Informació general


Tipus d'assignatura: Optativa

Coordinador: Julián Horrillo Tello

Trimestre:3

Crèdits: 6

Professorat: Sergio Morales Planas

Descripció


Assignatura optativa emmarcada en el bloc de la menció en Fabricació Intel·ligent en la Indústria 4.0, orientada a les aplicacions de la fabricació additiva per a la fabricació de peces i a l’aplicació de nous materials en diferents sectors industrials.

La fabricació additiva porta la tecnologia d’impressió 3D a la producció industrial gràcies a nous materials i noves tecnologies i ofereix una metodologia alternativa a la dels mètodes de fabricació sostractiva tradicional.

A l’assignatura s’estudien les diferents tecnologies existents, es treballa amb eines de simulació del comportament de peces fabricades amb materials avançats i amb diferents tecnologies. I també la repercussió del ús d’aquestes tecnologies en els processos de disseny i de fabricació de peces. A aquesta part corresponen 4,8 crèdits ECTS.

Una part específica del curs està dedicada als teixits intel·ligents, a les seves característiques, als processos de disseny i producció associats i a les seves aplicacions a diferents sectors: moda, esports, salut, automòbils, etc. A aquesta part corresponen 1,2 crèdits ECTS.

Aquesta assignatura disposa de recursos metodològics i digitals per fer possible la seva continuïtat en modalitat no presencial en el cas de ser necessari per motius relacionats amb la Covid-19. D’aquesta forma s’assegurarà l’assoliment dels mateixos coneixements i competències que s’especifiquen en aquest pla docent.

El Tecnocampus posarà a l’abast del professorat i l’alumnat les eines digitals necessàries per poder dur a terme l’assignatura, així com guies i recomanacions que facilitin l’adaptació a la modalitat no presencial.

Resultats d'aprenentatge


En acabar l’assignatura l’estudiant o estudianta ha de ser capaç de:

RA11. Entendre els conceptes bàsics de la fabricació digital i conèixer els fonaments dels processos de fabricació additiva (CE13, CE14, CE20).

RA12. Ser capaç de dissenyar productes per a impressió additiva i generar fitxers per a la seva fabricació (CE9, CE20, CE25).

RA13. Conèixer els diversos tipus de màquines per a la fabricació additiva i saber seleccionar la més adequada per a una aplicació concreta (CE13, CE20, CE25).

RA14. Conèixer les bases dels teixits tècnics i dels teixits intel·ligents, així com els tipus existents, les seves característiques i aplicacions (CE24, CE25).

RA15. Conèixer i entendre els fonaments dels processos de disseny i fabricació amb teixits intel·ligents (CE24, CE25).

Metodologia de trabajo


L’assignatura consta de 4 hores setmanals de classes presencials a l’aula (grup gran), on es desenvoluparan els continguts teòrics i es resoldran exercicis i problemes de caire pràctic, i de 20 hores per curs de classes pràctiques (grup petit).

A les classes pràctiques es desenvoluparan projectes, dos per grup, relacionats amb el disseny de peces amb fabricació additiva i amb l’aplicació de teixits intel·ligents.

Sempre que es consideri escaient es posarà a disposició dels alumnes activitats de caire totalment opcional que l’ajudin a preparar i a preparar-se per a les de caire obligatori.

Continguts


Títol contingut 1:        Introducció a la fabricació digital.

Descripció

Conceptes bàsics

Processos de impressió 3D: tecnologies i maquinària

Fabricació additiva industrial. Materials, tecnologies i acabats

Activitats vinculades

Activitat 5

 

Títol contingut 2:        Disseny per a la fabricació additiva

Descripció

Modelat 3D. Formats d’arxius i software

Post-processat de peces i acabats. 

Aplicacions de fabricació additiva.

Selecció del procés més adient

Activitats vinculades

Activitat 1, Activitat 2, Activitat 5

  

Títol contingut 3:        Simulació del comportament de peces

Descripció

Simulació del comportament de peces fabricades amb diferents materials i tecnologies. Problema directe i invers.

Selecció de la tecnologia més idònia per a la fabricació d’una peça.

Aspectes a valorar.

Activitats vinculades

Activitat 3, Activitat 5

 

Títol contingut 4:        Introducció als teixits tècnics I teixits intel·ligents

Descripció

Importància dels teixits tècnics. Panoràmica de la recerca en el sector

Tecnologia dels materials aplicables per a fer teixits tècnics

Tipus de teixits intel·ligents i característiques

Electrònica impresa: present

Teoria: 4h

Activitats vinculades

Activitat 5

 

Títol contingut 5:        Els processos de disseny i producció amb teixits intel·ligents

Descripció

Processos de disseny i producció

Processos d’impressió

Disseny i impressió de dispositius

Aplicacions dels nous teixits en els diferents sectors industrials

Teoria: 4h

Activitats vinculades

Activitat 4, Activitat 5

Activitats d'aprenentatge


Títol de l’activitat 1: Modelat 3D per a la fabricació additiva

Descripció general

 Disseny d’una peça per part de cada grup de pràctiques utilitzant un software de disseny 3D.

