El diseño mecánico de productos. Retos y simplificación de costes.

El diseño mecánico de productos es un proceso creativo mediante el cual, se crean soluciones a problemas y requisitos técnicos mediante soluciones físicas. El diseño mecánico incluye análisis de estructuras, materiales, ingeniar partes y determinar su correlación. 

El criterio para evaluar el diseño mecánico de un producto, está relacionado con la simpleza de las soluciones y su efectividad funcional. 

O sea, el mejor diseño mecánico no es el más complejo, sino el más simple. El diseño mecánico con menor cantidad y complejidad de partes, sin renunciar al cumplimiento de los requisitos funcionales, es mucho más rentable y por tanto, más probable su éxito en el mercado. 

El diseño mecánico es una de las disciplinas clave en el proceso de creación de prototipos. En cambio, es importante comprender que las soluciones exclusivamente mecánicas, no son sencillas ni baratas. 

Costes del diseño mecánico de productos.

Existe una falsa creencia popular: Si el producto no tiene ni programación, ni AI, ni sensores, ni programación, es un producto simple. 

Es clave comprender que estas disciplinas, llegan precisamente para optimizar las soluciones exclusivamente mecánicas. Por tanto, aunque veamos las soluciones electrónicas muy lejos de nuestras capacidades y alcance, normalmente son mucho más sencillas y competitivas que los productos que se basan exclusivamente en el diseño mecánico de producto. 

Ejemplos de productos con diseños mecánicos complejos.

En Let´s Prototype hemos diseñado y desarrollado múltiples prototipos con alta complejidad en diseño mecánico: El lanzapelotas para padel, chupete para caída vertical, escalón con patas entre casi un centenar de ejemplos de prototipos que, de una forma u otra incorporan cierta complejidad en diseño mecánico de productos.

Herramienta para disminuir el precio del diseño mecánico de productos.

Diseñar soluciones mecánicas para productos, puede requerir mucho tiempo y dinero. Conseguir la mejor opción de diseño mecánico, implica muchísimas pruebas de concepto, reducción de Nº de piezas y simplificación continua para disminuir los costes de fabricación de un producto, entre otras medidas necesarias para llegar a un diseño mecánico para un producto competitivo. 

La magia no existe, pero la electrónica sí. 

Aunque hay casos de prototipos donde el uso de la electrónica no es conveniente, también es cierto que en muchas ocasiones, se renuncia a su uso por capricho de los diseñadores e inventores. En la mayoría de retos complejos en materia de mecánica para creación de productos, pueden simplificarse las soluciones con la inclusión de soluciones electrónicas. 

A continuación, algunos ejemplos de retos asociados al diseño mecánico que pueden simplificarse con soluciones electrónicas:

diseño mecánico de productos

Diseño de mecanismos simples

Para la creación de productos que necesiten incorporar movimientos alternantes o conversiones de fuerza, se requiere la inclusión de diversas partes, como: engranajes, levas, sistemas de transmisión mecánica, etc…  El diseño mecánico de estas soluciones, es sustancialmente más caro y complejo que el uso de motores paso a paso y actuadores lineales, fácilmente controlables con entornos de programación básica. 

Limitaciones de espacio en diseño mecánico de productos.

En el la logística, almacenamiento, incluso, en el lado del cliente, la competencia por el espacio es crucial. Por tanto, en la mayoría de productos es clave la optimización de dimensiones. En este sentido, los componentes electrónicos son muy eficientes para simplificar diseños mecánicos complejos. El uso de sensores y componentes periféricos, pueden sustituir diseños mecánicos complejos, que requieren mayor Nº de piezas, espacio y complejidad  en su ensamblaje. 

Desgaste y necesidad de mantenimiento de mecanismos.

Otro de los argumentos claros en los que la electrónica simplifica los retos del diseño mecánico de productos, es la previsión de desgaste y necesidad de mantenimiento de los productos. En el caso de diseños de mecanismos complejos, el desgaste por fricción es uno de los puntos que requieren mantenimiento continuo, engrasado, etc… Por el contrario, la inclusión de sensores ópticos, componentes básicos como son los finales de carrera o bien soluciones magnéticas, simplifican sustancialmente estos inconvenientes comunes en prototipos y productos mecánicos. 

Gestión de tolerancias.

Uno de los retos más complejos en el diseño mecánico de productos, es conseguir precisión en los sistemas. La gestión de tolerancia en el sistema mecánico, requiere ciclos de iteración muy costosos, hasta tanto se consigue una calibración correcta de los medios de fabricación. Además, el mínimo fallo, imperceptible al ojo humano, pone en riesgo el funcionamiento del mecanismo en cuestión.

Existen soluciones electrónicas muy baratas y accesibles para evitar los riesgos que supone la gestión de tolerancias en diseños mecánicos de productos, estos sistemas permiten la calibración vía software, a través de plataformas intuitivas que permiten un alto nivel de automatización en el control de estos posibles fallos.

La capacidad de integrar disciplinas en el proceso de desarrollo de un producto, es sin duda la principal ventaja competitiva que puede aportar una empresa de creación de productos innovadores. El diseño mecánico de productos es y será la columna vertebral de la mayoría de los prototipos y productos innovadores. En cambio, el dominio y acceso a otras disciplinas, como parte del mismo equipo y laboratorio, favorece y en algunos casos, determina, las posibilidades de éxito comercial de los productos. 

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