UC2623_3: Confeccionar estructuras aligeradas, realizando optimizaciones vinculadas con el proceso de topologización estructural de fabricación aditiva

Confeccionar estructuras aligeradas, realizando optimizaciones vinculadas con el proceso de topologización estructural de fabricación aditiva

UC2623_3

Unidad de competencia UC2623_3: Confeccionar estructuras aligeradas, realizando optimizaciones vinculadas con el proceso de topologización estructural de fabricación aditiva

El módulo formativo asociado a esta unidad de competencia es MF2623_3: Diseño de estructuras aligeradas y optimización topológica en fabricación aditiva

Los contenidos de esta unidad de competencia vienen proporcionados por la web del Ministerio: Cualificaciones – Incual

RP1: Relacionar objetos fabricados, utilizando impresión 3D mediante el análisis de su estructura y funciones para su construcción.

CR1.1 Las funciones de la estructura se identifican, analizando los elementos que la componen y las fuerzas que actúan sobre ella.
CR1.2 Los esfuerzos estructurales simples y combinados que actúan sobre la estructura se
relacionan según el tipo de fuerzas al que están sometidos los elementos de ésta.
CR1.3 Las propiedades mecánicas de los materiales empleados en fabricación aditiva se
determinan considerando variables como resistencia, flexibilidad, dureza, entre otros.
CR1.4 El comportamiento anisotrópico de los objetos modelados a través de técnicas de
impresión 3D se define en base a los esfuerzos estructurales que actúan sobre la estructura de la pieza.
CR1.5 El posicionamiento de las piezas durante el proceso de fabricación se determina,
dependiendo de sus características y su finalidad para garantizar la calidad y propiedades de las mismas.
CR1.6 El comportamiento estructural de los objetos impresos mediante técnicas de fabricación aditiva se determina con representaciones visualizadas de deformaciones, tensiones, fuerzas, entre otros.

RP2: Calcular a través de ensayos físicos descritos, la resistencia de objetos fabricados mediante impresión 3D para asegurar la calidad de la impresión final.

CR2.1 Los procesos de control de calidad ligados a la fabricación aditiva se definen en función de las características internas y externas de las impresiones 3D, y de si cumplen con el diseño y los requerimientos estructurales.
CR2.2 Los estándares europeos en los procedimientos de ensayo se aplican mediante la
calibración de los instrumentos, los protocolos experimentales y la recogida de datos y su
interpretación, para garantizar los requisitos de salud y seguridad según la normativa aplicable.
CR2.3 Las máquinas para la realización de ensayos físicos se identifican en función de su
propósito.
CR2.4 Las normas españolas UNE?EN en relación a la fabricación aditiva se analizan para
establecer los requisitos, pautas y recomendaciones, entendiendo de forma detallada su
alcance y aplicación a los procesos.
CR2.5 Los ensayos físicos, tracción, compresión y absorción de humedad, entre otros, se
realizan con probetas de diferentes materiales para garantizar la resistencia de los objetos
fabricados.

RP3: Generar tipologías de estructuras aligeradas mediante impresión 3D, utilizando paquetes de software específico para garantizar una optimización topológica.

CR3.1 Las tipologías de estructuras aligeradas se identifican en función de las características de la misma tipo lattice o giroides, entre otras.
CR3.2 Los programas propietarios o de código abierto para la transformación de modelos STL en estructura aligerada se seleccionan en base a los requisitos estructurales del modelado.
CR3.3 Los objetos con estructura aligerada se generan, utilizando el software específico para su posterior procesamiento.
CR3.4 Los objetos se crean con diferentes tipologías de rellenos, atendiendo a su funcionalidad para una generación de la estructura en base a los criterios de resistencia establecidos.
CR3.5 El tiempo de impresión se calcula en función de las características del objeto: peso,
superficie, volumen, entre otros, para una planificación del proceso de producción.
CR3.6 La selección de los materiales a utilizar en el proceso de impresión: polvos, resinas,
metales, entre otros, se realiza analizando sus propiedades: resistencia, flexibilidad, entre otras.

RP4: Realizar operaciones vinculadas con el proceso de topologización estructural, relacionándolo con la fabricación aditiva, asegurando el cumplimiento en el diseño de criterios de calidad, seguridad y medioambiente.

CR4.1 La topologización estructural se establece como un método matemático que optimiza el diseño del material dentro de un espacio de diseño dado, para un conjunto dado de cargas, condiciones de contorno y restricciones con el objetivo de maximizar el rendimiento del sistema.
CR4.2 La creación de estructuras complejas y la topologización estructural se relacionan,
identificando sus ventajas: reducción de los tiempos de fabricación y diseños, aumento de la resistencia mecánica del objeto, entre otras.
CR4.3 El proceso de topologización se establece en función del elemento sobre el que actuar, teniendo en cuenta el sector industrial en el que se va a aplicar.
CR4.4 El proceso de fabricación se concreta, usando el método de la topología estructural,
atendiendo a un análisis de los beneficios en términos de costes, eficacia y calidad.
CR4.5 El proceso para transformar un diseño preexistente en uno topologizado se planifica
mediante la optimización estructural del preexistente en función de la tecnología de fabricación aditiva utilizada.
CR4.6 Las mejoras y ahorros derivados de la transformación de un diseño preexistente que se realiza mediante topologización se identifican para una planificación de la calidad y los costes asociados, mediante diversas técnicas de cálculo.
CR4.7 Los objetos impresos estándar y su versión topologizada se generan, utilizando software de modelado 3D con el fin de realizar diversos análisis comparativos entre ellos, utilizando dicho software para calcular la variación del peso y el comportamiento estructural de dichos objetos.
CR4.8 Los criterios de calidad, seguridad y medioambiente se aplican en la fase del diseño,
mediante el proceso de topologización estructural.

Medios de producción

Máquinas de fabricación aditiva: Impresoras 3D de modelado por deposición fundida (FDM), impresoras 3D de modelado mediante polimerización (VAT) e impresoras 3D de modelado por sinterización selectiva por láser (SLS). Impresoras metálicas de lecho de polvo, Impresoras de polímero por tecnología Fusion Multijet. Básculas y equipos de medición de propiedades mecánicas. Software para la creación de estructuras aligeradas. Software de modelado 3D. Probetas fabricadas por deposición fundida en diferentes materiales: PLA, ABS, nailon, entre otros.

Productos y resultados

Objetos fabricados utilizando impresión 3D, relacionados. Resistencia de objetos fabricados mediante impresión 3D a través de ensayos físicos descritos, calculada. Tipologías de estructuras aligeradas mediante impresión 3D, generadas. Proceso de topologización estructural, definido.

Información utilizada o generada

Normas sobre prevención de riesgos laborales y de protección ambiental asimilable a fabricación aditiva. Normas de seguridad en el empleo de máquinas y herramientas. Equipamientos de protección individual y colectiva. Manuales de instrucciones de las máquinas de fabricación aditiva. Normativas UNE-EN en relación a la fabricación aditiva. Manuales de uso de los softwares de modelado y diseño 3D. Normativa de ensayos: Estándar europeo.

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