diseño de producto

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ejercicio de matriz triz con dfea para diseño de un producto

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TAREANOMBRES: Leandro Miranda Jimnez Lina Paola Garzn Gonzlez Jorge Enrique Perez Rico Natalia Romero Ramrez

CONTRADICCIN TCNICA 1:Problema: Se requiere que el recipiente contenedor de agua tenga una mayor capacidad para obtener ms agua purificada.Contradiccin: Al ser ms grande el contenedor de agua podemos tener ms capacidad, pero el peso del objeto puede aumentar.a) Mejora: Capacidad de tener ms agua (8)b) Empeora: Peso del sistema (2)Principios inventivos: En el cruce de la matriz Triz con el 8 en las filas y el 2 en las columnas, se obtienen los principios inventivos: 35, 10, 19, 1410. Accin anticipada.Llevar a cabo una accin anticipada, o arreglar/preparar objetos, de manera anticipada, de tal forma que entren en accin en el momento de ser requeridos (inyectar una sustancia ablandadora a la carne, para que se suavice cuando se cocine).14. Esfericidad.Reemplazar partes lineales con curvas o esferas, uso de rodillos o espirales (tornillo de Arqumedes), reemplazar un movimiento lineal con otro rotatorio, o usar la fuerza centrfuga.19. Accin peridica.Remplazar una accin continua con una peridica o con pulsos, cambiar la frecuencia en acciones peridicas, o utilizar pausas entre pulsos para obtener un beneficio adicional.35 Transformacin de propiedades.Cambio del estado fsico de algn componente (licuado del gas para su almacenamiento), cambio de concentracin o densidad, o cambio de temperatura.

Aplicacin de cada principio al problema especfico:Principio 10. Accin anticipadaSi el agua que se utiliza para generar la reaccin qumica es pura, el peso del sistema se ver favorecido, y si utilizamos materiales livianos (acetato de celulosa) como recipiente de agua se disminuye an ms el peso y se favorecen condiciones ambientales (ver tabla 1).

Principio 14. Esfericidad.Reemplazar partes lineales con curvas o esferas, puede utilizarse para disear el objeto de manera que el sitio indicado para sujetar el producto, sea ideal para que de acuerdo a su forma y al ngulo de donde se sujete, permita menos esfuerzo al transportar el producto.Principio 19. Accin peridica. Reemplazar una accin contina con una peridica o con pulsos, no favorecer el hecho de utilizar la totalidad del volumen que sera adecuada para favorecer el volumen. Lo que no nos resulta til.Principio 35. Transformacin de propiedades. Si el agua cambia de un estado lquido a un estado gaseoso, el peso del sistema que la contiene se ver afectado positivamente.

Solucin: Para contrarrestar el efecto negativo proporcionado por el aumento del peso, se aplica el principio de transformacin de propiedades, de manera que el agua permanezca en estado gaseoso. Y aplicamos tambin el concepto de accin anticipada de manera que antes de la reaccin qumica se utilice agua purificada, eliminando as el peso de las impurezas, y nos anticipamos con el uso de materiales biodegradables y poco pesados.

CONTRADICCIN FSICA 1: Contenedor de agua grande pero pequeo al mismo tiempo.La solucin a esta contradiccin fsica, la plantearemos a partir de la solucin de una contradiccin tcnica, como se muestra a continuacin:Problema: Se requiere que sin importar la capacidad utilizada del recipiente, este sea fcil de operar, igualmente, que el recipiente contenedor de agua tenga una mayor capacidad para obtener ms agua purificada.CONTRADICCIONES TCNICAS PARA LA SOLUCIN DE LA CONTRADICCIN FSICA: CONTRADICCIN TCNICA 1.2: Tensin/presin contra peso de un objeto inmvil. Al mejorar la capacidad de almacenamiento del sistema, se ve afectada la resistencia a la tensin del materialCONTRADICCIN TCNICA 1.3: Cantidad de sustancia contra facilidad de operacin. Al ser ms pequeo un objeto, resulta ms sencillo operarlo pero la cantidad de sustancia a purificar ser menor.

