Parte 1 — Diseño Paramétrico en Autodesk Fusion
Vista isométrica del modelo 3D con cotas paramétricas principales y boceto de la placa de anclaje con dimensiones de referencia (80 mm entre orificios, Ø8 mm).
Boceto Acotado — Perfil General
Boceto paramétrico del perfil de la escuadra. Dimensiones generales: 203 mm de ancho × 150 mm de alto,y desde el extremo del gancho hasta el principio de la curbatura 230 mm. La geometría curva del refuerzo optimiza la distribución de esfuerzos.
Cotas y Restricciones
Plano acotado completo con todas restricciones horizontales y verticales y las dimensiones paramétricas: radios de curvatura (R30, R63.5, R83, R181.9), espesor general de 8 mm, altura de la placa 112 mm, y detalle de orificios. Incluye dimensiones del refuerzo curvo con alturas de 144.5 mm y 169.3 mm.
Vistas del Modelo — Árbol de Navegación
Vista isométrica y frontal del modelo en Autodesk Fusion extruido a 100 mm . mostrando el árbol de diseño organizado: configuración del documento, diseño de piezas, cuerpos y bocetos paramétricos etc.
Modelo 3D — Vista Isométrica y Frontal
Representación visual de la escuadra mostrando la geometría curvilínea del refuerzo, los orificios de fijación y el perfil completo de la placa de anclaje. El diseño curvo distribuye mejor las tensiones que un nervio triangular convencional.
Materialidad
Vista isométrica renderizada de la escuadra en material polimérico Nylon 6 ( Poliamida). Se observa el diseño orgánico inspirado en el numero 5 ,con refuerzo curvo envolvente, ventana de aligeramiento rectangular en la placa superior, y orificios de fijación en la placa vertical.
Parte 2 — Simulación Estática: Material Asignado
Material seleccionado: Nylon 6 (Poliamida) — categoría Plástico.
- Factor de seguridad calculado por Límite de elasticidad
- Excelente resistencia mecánica y buena procesabilidad por inyección
- Ampliamente usado en componentes estructurales de mobiliario e industria
Condiciones de Contorno — Restricción Fija
Restricción de desplazamiento fija aplicada en la zona de la placa vertical de anclaje, simulando la fijación a pared mediante los dos orificios. La condición de contorno es coherente con el montaje real de la escuadra.
Aplicación de Carga — 500 N Vertical
Carga vertical de 500 N aplicada sobre la superficie superior del brazo horizontal, simulando el peso de una balda cargada. Distribución uniforme sobre la cara superior de soporte.
Generación de Malla — Elementos Finitos
Mallado del modelo para análisis por elementos finitos. La malla se adapta a la geometría curvilínea de la escuadra, con refinamiento en las zonas de concentración de tensiones como uniones y cambios de sección.
Resultado — Factor de Seguridad
El análisis muestra un coeficiente de seguridad muy elevado en toda la pieza (escala azul indica valores altos). La pieza resiste ampliamente la carga de 500 N sin riesgo de fallo.
- Zonas azules: factor de seguridad alto → diseño seguro
- No se observan zonas rojas ni amarillas críticas
- El refuerzo curvo envolvente contribuye significativamente a la rigidez global
Resultado — Tensión de Von Mises
Distribución de tensiones de Von Mises. Tensión máxima: 7.089 MPa.
- Zonas de mayor concentración de tensión en la unión entre brazo horizontal y placa vertical (zona cian/verde)
- El Nylon 6 tiene un límite de fluencia de aproximadamente 70-85 MPa → la tensión máxima está muy por debajo
- Las zonas azules (baja tensión) demuestran una distribución eficiente del esfuerzo
Resultado — Desplazamiento Total
Desplazamiento máximo: 1.594 mm en el extremo del brazo horizontal.
- Zona roja/amarilla: mayor deformación en la punta del brazo (esperable por la configuración en voladizo)
- Zona azul: mínimo desplazamiento en la placa de anclaje (correctamente fijada)
- La deformación de ~1.6 mm es aceptable para una escuadra de estantería doméstica
Simulación de Llenado en Molde
La simulación de llenado en molde para la escuadra IMB indica que la pieza se llena de manera completa y uniforme en un tiempo aproximado de 4.1 segundos, con un nivel de confianza del 100 %. Esto significa que el diseño del canal de inyección y la geometría de la pieza permiten un flujo adecuado del material sin presentar zonas de atrapamiento de aire ni dificultades de llenado.
El análisis muestra que el proceso es altamente eficiente, ya que la distribución del polímero se realiza sin generar defectos visibles como líneas de soldadura críticas o vacíos internos. La ausencia de problemas en el llenado asegura que la pieza mantendrá sus propiedades mecánicas y estéticas, reduciendo la probabilidad de rechazos en producción.
En términos prácticos, estos resultados validan la viabilidad de fabricación por inyección del diseño, garantizando repetibilidad y calidad en serie. Además, el tiempo de llenado relativamente corto contribuye a optimizar los ciclos de producción, lo que se traduce en mayor competitividad y confiabilidad del producto en aplicaciones comerciales.