Entrega Final Opazo Rozas

Tecnologías Aplicadas en Arquitectura.
MARQ PUC 08’.
Labarca_ Pinochet.

Martín Opazo_ Sebastián Rozas.

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INDICE:

Introducción
Etapa 1: Investigación.
1.01 los campos magnéticos
1.02 estudio de las herramientas de campos magnéticos
1.03 experimentación de las herramientas de campos magnéticos
Etapa 2: Diseño.
2.01 Definición de superficie.
2.02 teselación.
2.03 definición panel.
2.04 diseño del sistema
2.05 Planimetría

Etapa 3: Fabricación de componentes.
3.01 despiece y corte láser.
3.02 despiece y corte CNC
3.03 modelo tallado CNC

Etapa 4: Montaje.
4.01 Producción panel PAI
4.02 Montaje
4.03 Producto
Etapa 5: Conclusiones y proyección del trabajo.


1.01 Los campos magnéticos

El estudio de la herramienta de los campos
magnéticos se enfoca en la búsqueda de las
posibilidades que puede brindar para generar
geometrías y patrones para la manufactura de un
panel.

La utilización de estos mecanismos generativos
requiere principalmente de 3 elementos: primero un
campo en el que interactúen las fuerzas, segundo
puntos de carga magnética y tercero la asignación de
la carga a dichos puntos.

En términos de los patrones que se pueden conseguir

1- Traspaso de datos de las fuerzas 2- Trazado de distintas secciones 3- Extracción de secciones dentro de
encontradas en cada punto de campo en el campo eléctrico que puedan campo de visualización de las
eléctrico de grilla. Trabajándolos como traducirse en surcos sobre la partículas, que puedan crean
posibles profundidades en una superficie. perforaciones o sustracciones en la
superficie. superficie.


1.02 Estudio de las herramientas de
Campos Magnéticos.

El estudio de la herramienta de los campos
magnéticos se enfoca en la búsqueda de las
posibilidades que puede brindar para generar
geometrías y patrones para la manufactura de un
panel.

La utilización de estos mecanismos generativos
requiere principalmente de 3 elementos: primero un
campo en el que interactúen las fuerzas, segundo
puntos de carga magnética y tercero la asignación de
la carga a dichos puntos.

En términos de los patrones que se pueden conseguir, 1 2
estos dependen directamente del modo en que las
fuerzas son representadas por el software.

Lo que ocurre en el espacio que se define tiene que
ver con la capacidad de atraer o repeler partículas que
cada punto según su carga determina .En este sentido,
existen tres posibilidades de generar geometrías:

1- Traspasando los datos de las fuerzas encontradas
en cada punto de campo eléctrico de grilla. Asignando
a su dirección y cantidad de fuerza (dependiendo de la
cercanía al punto cargado), un numero que pueda
utilizarse para crear profundidades en una superficie. 1 2

2- Trazado de distintas secciones en el campo eléctrico
que puedan traducirse en surcos sobre la superficie. O
bien, utilizar dichas líneas de patrones para crear
nuevas superficies.

3- Extracción de secciones dentro de campo de
visualización de las partículas, que puedan crean
perforaciones o sustracciones en la superficie.

3 3 3


1.03 Experimentación de las herramientas de Campos Magnéticos. planos

puntos de
A partir del estudio de las herramientas de campos magnéticos se decide llevar a cabo una experimentación que repelencia
pueda generar superficies , explorando las posibilidades formales que la herramienta ofrece, los mecanismos para
llevar a cabo una forma que pueda finalmente ser tallada en el router CNC de 3 ejes y la capacidad de las fuerzas de
hacerse visibles en el espacio al confrontar dos superficies.
Se comenzó por definir un espacio para la aplicación de fuerzas, definido por dos planos paralelos y la disposición de
puntos cargados magnéticamente dentro de ese espacio.
La idea inicial es utilizar las líneas que genera las secciones de campo (posibles trayectorias de partículas al ser
atraídas o repelidas por los puntos de carga) en relación a esos puntos para generar superficies con la herramienta
loft.
Frente a la imposibilidad de generar una superficie con todas las líneas que se producen en una plano (quedan
superficies intersecadas), se decide generar 4 superficies por separado (una en cada lado del plano que define el
espacio) y luego unirlas para tener la superficie final.

puntos de
superficie superior. atracción.

