Ingeniería Digital¡Todo lo que necesitas saber sobre SOLIDWORKS Simulation! - NC Tech

Una de las tareas que más quita el sueño a los responsables de las organizaciones de todo el mundo es poder determinar —previo a su lanzamiento—, si su producto tendrá un impacto positivo o no, en el mercado en el que están compitiendo.

Y para eso llegó SOLIDWORKS Simulation que ayuda a conocer si el éxito está garantizado o si será necesario modificar algunos de los aspectos que lo componen, con el propósito de que tenga una mejor aceptación.

Por otro lado, para las compañías que buscan ser líderes en el sector, en la actualidad el software de simulación se vuelve una herramienta imprescindible, incluso en las primeras fases de desarrollo del producto.

Esto porque —además de lo mencionado anteriormente— la tecnología de simulación proporciona las herramientas adecuadas y sistemas apropiados en el momento preciso para la toma correcta de resultados, lo que se traduce en mejores productos, menores costes y en un tiempo de comercialización más bajo.

¿Pero de qué trata exactamente SOLIDWORKS Simulation? En el siguiente post te vamos a ofrecer una guía completa sobre todo lo que tienes que saber sobre esta herramienta tecnológica que llegó para quedarse, incluyendo:

  • Definición de SOLIDWORKS Simulation
  • Diseño industrial como antecedente de SOLIDWORKS Simulation
  • Los tipos de análisis que ofrece SOLIDWORKS Simulation
  • 3 simulaciones posibles con SOLIDWORKS Simulation
  • SOLIDWORKSSimulation como software para el diseño en 3D
  • SOLIDWORK Solution y la microtecnología
  • SOLIDWORK Solution y el diseño industrial del futuro
  • ¡Y más!

¿Qué es el SOLIDWORKS Simulation?

El SOLIDWORKS Simulation comprende un conjunto de soluciones de análisis estructural, que tienen como objetivo predecir el comportamiento físico real de un producto.

Mediante el Análisis de Elementos Finitos (FEA), este grupo de herramientas hacen todo el trabajo de forma muy fácil, utilizando la prueba virtual de modelos CAD.

El propósito no es más que anticipar con extrema precisión el rendimiento de un producto, con el uso de herramientas de simulación que están agrupadas en SOLIDWORKS Simulation.

De este modo, los diseñadores evitarán la fabricación de costosos diseños que al final resulten en terribles pérdidas económicas para las empresas, trayendo consigo mayor posibilidad de innovar, de crear, y de perder el miedo de que las cosas salgan mal.

Además, evitan la costosa tarea de tener que trabajar sobre prototipos que puedan terminar tirados en el bote.

Diseño industrial como antecedente de SOLIDWORKS Simulation

SOLIDWORKS Simulation se abre paso como una tendencia y avance tecnológico usado en el diseño industrial, y como mencionamos anteriormente, su fin es garantizar la efectividad y éxito de un producto.

Sin embargo, muchas de las tareas realizadas por esta herramienta, ya se desarrollaban anteriormente, solo que con diversos errores humanos y con una inversión de tiempo y dinero mayor.

Pero, ¿qué técnicas del diseño industrial han evolucionado gracias a los avances técnológicos? A continuación te lo contamos:

La investigación minuciosa

Desde que la era de la industrialización surgió, la investigación minuciosa y previa a la fabricación siempre ha sido esencial antes de comenzar a fabricar.

Esta herramienta que muchas veces se empleaba por intuición, permitía explorar todas las posibilidades y ofrecía la oportunidad de hacer un cálculo exhaustivo de lo que se debía o no se debía hacer para lograr el éxito.

Durante este trabajo «de hormiguita», se contemplaban las especificaciones técnicas del producto que se pretende diseñar y se tomaban en cuenta elementos relacionados con el entorno, como la temperatura, la presión, humedad y nivel acústico.

Generación de ideas y desarrollo de prototipos

Los diseñadores esbozaban sus creaciones a mano alzada, y estos bocetos se convertían en modelos de trabajo que ahora son utilizados en herramientas como SOLIDWORKS Simulation y CAD.

Y es que para desarrollar los productos de forma exitosa es necesaria la innovación, rapidez y fiabilidad por lo que no solo se deben satisfacer los requisitos de funcionalidad, forma y ajustes, sino también se hace necesario crear productos fiables, únicos, con rapidez y a bajo coste.

Las pruebas

Uno de los ABC de todo diseño es la realización de las pruebas, y en la actualidad es posible realizarlo con la ayuda de simuladores digitales.

Y, aunque depende de qué producto se trate, el objetivo general es evaluar el producto final en los términos de funcionalidad, seguridad, durabilidad y atractivo visual, tomando en cuenta los cambios que son necesarios, según esas pruebas, a fin de que el producto sea exitoso y cumpla su propósito.

