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Optimización de geometrías de uniones plásticas en sensores automotrices
Erik Emanuel Urzúa García
JOSE ANTONIO BETANCOURT CANTERA
JESUS ALEJANDRO VAZQUEZ PACHECO
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-CompartirIgual
Análisis de elemento finito
Optimización geométrica
Sensores magnéticos
Sobre moldeo
Finite element analysis
Geometrical optimization
Magnetic sensors
Over molding
En el presente trabajo de investigación se analiza la optimización geométrica de un sensor magnético de posición del árbol de levas (SMPAL). Este sensor se utiliza para medir la posición angular de una flecha. El fenómeno por el cual funciona se conoce como “efecto hall”. El modelo utilizado para esta investigación sufre una deformación durante la etapa de sobre moldeo a altas presiones. En el proceso de sobre moldeo es posible unir dos piezas sin el uso de un adhesivo. Además, estas piezas a unir no necesariamente deben ser del mismo material, estas son generalmente elastómeros vulcanizables o elastómeros termoplásticos (TPE). La pieza resultante tendrá mejores características en durabilidad, ergonomía, masa, calidad y presentación porque resulta de la combinación de las piezas unidas. Durante el desarrollo, se realizó un estudio detallado mediante la aplicación de diferentes herramientas tales como el uso de software a través del análisis de elemento finito sobre la modificación geométrica el cual permitió replicar el proceso de sobre moldeo en el componente analizado por medio de pasos pre condicionantes como lo fueron conocer la geometría especifica de la pieza a analizar, el material, las propiedades del material, los estímulos externos a la pieza inducidos por el proceso de sobre moldeo como la presión y temperatura, con base en estos datos fue posible crear un modelo para replicar el estrés interno que se desarrolló dentro de esta pieza, esto permitió también probar factores y su influencia en la deformación. Se realizo también un análisis minucioso de la temperatura de inyección del material de sobre moldeo mediante la realización de una ecuación gobernante térmica y su comprobación después por medio de experimentación. Finalmente teniendo identificados los factores de mayor influencia en la deformación fue posible probar por medio de prototipado la relación con la deformación de parámetros con influencia en la pieza de estudio. Dichos pasos permitieron encontrar la solución adecuada para el presente problema.
In the present research work describes an analysis to optimize the geometry of a magnetic position camshaft sensor, which is used to measure the angular position of a shaft trough sensing technology hall effect principle, the study geometry had a risk of deformation at high molding pressures. Molding process helps to join two different samples without adhesive and not necessarily samples made from the same material, these components in general are made from vulcanized elastomers or thermoplastic elastomers (TPE). The joined assembly will have durability, ergonomics, mass, quality, and presentation features from both joined samples. During the development of this work detailed analysis was done using multiple tools such as Finite Element Analysis software to replicate the over mold process over the studied component through pre-conditioned steps which were to replicate the focused geometry, get material properties, replicate external loads induced by the over mold process. After previous steps, it was possible to replicate internal component stress and probe the influence of multiple component factors over deformation. It was done a temperature analysis of the injection molding process creating a temperature process equation to then correlate through experimentation with real measurements. Finally, after being identified all parameters related to deformation it was possible to prototype samples that were subjected to a real over mold process. Above mentioned actions helped to find a custom solution to current issues.
CIATEQ, A.C.
2022
Tesis de maestría
Español
Público en general
OTRAS
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