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Mecatrónica e ingeniería de precisión

Mecatrónica e ingeniería de precisión

IK4-TEKNIKER trabaja con diversas tecnologías de la ingeniería que permiten abordar el diseño y, la simulación y validación de sistemas mecatrónicos, desde el análisis de requisitos y desarrollo de diseños conceptuales hasta el suministro y validación de prototipos plenamente funcionales.

La mecatrónica consiste en la interactuación sinergética entre diversas disciplinas de ingeniería (mecánica, control, microelectrónica, computación, etc.) orientada a la integración de funcionalidades en máquina o dispositivo.

Sin embargo, el concepto de ingeniería de precisión incluye el diseño y desarrollo de máquinas y dispositivos siguiendo unos principios básicos orientados a priorizar la precisión sobre cualquier otro requisito.

Ambos conceptos agrupados en esta área de investigación permiten a IK4-TEKNIKER destacar en actividades tanto de investigación más básica (por ejemplo, en sistemas de sustentación y guiado electromagnético) como en su aplicación; preferentemente mediante el desarrollo de prototipos en distintos sectores como máquina herramienta, energías renovables, equipamiento para grandes instalaciones científicas, etc.

Las tecnologías que domina IK4-TEKNIKER se enfocan tanto al análisis teórico como a los resultados experimentales, siendo la correlación entre ambos un elemento vital para el desarrollo del concepto más básico hasta el equipo final plenamente operativo.

Las tecnologías fundamentales en relación al análisis teórico son las siguientes:

  • Análisis estructural (deformaciones, tensiones, fatiga, dinámica, materiales compuestos)
  • Cinemática y dinámica (sistemas multi-body, accionamientos, sistemas de transmisión y guiado, rotodinámica)
  • Ingeniería de precisión (error budget, diseño de precisión, optomecánica, compliant mechanisms, metrología dimensional)
  • Mecánica de fluidos (hidráulica, sistemas hidrostáticos, magnetoreológicos, neumática de altas solicitaciones)
  • Ingeniería termoenergética (transferencia de calor, termodinámica)
  • Simulación multi-dominio y multi-física
  • Modelado y simulación temporal de sistemas, diseño y ajuste de controladores

También se trabajan tecnologías experimentales tales como:

  • La medición de esfuerzos mediante extensometría
  • Análisis de vibraciones (análisis modal, modal operacional, equilibrado)
  • Tecnologías de medición de temperatura (termografía, termopares, pirometría)
  • Metrología dimensional mediante el desarrollo de procedimientos ad hoc, técnicas de multilateración, de medición con contacto (palpadores) y sin contacto (láser, óptica, inductivos), digitalización 3D y fotogrametría.

 

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    La mecatrónica consiste en la interactuación sinergética entre diversas disciplinas de ingeniería (mecánica, control, microelectrónica, computación, etc.) orientada a la integración de funcionalidades en máquina o dispositivo.

    Sin embargo, el concepto de ingeniería de precisión incluye el diseño y desarrollo de máquinas y dispositivos siguiendo unos principios básicos orientados a priorizar la precisión sobre cualquier otro requisito.

    Ambos conceptos agrupados en esta área de investigación permiten a IK4-TEKNIKER destacar en actividades tanto de investigación más básica (por ejemplo, en sistemas de sustentación y guiado electromagnético) como en su aplicación; preferentemente mediante el desarrollo de prototipos en distintos sectores como máquina herramienta, energías renovables, equipamiento para grandes instalaciones científicas, etc.

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    Las tecnologías fundamentales en relación al análisis teórico son las siguientes:

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    CARACTERÍSTICAS DEL EQUIPO

    • Microscopio interferométrico de luz blanca para la medición con alta resolución de superficies en 3D
    • El rango vertical del equipo va desde 0,1 nm hasta 1 mm 
    • Su repetibilidad puede llegar a ser de 0,01 nm

    EXPERTISE

    • Mediciones de superficies 3D con alta resolución
    • Caracterización de rugosidades de superficies y mediciones de desgaste de componentes
    • Control de procesos de micro fabricación por fotolitografía y láser, y análisis de desgaste y de rotura
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    CARACTERÍSTICAS DEL EQUIPO

    • Sistema interferométrico portátil con capacidad de realizar el seguimiento de un reflector móvil
    • La medición de longitud se realiza con una incertidumbre de U = 0,2 µm + 0,3 µm/m y se procesa a través de la multilateración para obtener las diferentes componentes del error geométrico
    • La resolución del equipo es de 0,001 µm