Y es que el mundo actual exige rapidez y excelencia por lo que para alcanzar estos objetivos es necesario disponer —con la mayor antelación posible— de toda la información del rendimiento del diseño en condiciones de funcionamiento reales.

Esto, sin tener que realizar simulaciones subcontratadas o pruebas de prototipos físicos que requieren una gran inversión de tiempo.

La manufactura

Este punto nunca perderá vigencia en el proceso de producción de cualquier tipo de bien o artículo. Es decir, el momento en que comienza su fabricación.

Es bien sabido que la relación entre los fabricantes e ingenieros de diseño no es la mejor, por lo que la falta de sintonía perjudica la productividad y los costes de producción.

Sin embargo, en la actualidad, es posible crear comunidades de proyectos, en las cuales se pueden invitar de forma segura a todos los involucrados (incluyendo clientes y proveedores) en el desarrollo de producto.

Cuidar hasta el detalle más pequeño

Siempre fue, es y será de suma importancia cuidar hasta el detalle más pequeño en el proceso de diseño de un producto, y aunque al día de hoy es más sencillo llevarlo a cabo gracias a las tecnologías más avanzadas y herramientas digitales, este es un aspecto que no puede permitirse errores.

Incluso, por capricho, duda o cualquier otra causa, siempre será necesario probar el producto por última vez, para asegurarnos de que todo estará bien.

Y, es que lo mejor es invertir tiempo de manera consciente en la elaboración de nuestro producto, testearlo, probarlo en nuestro público objetivo, a fin de que podamos obtener el resultado que estamos buscando.

Así, justo con el fin de alcanzar los objetivos, lograr una mayor precisión en los diseños, y que las técnicas del diseño industrial tuvieran su efecto, nació SOLIDWORKS Simulation.

Pero, ¿qué más ofrece esta herramienta además de una increíble avance en el ámbito de diseño tradicional? ¡Descúbrelo a continuación!

¿Cuáles son los tipos de análisis que ofrece SOLIDWORKS Simulation?

Esta herramienta tecnológica cuenta con varios tipos de análisis, pero a continuación le presentaremos cinco de los más importantes.

1. Estudios de frecuencia

En el momento en que modificamos la posición de descanso de un sólido, tiende a comenzar a vibrar a ciertas frecuencias, las cuales pueden ser naturales o resonantes.

Entonces, este tipo de análisis, lo que hace es efectuar un cálculo de las frecuencias naturales, así como las formas asociadas al vibrar a esa frecuencia.

Mientras que, la resonancia se da cuando un sólido está sujeto a una carga dinámica que esta funcionando en una frecuencia mucho más natural. Sin embargo, por momentos se produce una respuesta que es excesiva.

Este estudio también permite evitar fallas por tensiones excesivas como consecuencia de la resonancia y ofrecerá posibles soluciones a problemas relacionados con la respuesta dinámica.

2. Estudio de pandeo

Este se define como un desplazamiento tan repentino como amplio que se produce por cargas axiales.

¿Cuándo se puede usar? Un ejemplo es: si las piezas delgadas y los ensamblajes con piezas delgadas que se cargan en dirección axial se deforman por efecto de cargas axiales relativamente pequeñas. En este caso, las cargas de pandeo pasan a ser un factor de diseño crítico.

3. Estudios térmicos

Este calcula la distribución de la temperatura, gradientes de temperatura, así como el flujo de calor en un cuerpo, cuando son generados por mecanismos de conducción, radiación y convección.

Normalmente, pueden ayudar a evitar a contrarrestar condiciones térmicas que no son deseadas, y que se dan por el sobrecalentamiento y la función.

4. Estudios de caída

Los estudios de caída que se hacen a través de la herramienta de SOLIDWORKS Simulation evalúan los efectos al dejar caer una pieza sobre un suelo que puede ser rígido o flexible.

Y, en pocas palabras, con el fin de medir el impacto que tendría se deja caer un objeto hasta que este golpee contra el piso y SOLIDWORKS Simulation efectúa el cálculo de manera automática, tanto el impacto como las cargas de gravedad.

5. Estudios de fatiga

Las cargas y descargas repetidas hacen más débiles los objetos a lo largo del tiempo, y esto se produce inclusive cuando las tensiones inducidas son más inferiores a los límites de tensión permitidos. Justo a esta situación se le conoce como fatiga.

Lo sorprendente es que la fatiga es la causa principal por la cual ocurren errores en la producción de muchos objetos, especialmente en materiales como el metal.

Y para realizar este estudio, los cálculos se pueden basar en la intensidad de la tensión, así como en las tensiones alternas principales máximas.

