Dissertação de Mestrado - Projeto Mecânico Automático de Dispositivos de Montagem para a Indústria Automóvel

Abstract

A indústria automóvel tem vindo a impor e aumentar as exigências no que diz respeito à relação entre a qualidade e o preço dos produtos, o que se reflete em tempos de produção cada vez menores. Para além disso, os produtos são cada vez mais produzidos em menores quantidades, mas em maior variedade. Tais requisitos requerem sistemas altamente automatizados nos domínios de preparação e realização das etapas de manufatura, incluindo o projeto mecânico. A redução dos tempos de entrega e do esforço requerido para o desenvolvimento de um projeto mecânico de dispositivos de montagem tem vindo a assumir um papel proeminente no âmbito do desenho técnico com recurso a tecnologias Computer Aided Fixture Design (CAFD). Na presente Dissertação apresenta-se e valida-se uma metodologia para automatizar o projeto mecânico de dispositivos de montagem, baseado na integração de um sistema inteligente de modelação tridimensional auxiliado pela ferramenta iLogic, do Autodesk Inventor. Adicionalmente, discute-se o princípio base de funcionamento do sistema, o desenho paramétrico, a sua configuração, os módulos funcionais em que se baseia, a representação lógica adotada, e as relações espaciais entre os componentes que constituem o dispositivo de montagem. Complementarmente, apresenta-se um exemplo ilustrativo de um dispositivo desenvolvido recorrendo ao sistema CAFD. Por fim, desenvolve-se um estudo preliminar de análise e comparação do impacte ambiental causado pela manufatura subtrativa e aditiva, bem como as conclusões obtidas e direcionadas para investigações futuras.

The automotive industry has been imposing and increasing demands regarding the ratio between product quality and price, which is reflected in increasingly shorter production times. Furthermore, products are progressively produced in smaller batches and wider varieties. Such demands require highly automated systems in the domain of preparation and consummation of manufacturing activities, including mechanical design. Hereupon, the reduction of delivery times and effort required for developing a jig or fixture design have assumed a prominent role in the scope of technical design using Computer Aided Fixture Design (CAFD) technologies. The present Thesis validates a methodology with the special purpose to automate a jig design system, based on the integration of an intelligent three-dimensional modeling system aided by Autodesk Inventor's functionality, iLogic. Additionally, the fundamental operating principle of the system, the parametric design, its configuration, the functional modules on which it is based, the logical representation adopted, and the spatial relationships between the components of the jig are discussed. Furthermore, an illustrative example of a device developed using the CAFD system is presented. In the end, a preliminary study of analysis and comparison within the scope of the environmental impact caused by additive and subtractive manufacturing is demonstrated, as well as the general conclusions with direction for future investigations, mainly in the additive manufacturing industry.