A-generación de líneas de sección lados B-generación de líneas de sección lados C-generación de superficies a partir de D-generación de superficies a partir de
cortos. largos. líneas de sección lados cortos. líneas de sección lados largos.

A-generación de líneas de sección lados B-generación de líneas de sección lados D-generación de superficies a partir de
C-generación de superficies a partir de
cortos. largos. líneas de sección lados largos.
líneas de sección lados cortos.

superficie inferior.


puntos de
puntos de
atracción. puntos de
repelencia. puntos de
repelencia.
atracción.
superficie superpuetas.

interseccione El resultado grafica dos cosas principalmente: la
s. interacción de los puntos según su tipo de carga y las
desencuentros. dificultades que presentan las superficies resultantes
para crear la continuidad necesaria para ser talladas
por un router de 3 ejes.
aristas
discontinuas. Primero, en los gráficos de las superficies
superpuestas se observa que los puntos de atracción
unen ambas superficies, ya que las líneas de sección
de campos llegan a ellos desde los bordes; a la vez que
los espacios que se producen entre las superficies
muestran aquellos lugares en los que se encuentran
los puntos de repelencia

Segundo, el método de Loft y unión de superficies
genera aristas muy finas, concavidades,
concavidades. desencuentros e intersecciones de la malla que
dificultan el acceso a dichos puntos de el router CNC.
Se debe entonces utilizar otro método para generar
las superficies (sin tener que unir), se hace necesario
estudiar la ubicación de los puntos de carga para
evitar tensionar excesivamente la malla y no crear
concavidades, y por último, manejar los bordes de la
malla para configurar algún tipo de teselación.
Análisis de superficies.


2.01 Definición de Superficie. 1.0 Definición de espacio de trabajo. 2.0 Generación de líneas de
sección de campo.

La estrategia para la generación de la superficie a
trabajar se basa en la idea de la elaboración de
geometrías sucesivas las cuales son utilizadas por Plan
nuevas herramientas en cada de paso de la definición os.
de la forma final de la superficie.

En términos de su diseño, se decide simplificar su
diseño hasta el punto de tensionar la superficie con el
mínimo de elementos que permitan al futuro panel
definir una nueva superficie mayor variada, en su Puntos
etapa de repetición y teselación. de carga.
Bajo estas condiciones, la primera tarea que
correspondió hacer fue la definición de un espacio de
trabajo en el cual las fuerzas magnéticas pudieran
interactuar. Se plantean tres planos paralelos de
40x40cms separados por 2 cms entre sí, generándose
un bastidor espacial para trazar las línea de sección de
campo. Dentro de este espacio se colocan dos puntos
magnéticos con carga positiva ubicados a 10 cms de
los bordes que conforman las esquinas opuestas de 4.0 Contour. 3.0 Bounding Box.
los planos. Un punto se coloca bajo el plano inferior y
el otro sobre el plano superior, tensionando la
superficie a formarse en el bastidor espacial.

El siguiente paso es el trazado de las líneas de sección
de campo por los bordes del bastidor. Estas líneas van
subiendo de nivel, por lo que se parte de una esquina
inferior y los segmentos van ascendiendo hasta el otro
extremo del bastidor. De este modo se producen
bordes en diagonal, que enriquecerán el
agrupamiento de paneles, juntos con el área mas
deprimida y elevada que tras se advierte con las
líneas generadas por la herramienta de líneas de
sección.