    EXPERTISE

    • Verificación volumétrica de máquinas de medir por coordenadas (MMC) y máquinas herramienta (MH), así como la interpretación y análisis de los errores geométricos obtenidos
    • Compensación volumétrica de MH a través de los módulos de compensación volumétrica para los principales controles CNC del mercado
    • Compensación volumétrica de MMC con la colaboración de los fabricantes de las MMC
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    CARACTERÍSTICAS DEL EQUIPO

    • Máquina de medir por coordenadas portátil para la medición 3D in situ
    • Precisión de U = 15 µm + 6 µm/m 
    • Equipo portable

    EXPERTISE

    • Verificación y asesoría dimensional de piezas, componentes y utillajes de tamaño medio y grande, considerando los requerimientos, procedimientos y normas a tener en cuenta en cada caso
    • Investigación y desarrollo ad hoc de soluciones de medición específicas basado en láser tracker
    • Desarrollo e investigación de soluciones de calibración para MH de gran tamaño
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    CARACTERÍSTICAS DEL EQUIPO

    • Medidora de tres coordenadas con volumen de medida 800x1000x600 mm 
    • Precisiones de (0.4+L/900) µm en cada eje y (0.7+L/600) µm en volumen
    • Equipada con cabezal VAST-GOLD con posibilidad de toma de puntos discretos y palpado continuo

    EXPERTISE

    • Calibración de gran variedad de patrones
    • Verificación de piezas
    • Comparativa CAD de perfiles
    • Verificación de engranajes
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    CARACTERÍSTICAS DEL EQUIPO

    • Uso de la fluorescencia (epi-fluorescencia)
    • Enfoca un solo plano de la muestra
    • Elimina la información proveniente de otros planos no enfocados de la muestra
    • Obtención de cortes ópticos seriados a partir de muestras con cierto grosor o cuyo corte fino se dificulta
    • Gracias a programas de computación, se combinan los cortes ópticos seriados, y a partir de ellos, se reconstruye la estructura observada en tres dimensiones

    EXPERTISE

    • Medición del área y volumen de huellas micrométricas
    • Medición de alturas nanométricas y micrométricas, escalones de una muestra o huella
    • Obtención de secciones para la reconstrucción 3D
    • Aplicaciones en el campo de la física, la química, biología celular, biomedicina, etc.
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    CARACTERÍSTICAS DEL EQUIPO

    • Caracterización dimensional de muestras con rango vertical de medida de hasta 1μm con una resolución de 1nm
    • Modos de medida en contracto y semi-contacto

    EXPERTISE

    • Medidas de precisión de las nanoestructuras sobre polímeros para optimizar y garantizar la repetitividad del proceso de fabricación
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    CARACTERÍSTICAS DEL EQUIPO

    • Microscopio electrónico de barrido con cañón de emisión de campo con columna GEMINI para alta resolución y análisis
    • Resolución de 0.8 nm hasta 4.0 nm dependiendo del kV empleados
    • Voltaje de aceleración de 0.02 V hasta 30 kV
    • Hasta 1.000.000 de aumentos
    • 5 aperturas: 10 µm, 20 µm, 30 µm, 60 µm y 120 µm
    • Máximo peso de la muestra: 0.5 Kg
    • Compensador de carga para evitar que los materiales no conductores se carguen 
    • Diversos tipo de detectores (Inlens, SE, AsB, ESB, EDS, EBSD)

    EXPERTISE

    • Estudio de superficies micro y nano
    • Verificación de piezas
    • Fractografía y microanálisis
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    CARACTERÍSTICAS DEL EQUIPO

    • Máquina de medir por coordenadas portátil para la medición 3D de nubes de puntos de densas 
    • Gracias a la captura masiva de puntos, se realiza la medición de piezas y componentes con errores de forma altos y superficies libres

    EXPERTISE

    • Caracterización geométrica y dimensional de componentes de diferente tamaño y volumen
    • Comparativa CAD 3D
    • Análisis y asesoría dimensional de componentes con errores de forma altos y geometrías libres (Componentes de plástico, piezas fundidas, etc.)
    • Ingeniería inversa
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    CARACTERÍSTICAS DEL EQUIPO

    • Máquina de medir por coordenadas portátil para la medición 3D de la posición de unos puntos objetivo (dianas) sobre el mensurando
    • Contraste basado en la rapidez de uso y la precisión (Aprox. 25 µm en un metro) de esta técnica de medición

    EXPERTISE

    • Caracterización de componentes de diferente tamaño y volumen 
    • Análisis de deformaciones de estructuras
    • Asistencia al digitalizado previa medición con fotogrametría
    ) ) )
  • Fotos

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