Por ejemplo, en algunas circunstancia donde es ideal analizar los casos de fatiga, es: en la fabricación de máquinas giratorias, pernos, alas de aviones, plataformas flotantes, productos de consumo, ejes de vehículos, buques y puentes, entre otros.

6. Estudios no lineales

En ocasiones, la solución lineal puede generar resultados que son incorrectos debido a que se infringen las suposiciones sobre las cuales están basados. Entonces, el estudio no lineal puede ser empleado con la finalidad de resolver problemas relacionados con comportamientos de material llamado elastómero, inmensos desplazamientos y condiciones de contacto.

Este tiene la capacidad de definir tanto estudios estáticos como estudios dinámicos.

7. Estudios estáticos

Este tipo de análisis de SOLIDWORKS Simulation puede establecer cálculos de desplazamientos, deformaciones unitarias, fuerza de reacción, distribución del factos de seguridad y tensiones.

En este caso, el material tiende a fallar en lugares donde la tensión sobrepasa cierto nivel; así, los cálculos que tienen que ver con el elemento de seguridad están basados en el criterio de fallos.

3 simulaciones posibles con SOLIDWORKS Simulation

SOLIDWORKS Simulation realiza análisis que van desde el estructural y la dinámica de fluidos computacional, hasta la simulación del modelo basado en la inyección, y esta tarea se hace gracias a las capacidades avanzadas habilitadas en la nube, las cuales son motorizadas por SOLIDWORKS Simulation, junto con otras organizaciones del ramo.

Lo mejor es que estas ofrecen herramientas de análisis integradas y adaptadas a cada uno de los diseñadores, analistas o ingenieros.

A continuación le presentamos algunos tipos de simulaciones y sus ventajas:

1. Simulación estructural

El análisis mediante la simulación estructural que ofrece SOLIDWORKS Simulation facilita un conjunto excepcionalmente completo de capacidades; cuya idea es guiar al diseñador para que tome las decisiones correctas y exitosas, a fin de mejorar tanto el rendimiento como la calidad del producto.

Entre sus ventajas tenemos:

  • Se utiliza mediante soluciones de análisis estructural conformadas en CAD, por medio de lo cual se emplea el estudio de elementos finitos, a fin de vaticinar el rendimiento del producto en la vida real.
  • La simulaciones integrales no solo son fáciles de usar, sino que te resuelven todo, comenzando por un sencillo análisis lineal de componentes individuales y terminando por las complejas simulaciones de ensamblaje, con contacto y no linealidades.
  • Todas las soluciones que son habilitadas para la nube, ofrecen un acceso directo a la tecnología Abacus Potente, que es scalable y está aprobada por Simulia.
  • Lo más básico, pero no por eso lo menos importante, es que comprender y entender el rendimiento del producto durante las etapas tempranas de fabricación, te permitirá tanto innovar como evitar repeticiones.

2. Simulación de moldeo por inyección de plásticos

El análisis por simulación de modelo por inyección de plástico permite al diseñador la posibilidad de evitar defectos en la elaboración de piezas de plástico.

También brinda la posibilidad de predecir desperfectos en diseños de moldeo por inyección, gracias a lo cual evitas los costosos procesos de reelaboración de los prototipos.

Lo más importante es que mejoras la calidad de todas las piezas y reduces significativamente los tiempos de comercialización, el sueño de todo inversionista.

Además, entre otras de sus ventajas destacan:

  • La oportunidad de evaluar virtualmente la capacidad de fabricación y la calidad de los diseños, así como las herramientas de piezas moldeadas por inyección.
  • Minimizar tanto el tiempo como los costos de desarrollo.
  • Asimismo, te permitirá evaluar la efectividad de los diseños de sistemas de enfriamiento de molde.
  • Mantener la asociatividad con los flujos de trabajo y los datos CAD.

3. Simulación de dinámica de fluidos computacional

Este análisis ofrece la posibilidad de efectuar una simulación de flujo de fluido y transferencia de calor, y su objetivo es mejorar la calidad del producto y evitar problemas en la fabricación, siendo ideal para aligerar y garantizar el éxito de los procesos.

Entre sus ventajas te podemos mencionar:

  • Permite acelerar la innovación, ya que posibilita la exploración del flujo de los fluidos como el rendimiento térmico de los productos.
  • Posibilita la predicción del comportamiento térmico, así como un flujo transitorio que sea muy prolongado.
  • Ofrece un entorno disciplinario que está totalmente integrado para efectuar un análisis CFD de forma muy sencilla y rápida.
  • Brinda la oportunidad de colaborar con las partes que se encuentran interesadas en el proyecto, en relación con los resultados de la simulación de flujo de fluidos, con el fin de tomar decisiones informadas.