Estas líneas ya sirven de patrón para formar una
superficie y tras intentos con distintas herramientas,
se decide utilizar la triangulación de delunay.


2.01 Definición de Superficie. 5.0 Triangulación Delaunay.. 6.0 Superficie suavizada.

Para dicha aplicación es necesario generar puntos que
luego se unan óptimamente. Lo que se requiere es
cortar las líneas a intervalos regulares por planos que
son distribuidos en un “bounding box”. Este elemento
contiene dentro de si al objeto que se selecciona
dejando inscrito.

Con esta referencia es posible distribuir los planos de
corte, los cuales son producidos por la herramienta
“contour” a la distancia que uno estime conveniente,
en este caso 5 mm.

Con estos puntos es posible aplicar la triangulación
delunay que une óptimamente los puntos para
generar la nueva superficie. En un principio unía con
líneas que estaban fuera de la superficie lógica los
puntos de carga, generándose errores nuevas
superficies que entorpecían el resultado. El problema
lo causaba la concentración de puntos cortados en
esos lugares. Entonces se corrigieron los puntos
reemplazando dichas concentraciones por un solo 7.0 Proyección de líneas de sección. 8.0 Superficie y líneas
punto, lo que permitió que la triangulación generara
una sola superficie sin intersecciones, ni líneas extras.

La superficie resultante presenta lugares en los que la
triangulación se hace notoria, lo que afecta el
resultado buscado de una superficie curva (aún
cuando este formada por triángulos), por lo que se
procede a suavizarla para lograr la mayor continuidad
en el tallado que hará el router CNC.

Junto con la superficie, existe la idea de tallar en
bajorrelieve las líneas de sección de campo
magnético, las cuales son proyectadas sobre la
superficie ya suavizada.


2.02 Teselación.

Módulo inicial. Rotación. Par. Rotación. Rotación.

La teselación considera 2 aspectos: el visual
y el constructivo. Al decidir trabajar con un
solo modulo simétrico aparece el problema
de que la repetición de estos elementos sea
solo la acumulación de estos sin posibilidad
de configurar variaciones visuales. Por este
motivo, se parte diferenciando el modulo al
recortar la superficie deprimida dejando un
agujero. A partir de este modulo se plantea
generar una nueva unidad de 4 módulos
que tiene un centro que concentra los
agujeros de los módulos que van girando.
Panel Final. Visualmente podría considerar que los
módulos están en espejo, sin embargo al
construirse un solo modulo este debe girar
en la realidad.


2.03 Definición del panel.
Pestaña 1 cm.
para atornillar.

Elevación lateral.
Elevación frontal.

Perforación.

Corte A-A’.

El diseño del panel se elabora a partir de la Al pensarse que se probaran 2 moldes, uno En cuanto a la profundidad, esta queda
superficie que se generó con el uso de las de costillas cortadas en láser y otro tallado en finalmente en 8 cms, teniendo cuidado de
herramientas de campos magnéticos y el agujero el router, el panel no debe medir mas de 40 cm tallar la masa con la dimensión precisa
que se agregó para definir la teselacion. para ser cortado en el láser. (38x38 cmc), para que la fresa al tallar no
tenga conflictos con el borde.
Las restricciones de su diseño pasan principalmente Frente al problema de ser termoformado, el
por los procesos productivos para llevarlo a cabo, molde tampoco debe superar los 40 cm por lo
restringiendo el tamaño (alto, ancho y profundidad) que se deja que la parte sólida del panel mida
y la incorporación de un sistema de montaje en el 38 cm, quedando una pestaña de 1 cm en todo
mismo panel. el perímetro para ser atornillado a la futura
estructura.


2.04 Diseño del sistema.

Cara texturada.
Pestaña 1 cm. Panel
para atornillar. termoformado
en PAI.

Tubo de PAI.

Cara lisa

Costillas
de terciado.
Panel termoformado
en PAI.

