¿Qué diseñan los ingenieros mecánicos?

Por Ulises Josué Molinito Hernández

La palabra diseño es un concepto que consiste en el pensamiento creativo como herramienta para la construcción de objetos o cosas útiles y estéticas. De ahí deviene la existencia de varias ramas dedicadas a la proyección y la elaboración de diseños tal como: el diseño de modas, diseño gráfico, diseño de líneas de producción, diseño mecánico, entre otros.

Siendo el diseño un método expresivo de la imaginación inventiva la ingeniería mecánica forma parte de la creación de nuevos productos a través de algo nombrado diseño mecánico. El diseño mecánico de acuerdo a Richard G. Budynas y J. Keith Nisbett en su libro Diseño en ingeniería mecánica de Shigley definen al diseño como la accion de formular un plan para satisfacer una necesidad especifica o resolver un problema. Si el plan resulta en la creación de algo físicamente real, entonces el producto debe ser funcional, seguro, confiable, competitivo, útil, que pueda fabricarse y comercializarse. El diseño es un proceso innovador y altamente iterativo (4).

El diseño en la ingeniería mecánica.

Los ingenieros mecánicos están relacionados con la producción y el procesamiento de energía y con el suministro de los medios de producción, las herramientas de transporte y las técnicas de automatización. Las bases de su capacidad y conocimiento son extensas. Entre las bases disciplinarias se encuentran la mecánica de sólidos, de fluidos, la trasferencia de masa y momento, los procesos de manufactura y la teoría eléctrica y de la información. El diseño en la ingeniería mecánica involucra todas las áreas que componen esta disciplina (Budynas, Nisbett 5).

En otras palabras, el ingeniero mecánico diseña piezas mecánicas que van desde la más pequeña y simple hasta un mecanismo conformado por cientos de partes, si alguna de ellas fallara o faltara el mecanismo no funcionaría adecuadamente o no serviría en su totalidad. Las estructuras mecánicas se dividen en: tornillos, engranes (helicoidales, rectos y con ángulo), estructuras, armaduras, tornillos sin fin, y un mucho más. Para la creación de estos se necesitan diferentes procesos como maquinado, forjado, soldadura y fundición. Cada uno de los anteriores pertenecen a diferentes clases por lo cual hay decenas de máquinas que las crean tal como fresadoras, tornos, rectificadoras, esmeriles, algunos son manuales otros más son automatizados. Por ejemplo, las fresadoras son automatizadas para su uso solo se debe programar el maquinado con algún simulador en el cual especificaras el tipo de herramienta, los movimientos que esta deberá realizar y la velocidad a la que lo hará, todo esto dentro de un solo programa. Hay un sinfín de máquinas que facilitan el trabajar con metales.

El diseñador, por otra parte, toma en cuenta las diversas prácticas mencionadas a la hora de contemplar el producto terminado, ya que debe cumplir con ciertas especificaciones: el cálculo de la vida útil de cada parte de la máquina, estructura o pieza mecánica, el tipo de material, las dimensiones correctas y la carga extra que podría llegar a soportar. Lo cual se conoce como factor de seguridad, para este factor hay diferentes criterios de evaluación, pero la mayoría de ellos utiliza las condiciones en las que se trabajó el material, los tratamientos que se le aplicaron, las condiciones a las que será sometido y también un porcentaje de confiabilidad.

Además, se puede predecir el movimiento, la velocidad, los grados de libertad y diversas cosas de los mecanismos, también la potencia transmitida, el torque y todo a lo que podría estar sometido el material, los esfuerzos provocados por cargas por poleas, engranajes y por el movimiento, la vibración provocada por el desbalanceo por los rodamientos, bandas, masas o por el funcionamiento mismo de la máquina, todo esto es lo que debe considerar el ingeniero mecánico a la hora de diseñar para asegurar el buen funcionamiento y competencia de la máquina.

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