SOLIDWORKS Simulation como software para el diseño en 3D

Como mencionamos anteriormente en este contenido, el diseño industrial y diseño digital en 3D son grandes aliados en los nuevos tiempos que se dibujan en el mundo empresarial.

Vale referir que esta herramienta está compuesta por un conjunto de técnicas que nos permiten hacer proyecciones en tres dimensiones, lo que la convierte en uno de los avances más importantes relacionados con el diseño industrial en los últimos años.

Es importante entender que el modelo 3D implica la utilización de softwares que se usan para crear la representación matemática de un objeto tridimensionalmente, y actualmente, un sinfín de industrias como la medicina, el cine, la ciencia y los videojuegos se basan en esta herramienta para simular diseños gráficos.

Gracias a dichas técnicas, se ha vuelto posible obtener, a escalas perfectas, medidas con una exactitud impresionante del producto que se quiere diseñar.

Lo más importante es que gracias a esta herramienta, es mucho más sencillo corregir cualquier error detectado en el proceso de diseño y fabricación.

SOLIDWORKS Solution nace justamente como un software que permite a los usuarios hacer diseños tridimensionales.

Este es ideal para diseños y proyectos que exijan el modelado de un sistema mecánico y es asistido por computadora, pero SOLIDWORKS Solution no es el único en el mercado. A continuación te mencionamos algunas otras herramientas que se usan en la actualidad con el mismo enfoque:

  • 3D Slash, que es un programa de diseño en 3D, con herramientas muy sencillas de usar y gratuito.
  • AutoCAD 3D, que brinda la posibilidad de hacer diseños en dos dimensiones, así como modelos tridimensionales.
  • CorelDraw, que permite que los usuarios puedan contar con diferentes herramientas con el fin de crear imágenes o también editarlas de manera radical.

SOLIDWORKS Solution y la microtecnología

Uno de los retos mas grandes de la tecnología SOLIDWORKS Solution y todas las herramientas de diseño en 3D es seguir conquistando la microtecnología.

Esta tiene que ver con la necesidad cada vez más grande de crear elementos con una mayor capacidad desde el punto de vista tecnológico, pero de dimensiones físicas mucho más pequeñas.

En este rama, su mayor nicho, hasta ahora, está en la medicina, en la biomedicina, en la industria aeroespacial y en la fabricación de relojes.

Así, SOLIDWORKS Solution tiene como principal tarea crear máquinas con técnicas y procesos que ameriten una alta precisión, para la creación de microcomponentes en 3D, a partir del uso de diferentes materiales.

SOLIDWORKS Solution y el diseño industrial del futuro

Las tecnologías de precisión en el diseño industrial ya están en áreas importantes como la automoción, la robótica, la electrónica y la medicina, pero todavía falta mucho camino por recorrer.

El futuro de la ingeniería digital es impensable, a pesar de todo lo que se ha logrado en el ámbito del diseño industrial y la aplicación de herramientas de diseño de precisión de productos, no hay nada escrito, únicamente hay una expectativa muy grande con ideas infinitas, muchas preguntas de las cuales aún no tienen respuesta. Y, aunque parece poesía, no lo es.

Y, a pesar de que la industria y los procesos productivos eficientes han ido evolucionando a ritmos agigantados, los caprichos de la ciencia y los gustos de los consumidores cambian bruscamente por lo que la demanda es más volátil.

Esto, porque la moda y las necesidades de las personas siempre van evolucionando por lo que se vuelve indispensable una mayor diversidad con ciclos de producción más cortos con mayor precisión y perfección de los diseños, para que las necesidades cubiertas perduren en el tiempo.

Y allí estará en la escena SOLIDWORKS Simulation, para garantizar esa exactitud en lo que se quiere como garantía de éxito.

¡Llegamos al final!

Actualmente, SOLIDWORKS Simulation cuenta con plataformas digitales a través de las cuales se presentan todos los avances tecnológicos de la herramienta, que ha venido a revolucionar la industria y la fabricación de productos, añadiendo agilidad, precisión y perfección.

Por lo que en la actualidad se hace imprescindible implementar una solución de ingeniería digital que integre una licencia de esta herramienta, así como otras funcionalidades que optimizan y modernizan el diseño y los procesos industriales en general.

Al llegar hasta aquí ya es seguro que conoces todo lo que necesitas saber sobre SOLIDWORKS Simulation, y a pesar de que su uso exacto en el futuro es incierto lo que sí estamos seguros es que se seguirá abriendo campo en las industrias y convirtiéndose en una herramienta necesaria para alcanzar el éxito.

Ahora, si quieres conocer más sobre temas relacionados, te invitamos a descubrir nuestro contenido sobre Diseño de productos y por qué necesitas una solución 3D.

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