INSTITUTO TECNOLÓGICIO DEPACHUCA Departamento Metal-Mecánica Ingeniería Mecánica Reporte de progreso “Diseño de una máquina desfibradora de residuos textiles a base de algodón para obtener fibras cortas para procesos textiles”. Hernández Hernández German Gilberto Roberto Silva Tapia Jurado Samperio Gerardo Diseño de una máquina desfibradora de residuos textiles a base de algodón para obtener fibras cortas para procesos textiles. se utilizan gran cantidad de químicos y reactivos que afectan. Realizar los cálculos de diseño para obtener una base en la construcción y fabricación de la máquina desfibradora. Objetivos específicos Investigar las propiedades mecánicas y físicas de los materiales con los que se va a trabajar obteniendo las características y datos necesarios para el desarrollo del diseño. el aire y las aguas cercanas a la planta de producción. En los procesos de fabricación de telas. Necesidad La industria textil es uno de los grandes contribuyentes en la contaminación del medio ambiente. Elaborar los planos de construcción de la máquina con sus respectivas especificaciones. de una forma ecológica y rentable. Realizar un estudio económico que permita establecer la vialidad en la construcción de los elementos. . Objetivo general Diseñar y construir una máquina desfibradora de residuos textiles a base de algodón. Problema Diseñar un proceso de reciclaje adecuado a la industria textil mexicana que permita en una sola maquina convertir los deshechos textiles nuevamente en materia prima. por lo cual se considera necesario realizar el diseño y construcción de un sistema mecánico que permita el procesamiento del deshechos textiles en materia prima. mediante un sistema mecánico. hilos y demás. mecanismos y sistemas diseñados. Debido al alto índice de contaminación producido por la industria textil es necesario incluir dentro del ciclo vida de un producto de este tipo un proceso que aproveche los deshechos textiles que pueden procesarse para su posterior uso. 10. e) Que tenga un buen desempeño. . 6. Que su operación sea sencilla. Que la máquina tenga un buen desempeño. Determinación de los requerimientos de diseño 1. Que no produzca desperdicios. 3. Que no ocupe mucho espacio. A los requerimientos obligatorios se les asignó el mismo grado de prioridad. 3. d) Que no produzca desperdicios. Para este proyecto de diseño. 5. ya que todos son importantes y deberán cumplirse totalmente.Que procese distintos tipos desperdicio de tela de algodón. 7. Identificación del cliente. Que su operación sea segura. Que los costos de reparación y mantenimiento sean bajos.Desarrollo de especificaciones El objetivo es establecer claramente los requerimientos del producto en términos de funcionalidad y otras especificaciones. Que procese distintos tipos de desperdicio de tela de algodón. Tabla de clasificación de los requerimientos Requerimientos obligatorios 1.El montaje y desmontaje de componentes debe ser fácil. comparando cada uno con el resto y determinando cuál es el más o menos importante. El montaje y desmontaje de los componentes debe ser fácil. 9. 8. Son los requerimientos deseables a los que se les asignó un valor de prioridad relativo. 4. 5. c) Que no ocupe mucho espacio. Que entregue fibras estándar.Que sea segura 2.Que entregue fibras estándar. 4. Que las reparaciones y el mantenimiento de la máquina sean sencillos. Requerimientos deseables los de a) Los costos de reparación y mantenimiento deben de ser bajos b) Las reparaciones y el mantenimiento deben de ser sencillos. el producto está enfocado a las personas y empresas que se dedican a la separación de textiles para su reciclaje.Que su operación sea sencilla. 2. 10 Métrica ISO 12100:2010 Capacidad de la máquina. Dimensiones de las fibras. 5. La desfibradora de textiles es fácil de operar.Tabla de requerimientos y expectativas. Potencia del motor. La desfibradora de textiles no produce desperdicios. Fuerza máxima al corte del material. Volumen de la máquina. 8. 3. La desfibradora de textiles es de fácil reparación y mantenimiento.9 10.6 3. Importancia 5 5 5 5 5 4 3 3 2 2 Necesidad # Métrica # Tabla de métricas y unidades 1. 7. 6. Par mínimo requerido. La desfibradora de textiles entrega un tamaño de fibra estándar.9 9.6 7 8. 8. La desfibradora de textiles tiene bajos costos de reparación y mantenimiento. Requiere herramientas especiales mantenimiento y la reparación. Masa del material de desechado. Importancia Unidades Binario Kg/s N∙m mm KW N Kg Binario para el 5 5 5 5 5 5 3 3 para el 2 Binario 2 m 3 . 4. La desfibradora de textiles tiene componentes de fácil montaje y desmontaje. La desfibradora de textiles tiene buen desempeño. La desfibradora de textiles procesa distintos tipos de desperdicio de tela de algodón. Requiere refacciones especiales mantenimiento y la reparación. 