1. contradiccin tcnica:(Tensin/presin contra peso de un objeto inmvil.)Mejora: el objeto almacena bastante sustancia agua, pero pesa poco.(2)Peso de un objeto inmvil.Empeora: Tensin/presin.(11) esfuerzo o presin.Principios inventivos: En el cruce de la matriz de parmetros TRIZ con el 2 en las filas y el 11 en las columnas, se obtienen los principios inventivos: 10, 13, 18, 29.Principio 10: Accin Previa Ordene los objetos de tal manera que puedan entrar en accin sin prdidas de tiempo esperando la accin (y de la posicin ms conveniente). Lleve a cabo la accin requerida con anticipacin por completo, o al menos una parte.Principio 13: Inversin: Voltee el objeto, la parte de arriba hacia abajo. Haga una parte movible del objeto o el ambiente exterior inamovible y la parte inmvil hgala movible. En lugar de una accin dictada por las especificaciones del problema, implementar una accin opuesta.Principio 18: Vibracin Mecnica En lugar de vibraciones mecnicas, use piezo vibradores e use vibraciones ultrasnicas en conjuncin con un campo electromagntico. Use la frecuencia de resonancia. Si la oscilacin existe, incremente su frecuencia, aun tanto como hasta la ultrasnica. Ponga un objeto en oscilacin.Principio 29: Uso de una Construccin Neumtica o Hidrulica Reemplace las partes slidas de un objeto por gas o lquido - estas partes pueden usar aire o agua para inflarse o utilizar cojines hidrostticos.

APLICACIN DE CADA PRINCIPIO AL PROBLEMA ESPECFICO:Principio 10: Accin Previa: Ensamblar de una manera adecuada el filtro en el recipiente que se llena de agua, este mecanismo puede ser ms rpido para generar agua purificada y consumir al instante sin demora. Principio 13. Inversin: Voltear el objeto de arriba hacia abajo o hacer partes mviles, no ofrece una solucin a la contradiccin.Principio 18. Vibracin Mecnica: las vibraciones mecnicas producidas por vibradores o vibraciones ultrasnicas no ofrecen una posible solucin a la contradiccin.Principio 29. Uso de una Construccin Neumtica o Hidrulica: Se adaptaran dos bombas extrables de tipo neumtico, de manera que si se necesita almacenar agua extra se ensamblan y se llenan.SOLUCION: La solucin tomando los principios aplicados el problema especfico es producir un recipiente que se ensamble de una manera adecuada el filtro que se llena de agua, este mecanismo puede ser ms rpido para generar agua purificada y consumir al instante sin demora, adaptando dos bombas extrables de tipo neumtico, de manera que si se necesita almacenar agua extra se ensamblan y se llenan.

2. Segunda contradiccin tcnica que soluciona la contradiccin fsica: Cantidad de sustancia contra facilidad de operacin.Mejora: a menor tamao se puede operar el objeto con mayor facilidad. facilidad de operacin 33.Empeora: se reduce la capacidad del almacenamiento del tanque debido a que se tiende a hacer el objeto ms pequeo cantidad de sustancia 26.Principios inventivos: En el cruce de la matriz de parmetros TRIZ con el 33 en las filas y el 26 en las columnas, se obtienen los principios inventivos: 13, 3,10, 27Principio 13 .Inversin Voltee el objeto, la parte de arriba hacia abajo. Haga una parte movible del objeto o el ambiente exterior inamovible y la parte inmvil hgala movible En lugar de una accin dictada por las especificaciones del problema, implementar una accin opuestaPrincipio 3. Calidad Local Coloque cada parte del objeto en las condiciones ms favorables para su funcionamiento. Hacer que diferentes partes del objeto lleven a cavo diferentes funciones. Transicin de una estructura homognea de un objeto o medio ambiente Objeto Barato de Vida corta en vez de uno caro y durable Reemplace un objeto costoso por una coleccin de algunos poco costosos, comprometiendo otras propiedades (longevidad, por ejemplo)Principio 10 .Accin Previa Ordene los objetos de tal manera que puedan entrar en accin sin prdidas de tiempo esperando la accin(y de la posicin ms conveniente) Lleve a cabo la accin requerida con anticipacin por completo, o al menos una partePrincipio 27: Objeto Barato de Vida corta en vez de uno caro y durable Reemplace un objeto costoso por una coleccin de algunos poco costosos, comprometiendo otras propiedades (longevidad, por ejemplo)

APLICACIN DE CADA PRINCIPIO AL PROBLEMA ESPECFICO:

Principio 13: Inversin: Voltear el objeto de arriba hacia abajo o hacer partes mviles, no ofrece una solucin a la contradiccin.

Principio 3. Calidad local: El objeto podr llevar unas bombas inflables que podrn ser utilizadas como se dijo anteriormente de tanques extras pero a su vez una de estas podr ser utilizada como mango para sujetar el objeto llenado la de aire o liquido como en la solucin anterior .

Principio 10 .Accin Previa: los objetos que componen el elemento deben estar todos organizados por colores o numeraciones para que el usuario pueda ensamblar rpidamente o desensamblar si existe algn componente que es su momento no necesite.