Con el objetivo de sacar partido al panel con Los paneles se producirán de dos formas
agujero se plantea la posibilidad de que la diferentes unos serán de costillas y los otros a
estructura soportante de los paneles pueda partir de una pieza tallada, caracterizando
ser revestida por ambas caras, conformando cada lado del tabique por la textura que estos
un tabique. tendrán..

Este tabique permite a la teselación de La unión entre ambos paneles requiere de
paneles conformar un objeto auto un tubo de PAI el cual se termo formará a
soportante que deja mirar a través de él. partir de las mitades de este “corazón”
armado de costillas cortadas en láser.
El armado del tabique implica la producción de
una estructura de costillas interceptadas y Para la unión de este tubo los paneles
ensambladas, cuyos cantos permiten a los dejaran pestañas que permitan que este se
paneles ser fijados con tornillos en las pueda pegar.
pestañas que tiene en su perímetro.


2.05 Planimetría del Tabique.

A
Elevación tabique.

Planta.
Corte A-A’.


3.01 Despiece y corte láser.

Las costillas que ahí se presentan son
fruto de división de la malla con la
herramienta contour a intervalos de 2.5
mm.Los cortes se ejecutan sobre planchas
de mdf de 3mm de 40 x 40 cm compradas
pre dimensionadas.

Con el fin de optimizar las planchas, la
piezas pequeñas fueron ubicadas en los
paños llenos de las piezas mayores,
llegando finalmente a utilizar solo 17
planchas para los 24 cortes.

El cortador se configura a 100% de
potencia y velocidad 2.5.

Tras ser cortadas las planchas son
pegadas y prensadas


3.01 Despiece y corte láser.

Los tubos que unirán los paneles de PAI, se
moldearán en mitades, las cuales será formadas
por costillas de mdf que se cortan en el láser
para luego encolarse.


3.02 despiece y corte CNC.

El corte de la estructura se realizó en una placa de terciado de 9mm. Debido ala orden con se
programó el corte los bordes se cortaron antes que los agujeros interiores, produciendo que la plancha
empezara a saltar sobre la mesa, por lo que fue necesario cancelar el corte y omitir los agujeros.


3.03 modelo tallado CNC.

La producción del segundo molde utiliza la
superficie generada en rhino y se corta “split”,
un espacio de la misma dimensión que la del
molde de costillas.

Materialmente el molde se compone de cuatro
placas de mdf de 20 mm que encolan y se
presentan el día anterior al tallado. El molde
se hace de la dimensión exacta de lo que se
quiere obtener, evitando dejar bordes ya que
por la profundidad del tallado el programa
muestra zonas en las que el mandril del router
intersecarla la masa

Utilizando el programa visual mill, se
programas 2 tareas: desbastado y finishing.
La fresa utilizada es doble filo de 6.2 mm de
diámetro.


4.01 PAI.

Los modelos obtenidos tanto de la maquina de
corte láser y la CNC, posteriormente se les realiza
ciertos ajustes para facilitar el proceso de
termoformado y así permitir un desmolde sin
mayores complicaciones. En el caso del molde
tallado en la CNC, se pule su superficie con el fin
de eliminar en parte su rugosidad (fig. c), al modelo
cortado con láser se lijan sus bordes, redondeando
a b c los puntos en donde el modelo podría trabarse con
el PAI. A ambos modelos se les realiza un corte
diagonal en sus bordes con el fin de eliminar la
resistencia al desmolde y agilizar el proceso de
fabricación.(fig. a,b)
Ya los modelos ajustados se ubican en la maquina
de termoformado, y se observa un primer problema
o primer punto a modificar en el proceso. Los
extremos mas altos de cada modelo deben
ubicarse hacia el centro de la mesa de vacío (fig.
d e f d,e) , ya que si se ubican hacia fuera, la menor
cantidad de material de PAI en el extremo de la
plancha produciría paneles mas frágiles y débiles
que se romperían con mayor facilidad.
Otro aspecto a considerar fue la proximidad entre
elementos sobre la mesa de vacío, ya que si la
separación entre elementos no era la suficiente se
producían fallas en el termoformado, por lo que se
tuvo que considerar en cada moldeado, la
g h proximidad entre elementos.(fig.f)
A pesar de las consideraciones que se tuvieron en
realizar ciertos ajustes para el desmoldamiento,
igual se tuvieron problemas, realizando el
desmoldamiento a través de cortes en los vértices
con el fin de dañar lo menos posible los paneles de
PAI .(fig. g)
i Finalmente los paneles resultantes se ajustaron a
la medida de la cuadricula de la estructura.(fig.h,i)


