Implementación de la Metodología del Elemento Finito en SONY de Tijuana Este, S.A. de C.V.

Transcripción

1 Implementación de la Metodología del Elemento Finito en SONY de Tijuana Este, S.A. de C.V. Presenta: M.C. Jaime Octavio Garcia Cornejo

2 INTRODUCCION Sony de Tijuana Este fue establecida en México en 1987, como planta manufacturera de componentes electrónicos. Actualmente está dedicada a la producción de electrónicos: televisores de Proyección y LCD, teatros en casa, modulares y auto estéreos. Cuenta con un departamento de diseño enfocado al desarrollo de LCD TV, incluyendo diseño de software, eléctrico y mecánico. Para comenzar con la implementación de FEA, se eligió soportar el desarrollo de nuevas partes mecánicas, iniciando con el análisis estructural para el pedestal de un nuevo televisor de LCD de 37.

3 OBJETIVO Evaluar el comportamiento de los esfuerzos y los desplazamientos del sistema de pedestal de un televisor LCD de 37 y asegurar un buen comportamiento estructural del mismo, para lograr aprobar un criterio fundamental en la certificación interna Sony. (±1 de desvío con respecto a la vertical). Proponer cambios de geometría en partes nuevas que asegure un mínimo ahorro del 10% con respecto a la propuesta inicial de diseño.

4 INFORMACIÓN GENERAL Propiedades del material: Acero SECC Modulo de Young: 200 Gpa Relación de Poisson: 0.3 Densidad: 7.85e -06 Kg/mm 3 Máximo esfuerzo de cedencia: 125 Mpa Resistencia última a la tensión: 270 Mpa Bracket Neck Base Plate

5 INFORMACIÓN GENERAL (Bracket) Geometría A Geometría C Geometría B

6 INFORMACIÓN GENERAL (Neck) Geometría A T: 1.2 Geometría C Geometría B T: 1.2

7 INFORMACIÓN GENERAL (Base plate) Geometría A T: 1.2 T: 2.0 Geometría C Geometría B

8 CONDICIONES DE FRONTERA

9 CONDICIONES DE FRONTERA Fy = N X,Y,Z = 0

10 CONDICIONES DE FRONTERA Contacto entre superficies: Sin Separación. Contacto entre tornillos: Unido.

11 RESULTADOS Criterio de Falla: Para cada componente, se analizan los esfuerzos de acuerdo al criterio de falla de Von Mises. El esfuerzo es entonces dividido entre el máximo esfuerzo a la cedencia, y si el valor es menor a 1 significa que la parte no presentará falla por cedencia. Una parte que se encuentre con un valor mayor a 0.9Sy se considera marginal y NO ES ACEPTABLE. Criterio de aprobación: Por normativa interna de Sony, el televisor debe tener una desviación máxima de la vertical de ±1 cuando se encuentra soportando su propio peso. Cualquier valor fuera de ese rango se considera una condición fuera de especificación y NO ES ACEPTABLE.

12 RESULTADOS (Esfuerzos Von Mises en el bracket) Geometría A Geometría B Geometría C 1.118Sy 0.949Sy 0.885Sy

13 RESULTADOS (Esfuerzos Von Mises en el neck) Geometría A T: 1.2 Geometría B T: 1.2 Geometría C Sy= Sy= Sy= 0.624

14 RESULTADOS (Esfuerzos Von Mises en el base plate) Geometría A T: 1.2 Geometría A Geometría A T: 2.0 Sy= Sy= Sy= 0.495

15 RESULTADOS (Esfuerzos Von Mises en el base plate) Geometría A Geometría B Geometría C Sy= Sy= Sy= 0.489

16 RESULTADOS (Desplazamientos en el ensamble) Z = mm. Inclinación calculada 86.7 Inclinación calculada 89.1 Z = mm. Inclinación calculada 89.1 Z = mm.

17 PROTOTIPO (Verificación experimental) Geometría inicial. Geometría propuesta. Calculado 86.7 Calculado 89.1

18 ANALISIS DE COSTOS 3 semanas de ahorro en el tiempo de desarrollo. Además de los ahorros tangibles que presenta este estudio, hay muchos intangibles que son difíciles de cuantificar en este momento. Por ejemplo: la reducción en el tamaño del empaque para acomodar una mayor cantidad de televisores por camión, la ventaja competitiva que representa tener un televisor más ligero y la introducción temprana del modelo entre otros.

19 RESUMEN La simulación se realizó de manera satisfactoria, y se implementaron 3 nuevas geometrías con reducción de espesor. La experiencia previa en el diseño dictaba la utilización de partes de metal de 2.0 mm de espesor, y se logró implementarlas con un espesor de 1.6 mm. Una vez aplicados los cambios propuestos, el televisor quedó dentro de especificación (lo cual se corroboró experimentalmente).

20 CONCLUSION Se logro un ahorro aproximado del 15% en el costo de cada una de las partes que conforman el pedestal. Este caso demuestra la efectividad del uso del Método del Elemento Finito en los procesos de diseño de Sony. Se comprueba que se pueden reducir considerablemente los tiempos de desarrollo, así como evitar tener piezas sobrediseñadas. Estos dos aspectos bien aplicados, contribuirán de manera importante a tener un producto en el mercado en un menor tiempo, con un costo altamente competitivo y de muy buena calidad.

21 Muchas Gracias. M. C. Jaime Octavio Garcia Cornejo Application Engineer Sr Sony Electronics, Inc. Tel. (664) Ext Fax. (664)