nozzle design. The new nozzle should produce smaller drops that stay longer on the leaves, bigger drops gather together increasing their weight, causing them to slip off the leaves. With a defined irrigation area and using the same amount of liquid, small drops cover homogenously the foliage while big drops concentrate at certain points. The mix composed by water and insecticide, pesticide or fertilizer is better used instead of wasted in the ground. To obtain a new design several tools were used, CAD to generate a virtual prototype, finite element analysis to validate the structural integrity of the proposed design. Topological optimization was applied to obtain an optimal design that meets the requirements, saves material and production time. The nozzles produced required less material, but Polyjet and SLS, technologies selected to manufacture the nozzles, lacked resolution to include all the details required for the nozzle to be completely functional.
Innovación tecnológica: Combinación de herramientas tecnológicas para exploración de nuevos productos.
Área de aplicación industrial: Manufactura aditiva en productos utilizados en actividades productivas, como la agricultura.
Centro Kappa de Conocimiento, S.C.
2018
Artículo
RIIIT Revista Internacional de Investigación e Innovación Tecnológica, vol. 6, no. 31, 16 p.
Español
Público en general
PROCESOS INDUSTRIALES
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