Competències

CE 9, CE 13, CE 14, CE 15, CE 24

Material de suport

  • Dossier explicatiu subministrat pel professor
  • Manual del programari de disseny

Evidència dels resultats de l’aprenentatge

RA11, RA12, RA13

Lliurable i vincles amb l’avaluació

  • Informe de grup amb el resultat de l’activitat.

Aquesta activitat representa un 20% de la nota total de l’assignatura.

Objectius específics

Utilització d’un software de disseny 3D.

Disseny d’una peça per a la seva fabricació amb una màquina d’impressió 3D.

Sessions de laboratori

3 sessions

 

Títol de l’activitat 2: Simulació del comportament de peces

Descripció general

Utilització de programari per a estudiar les principals característiques de comportament de les peces dissenyades

Competències

CE 9, CE 13, CE 14

Material de suport

  • Dossier explicatiu subministrat pel professor
  • Articles acadèmics sobre estratègia i innovació de producte
  • Bibliografia de l'assignatura.

Evidència dels resultats de l’aprenentatge

RA11, RA12, RA13

Lliurable i vincles amb l’avaluació

  • Informe de grup amb el resultat de l’activitat.

Aquesta activitat representa un 20% de la nota total de l’assignatura.

Objectius específics

Introduir-se en el ús de programari de simulació de comportament de peces.

Conèixer les característiques principals a determinar per avaluar la idoneïtat de la peça i com es poden determinar.

Sessions de laboratori

2 sessions

 

Títol de l’activitat 3: Fabricació d’un prototipus

Descripció general

Generació, per part de cada grup de pràctiques, dels fitxers per a la impressió additiva a partir del disseny 3D i de la configuració corresponent de la impressora.

Competències

CE 9, CE 13, CE 14, CE 15, CE 24

Material de suport

  • Dossier explicatiu subministrat pel professor
  • Manual de la impressora 3D

Evidència dels resultats de l’aprenentatge

RA11, RA12, RA13

Lliurable i vincles amb l’avaluació

  • Informe de grup amb el resultat de l’activitat.

Aquesta activitat representa un 15% de la nota total de l’assignatura.

Objectius específics

Comprendre tots el passos a fer per poder iniciar el procés de fabricació un cop fet el disseny 3D de la peça, i conèixer tots els elements que hi intervenen.

Comprendre la importància del material primera (material d’aportació) i implementar la fabricació de la peça dissenyada.

Valorar la qualitat de la peça acabada i els paràmetres que han caracteritzat la seva producció (qualitat de matèria primera, temps de disseny, verificació, temps de producció, qualitat final, ...).

Sessions de laboratori

3 sessions

 

Títol de l’activitat 4: Disseny amb teixits intel·ligents

Descripció general

 Activitat eminentment pràctica de disseny i impressió de dispositius sobre teixit. (preparació del teixit clàssic com a substrat per a teixit intel·ligent)

Competències

CE 9, CE 13, CE 14

Material de suport

  • Dossier explicatiu subministrat pel professor
  • Articles acadèmics sobre estratègia i innovació de producte
  • Bibliografia de l'assignatura.  

Evidència dels resultats de l’aprenentatge

RA14, RA15

Lliurable i vincles amb l’avaluació

  • Informe de grup amb el resultat de l’activitat.

Aquesta activitat representa un 20% de la nota total de l’assignatura.

Objectius específics

Introduir-se en l’ús de metodologies de disseny i impressió de dispositius per a l’obtenció de peces de teixit intel·ligents.

Sessions de laboratori

2 sessions

 

 Títol de l’activitat 5: Examen

Descripció general

Prova escrita d’avaluació dels conceptes teòrics i pràctics desenvolupats al llarg del curs.

Competències

CE 9, CE 13, CE 14, CE 15, CE 20, CE 24

Material de suport

Materials de l’assignatura, bibliografia i documentació generada en les activitat 1 - 4.

Evidència dels resultats de l’aprenentatge

RA11, RA12, RA13, RA14, RA15

Lliurable i vincles amb l’avaluació

Resolució de la prova.

Aquesta activitat representa un 25% de la nota total de l’assignatura

Objectius específics

Objectiu eminentment avaluatiu del grau d’assoliment dels coneixements teòrics i la seva aplicació a situacions pràctiques reals

Recollir informació per a l’avaluació acumulada individual

Per a cada activitat, els docents informaran de les normes i condicions particulars que les regeixin. Aquesta informació es comunicarà a l’aula física i/o es publicarà a l’aula virtual.