4.02MONTAJE.

La estructura soportante se diseño para ser cortada en la
maquina CNC y posteriormente solo ser ensamblada a
través de un sistema simple de acoplamiento, en donde
las piezas mas cortas o transversales se introducían por
unas hendiduras ubicadas en los cuerpos verticales y
mediante el giro se permitía el ensamble de las piezas. El ya que el hecho de hacer las hendiduras a mano no permitía un calce perfecto entre piezas.
proceso de corte no fue el optimo ya que posteriormente Al tratarse de una estructura con paneles por ambos lados, se necesito que fuera auto soportante,
nos daríamos cuenta de que las hendiduras necesitarían por lo que se diseño un soporte de pie el cual unido a unos pernos se hacia cargo de mantener de
un proceso mas individual que solo pertenecer al proceso pie a la estructura.
de corte general. Al arrojar el problema se opto por Los paneles de PAI se atornillaron a la estructura de madera con tornillos volcanita de ½ pulg.
terminar los cortes a mano utilizando una fresadora de Permitiendo un rápido montaje de las piezas. Originalmente el diseño consideraba un tubo de PAI
corte manual, realizando las hendiduras necesarias en que uniría ambos paneles de cada lado de la estructura, a través de la abertura que posee cada
los elementos verticales de la estructura. panel, provocando así un efecto de bloque en el elemento constructivo, esto no fue posible hacerlo
Posteriormente se ensamblan las piezas y se refuerzan ya que la instalación del tubo fue dificultoso al encontrarse prácticamente en el interior de las
las uniones con ángulos silla de 4 tornillos, estructura y no tener acceso limpio a la pieza.


4.03 PRODUCTO FINAL.


5.00 REFLEXION/PROYECCION.

El solo hecho de conocer como funciona una maquina,
ya nos entrega un conocimiento que informa
posteriormente al diseño. Importa, en la experiencia del
trabajo, conocer las capacidades y límites de los
procesos que se involucran en la fabricación, ya que a
partir de estas podemos ofrecer diseños realizables o
fabricables que aspiren a ser replicables en materia bajo
mínimas diferencias con su concepción digital. Podemos
responder a la fabricación digital con mayor precisión si
se dominan los procesos que se involucran en la
manufactura, entendiendo como se hace algo o como se
haría algo, antes de hacerlo.

La experimentación es clave en conocer el
funcionamiento optimo de los procesos, y es fundamental
para identificar sus falencias y como responder a estas.
Conociendo los limites de los procesos podemos ser
capaces de saber lo que somos capaces de fabricar y la
calidad de lo que fabricamos.

Podemos afirmar después de la experiencia del trabajo
de diseño y fabricación que el dominio del proceso
asegura la calidad en la producción y evita los riesgos en
esta, es decir si se anticipa el funcionamiento del proceso
se evitarían problemas en la producción.

Es interesante comenzar a entender que bajo la lógica de
mercado actual, el tema de la fabricación se mueve de
manera natural y que el “como se hace” es tan
importante como “lo que se hace”, comprendiendo la
importancia de ambas se podrían lograr mayores
rendimientos en diseño a mas bajo costo.


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