1 3 3 4 3. 2. La desfibradora de textiles tiene un tamaño adecuado. # 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Necesidad La desfibradora de textiles es segura. ¿Cómo se transmitirá la energía Con poleas y banda. VII. Con catarinas y cadenas. Rodillo dentado y tambor peinador. Cepillo y rodillos opresores. Haciendo una pregunta general para cada función del sistema. desfibrada? Succión con aire. Limpiar la máquina después de la operación. ¿Cómo se conectara o apagará la Control manual. Mantenimiento durante la operación. V. IV. ¿Cómo se descargará la tela Banda transportadora. mecánica a los mecanismos? Con trenes de engranes. ¿Cómo se alimentará la máquina? Por cargas. Mantenimiento anual. II. Generación de conceptos de diseño a través de la lluvia de ideas I. Mantenimiento mensual. Con un motor hidráulico. Con un motor neumático. Por piezas. . VI. máquina? Mantenimiento diario. Funciones Ideas ¿Cómo será el mantenimiento de la Mantenimiento general. Con un ducto. III. Utilizando una banda transportadora. ¿Cómo se transformará una energía Con un motor eléctrico en energía mecánica? Con un motor de combustión interna. máquina para su funcionamiento? Control mecánico. Con una tolva. ¿Cómo se desfibrará la tela? Con un husillo y un tambor. Control neumático. Con un tornillo sinfín. Rodillos opresores y tambor.Generación de conceptos El método utilizado para generar los conceptos del diseño fue la tormenta de ideas (brainstorming). Control electromecánico. Matriz morfológica para la máquina Funciones Propuestas de solución B C Limpieza general Mantenimiento general I. Banda transportadora Tornillo sinfín Ducto de desalojo Rodillos opresores y tambor Succión con aire Tres combinaciones obtenidas para la obtención de nuevos conceptos de diseño: Opción 1 Opción 2 Opción 3 D Combinación . A Limpieza de la máquina II. Poleas y banda Tren de engranes Catarinas y cadena Combinación V. Husillo y tambor Rodillo dentado y tambor peinador Cepillo y rodillos opresores VII. Por cargas Por piezas Con una tolva Utilizando una banda transportadora VI. Motor eléctrico Motor de combustión interna Motor neumático Motor hidráulico IV. Control manual Control electromecánico Control neumático III. c) Podría utilizarse un sistema de control digital. Las ideas sugeridas se anotaron para su filtrado y evaluación posterior. Formulación de las preguntas por cada concepto Formulación de preguntas utilizando la lista de acciones propuestas por SCAMPER. b) Podríamos utilizar refacciones existentes en el mercado. ¿Otra energía de alimentación? a) Podríamos utilizar una entrada de potencia manual b) Podríamos utilizar energías no convencionales c) Una máquina amigable con el medio ambiente ¿Qué más puede ser sustituido? a) Podríamos utilizar tornillería y no soldadura para las uniones y ensambles. b) Podríamos incorporar un sistema de pretratamiento de los residuos textiles.Evaluación de conceptos Utilización del método SCAMPER para encontrar posibles soluciones a los requerimientos y expectativas del diseño. b) Podemos conformar el equipo de trabajo por tres personas dedicadas al diseño de la máquina y dos personas encargadas del estudio económico. Combinar elementos y recursos para complementarlos enriquecerlos o mezclarlos de formas nuevas e innovadoras. aun sin tener relación aparente. personas. ideas. Sustituir elementos. . Definición del problema Encontrar alternativas de solución a los requerimientos y expectativas del diseño. ¿Se pueden utilizar otros procesos o procedimientos? a) Podríamos utilizar la técnica de ingeniería inversa para obtener el diseño de la máquina a partir de una ya existente. cosas. c) Un proceso de conformado de hilo posterior al nuestro. procedimientos. ¿Combinar unidades? a) podríamos utilizar componentes estandarizados en el sistema ISO y en sistema ANSI ¿Qué otras máquinas podrían mezclarse con esta? a) Podríamos incorporar la máquina a los procesos ya existentes de fabricación de hilos y telas. ¿Se puede sustituir a alguien involucrado? a) Podemos conformar el equipo de trabajo por dos personas dedicadas al diseño de la máquina y tres personas encargadas del estudio económico. lugares. ¿Qué otro proceso se podría adaptar? a) Pretratamiento del deshecho textil. b) Utilizar un motor con mayor capacidad de la requerida c) Dar un factor de seguridad elevado. ¿Características adicionales? a) Que todos sus elementos se puedan desmontar. b) Sistemas de control sofisticados. cambiar de forma. c) Un sistema que recicle los desperdicios obtenidos durante el proceso de desfibrado. b) Aleaciones con