Les activitats unipersonals pressuposen el compromís de l’estudiant de realitzar-les de manera individual. Es consideraran suspeses totes aquelles activitats en què l’estudiant no acompleixi aquest compromís amb independència del seu paper (origen o destí).

Igualment, les activitats que s’hagin de realitzar en grups pressuposen el compromís per part dels estudiants que l’integren de realitzar-les en el si del grup. Es consideraran suspeses totes aquelles activitat en què el grup no hagi respectat aquest compromís amb independència del seu paper (origen o destí). La responsabilitat dels resultats del treball és del grup, i no de les individualitats que el composen. En qualsevol cas, els docents poden, en base a la informació de què disposin, personalitzar la qualificació per a cada integrant del grup.

Qualsevol activitat no lliurada es considerarà puntuada amb zero punts. La no assistència a alguna sessió exclou de forma automàtica de l’avaluació de l’activitat corresponent, considerant-se puntuada amb zero punts.

És potestatiu dels docents acceptar o no lliuraments fora dels terminis que s’indiquin. En el cas que aquests lliuraments fora de termini s’acceptin, és potestatiu del docent decidir si aplica alguna penalització i la quantia d’aquesta.

Sistema d'avaluació


L'avaluació es fa en base a un examen final i a l'avaluació dels treballs pràctics desenvolupats.

L'examen final constarà de preguntes teòriques i un o més problemes. Aquest examen té un pes del 25% a la nota final.

Els treballs pràctics es fan en equip però s'identifica quines parts ha realitzat cada un dels membres. L'avaluació es fa tenint en compte tant el contingut com la presentació. El conjunt de treballs pràctics té un pes del 75% a la nota final.

L’assistència a les sessions de classe i el lliurament dels informes corresponents de les activitats desenvolupades és condició necessària per a l’avaluació de l’assignatura.

Bibliografia


Bàsic

COTEC, “Fabricación Aditiva,” Madrid, 2011.

U. M. Dilberoglu, B. Gharehpapagh, U. Yaman, and M. Dolen, “The Role of Additive Manufacturing in the Era of Industry 4.0,” Procedia Manuf., 2017.

O. Diegel, “Additive Manufacturing: An Overview,” in Comprehensive Materials Processing, 2014.

S. Prado, “The British Industrial Revolution in Global Perspective,” Scand. Econ. Hist. Rev., 2010.

S. H. Khajavi, J. Partanen, and J. Holmström, “Additive manufacturing in the spare parts supply chain,” Comput. Ind., 2014.

J. Minguella-Canela, S. Morales Planas, J. Gomà Ayats, and M. de los Santos López, “Assessment of the Potential Economic Impact of the Use of AM Technologies in the Cost Levels of Manufacturing and Stocking of Spare Part Products,” Materials (Basel)., vol. 11, no. 8, p. 1429, 2018.

S. Morales-Planas, J. Minguella-Canela, J. Lluma-Fuentes, J. A. Travieso-Rodriguez, and A.-A. García-Granada, “Multi Jet Fusion PA12 Manufacturing Parameters for Watertightness, Strength and Tolerances,” Materials (Basel)., vol. 11, no. 8, p. 1472, 2018.

Complementary

M. C. Jensen, “The Modern Industrial Revolution, Exit, and the Failure of Internal Control Systems,” J. Finance, 1993.

I. J. Petrick and T. W. Simpson, “3D Printing Disrupts Manufacturing,” Res. Technol. Manag., 2013.

M. Berchon and B. Luyt, La impresión 3D : Guía definitiva para makers, diseñadores, artistas y manitas en general, Gustavo Gi. 2016.

N. Guo and M. C. Leu, “Additive manufacturing: Technology, applications and research needs,” Frontiers of Mechanical Engineering. 2013.

R. D’Aveni, “The 3-D printing revolution,” Harvard Business Review. 2015.

J. De Vries, “The Industrial Revolution and the Industrious Revolution,” J. Econ. Hist., 1994.

R. Sundar, A. N. Balaji, and R. M. Satheesh Kumar, “A review on lean manufacturing implementation techniques,” in Procedia Engineering, 2014.

J. F. Francolí y R. Blanco Díaz, “Estado actual y perspectivas de la impresión en 3D,” Barcelona, 2014.

M. M. Herterich, F. Uebernickel, and W. Brenner, “The impact of cyber-physical systems on industrial services in manufacturing,” in Procedia CIRP, 2015.

A. Vazhnov, Impresión 3D. Cómo va a cambiar el mundo, Baikal. 2013.

N. Hopkinson, R. Hague, and P. Dickens, Rapid Manufacturing: An Industrial Revolution for the Digital Age. 2005.