Principio 27: Objeto Barato de Vida corta en vez de uno caro y durable: Reemplazar objetos costosos por varios econmicos, no aplica para la solucin del problema.

SOLUCION: los objetos que componen el elemento deben estar organizados por colores o numeraciones para que el usuario pueda ensamblados o desensamblados con facilidad y pueda ser utilizados por la mayor cantidad de personas y el principio 3 nos ofrece una solucin con los tanques descritos anteriormente ya que son fciles de ensamblar y cumplen una doble funcin.

CONTRADICCIN FSICA 2:El cargador es nuestro sistema entero y el recipiente contenedor de agua es nuestro elemento con exigencias fsicas contrarias. Su capacidad para contener agua y a su vez servir de contenedor para generar la reaccin qumica que cargar un telfono celular es exactamente el aspecto que debera satisfacer las exigencias contrarias. Ya que este contenedor debera ser electro conductivo y dielctrico.Para este problema la aplicacin del principio separacin en tiempo conduce a la solucin conceptual de la separacin de exigencias contrarias al momento de recolectar agua para generar energa y al momento de transferir dicha energa al cargador sin que esto genere cortos circuitos. Podemos proponer el siguiente concepto: Durante el llenado, el agua se almacena para ser purificada y simultneamente servir como parte de una reaccin qumica que permita la generacin de energa elctrica. Cuando el agua entra al recipiente debe ser dielctrica para no generar cortos circuitos, despus deber tener sus caractersticas naturales para generar una reaccin qumica que permita la generacin de energa elctrica. Cmo poner en prctica esta propuesta?Podemos proponer el llenado del recipiente en dos instantes de tiempo diferentes: uno donde se realice el proceso de purificacin con recipientes dielctricos, y un segundo momento despus de la purificacin donde ser generada la reaccin qumica que produzca energa elctrica con lo que evitamos posibles cortos circuitos que puedan daar el sistema.Aplicando DFE en triz:

TABLA 1:AtributoMejora ambientalRelacin con planteamiento en triz

Utilizacin de material biodegradable resistente al aguapolicaprolactona

La policaprolactona (PCL) es un polister aliftico biodegradable con un bajo punto de fusin de alrededor de 60C y al tener un bajo punto de fusin, es utilizado como un plstico capaz de ser moldeado a manoSe propuso como solucin de la contradiccin tcnica 2Adaptar un par de bombas de tipo neumtico de manera que si se necesita contener ms agua, sean utilizadas.El material a utilizar aplicando DFE sera la policaprolactona, dada su capacidad biodegradable, su peso su durabilidad y su capacidad para contener el agua.Con esto reducimos el impacto ambiental.

Utilizacin de materiales biodegradables (acetato de celulosa)est fabricado con materias primas orgnicas que proceden de fuentes renovables que al final de su vida til, al ser eliminado comoresiduo orgnico, este sedescomponeen un corto perodo de tiempo, en presencia de microorganismos; sirviendo deabono orgnicopara las plantas.En la solucin de la contradiccin de volumen contra peso, necesitamos un material resistente, poco pesado y amigable con el medio ambiente, por lo tanto el acetato de celulosa sera el ideal para el recipiente del agua. Reducimos el impacto ambiental.

Reciclaje del producto Al finalizar la vida til del producto, se pueden reciclar sus partesCuando tomamos accin anticipada para utilizar productos menos pesados, tambin buscamos que el producto sea reciclable.

CONCLUSIONES

Con la utilizacin del mtodo de triz pudimos moldear y corregir algunos problemas que creemos pueda llegar a tener nuestro producto, y al formular las contradicciones logramos obtener una mejor solucin en cuanto al diseo de nuestro cargador y purificador de agua, pensando en la comodidad de los usuarios ya que resolvimos problemas tales como el peso, el ensamble, la forma, funcionamiento, la facilidad de uso entre otras; con soluciones que no hubiramos pensado en utilizar y que ahora sabemos que hace que nuestro producto pueda llegar a ser realmente novedoso.

Aplicando el mtodo DFA en nuestro producto, nos ayud a mejorar el aspecto fsico del recipiente, debido a que nos enfocamos en encontrar materiales biodegradables tales como la policaprolactona, el acetato de celulosa; tambin nos enfocamos en buscar materiales que no pesen tanto con el fin de hacer que nuestro producto sea reciclable, ya que hoy en da los productos se fabrican siendo amigables con el medio ambiente y utilizando las tres R que son reutilizar material, reducir material y reciclar el material.

Con las mejoras realizadas unificando los dos mtodos buscamos que el producto tenga un ciclo de vida ms largo, y que sea un producto que se al cual puedan acceder fcilmente en cuanto al costo, practicidad y facilidad de uso.