mejores propiedades físicas ¿Se pueden combinar diferentes talentos para mejorarlo? a) Podríamos crear un grupo interdisciplinario para el diseño de la máquina. ¿Qué se puede sobredimensionar? a) Podríamos incrementar las dimensiones de la máquina. b) Conformado de hilos. ¿Qué ideas de otros campos diferentes pueden incorporarse? a) Manufactura limpia. ¿Se puede añadir algo? a) Un sistema mecánico para el conformado de hilo. c) Podríamos adaptar la máquina para que entregue un material estandarizado bajo normas oficiales. usar una parte de otro elemento pensar paralelamente y utilizar herramientas e ideas en nuevos contextos y situaciones. b) Un sistema mecánico que empaque el producto obtenido de proceso de desfibrado. cambiar la función. Modificar la escala. ¿Qué podría copiarse? a) Podríamos utilizar tecnología ya existente para el desfibrado de la tela. b) Adaptar el proceso a otros tipos de materiales. Adaptar.¿Qué materiales podrían combinarse? a) Podríamos utilizar materiales compositos que mejoren la eficiencia de la máquina. b) Utilizar refacciones que existen en el mercado relacionadas con el proceso. b) Que tenga movilidad. . magnificar los atributos. b) Incorporar sistemas de control sofisticados. ¿Qué idea podría incorporarse? a) Utilizar procesos de manufactura amigables con el medio ambiente (Green Manufacturing). ¿Cambiar el orden? a) Podría primero ordenarse el deshecho y después desfibrarse. ¿Otros usos si se logra modificar? a) Obtención de borra. realizar al inverso un proceso. b) Podría utilizarse para destruir desperdicios textiles. Reorganizar. b) Relleno de almohadas. reducir a su funcionalidad básica. hilo grueso. cobijas y sillones. b) Obtención de hilo preformado. ¿Hacer más eficiente? a) Podríamos mejorar los procesos existentes de deshilado.¿Qué cambios se pueden hacer en los planes? a) Podría fabricarse primero y después diseñarse. replantear el uso y la aplicación que un objeto puede tener. b) Podríamos primero construir la máquina y después rediseñarla. b) Podríamos obtener un producto distinto a lo deseado y enfocarlo a un mercado específico. b) Primero realizar pruebas experimentales y después corregir los errores. ¿Qué habría que omitir? a) Podríamos omitir el proceso de soldadura. ensamblar en orden inverso un objeto. minimizar. ¿Cambiar la planificación? a) Debería reconsiderarse el orden en que se va a diseñar la máquina. c) Podríamos comenzar el diseño a partir de componentes ya existentes. Proponer otros usos. hacer cosas que no se esperan hacer. c) Borra. . estambre. usarla para fines distintos. dejar sólo lo que realmente cuenta. b) La fabricación de algunas piezas y sustituirlas por partes comerciales. b) Debería mantener una velocidad única de operación. b) Podría invertirse el orden y la posición de los componentes. Eliminar. ¿Cambiar la velocidad? a) Podría tener distintas velocidades de operación. ¿Intercambiar componentes? a) Podríamos utilizar componentes de máquinas con funcione similares. Cambiar la aplicación. ¿Qué más se podría hacer a partir de esto? ¿Otros mercados? a) Hilo fino. ¿Para qué más se podría usar? a) Podríamos obtener un producto distinto a la fibra. aunque algunos tipos de basura con mayor que otras.000 toneladas de basura y 2’013. Las tasa de contaminación de basura en volumen se ha ido acrecentando año con año. De acuerdo al INEGI en el 2003 se generó en México 32’916. .ESTUDIO DEL MERCADO Estadísticas sobre la contaminación de suelo en México. Cada vez se ha ido reemplazando muchas cosas orgánicas por inorgánicas. esto se debe por sus características del material.000 toneladas de plástico. A diferencia de los demás estados que se tiene que tienen centros de acopio para el desperdicio textil. Teniendo en cuenta lo anterior se pretende realizar una maquina desfibradora para así reciclar los desperdicios textiles. Del 15% restante de los desperdicios existen personas que se dedican a separarlos (van por los desperdicios a las empresas) realizando pacas para diferentes usos. De los desperdicios de las empresas textiles instaladas en Zacualtipán de Ángeles Estado de Hidalgo. aproximadamente un 10% son quemados a cielo abierto y casi un 75% son arrojados en los tiraderos municipales. . Con esta situación se disminuirían costos ya que el material se volvería a utilizar como materia prima para los procesos textiles requeridos.En el estado de Hidalgo no se tiene registro en el directorio de centros de acopio para materiales provenientes de residuos en México. que en temporada de lluvias son arrastradas hacia los ríos o drenajes obstruyendo el libre flujo del agua y en las temporadas de calor se convierten en un peligro de inflamación. Partiremos del municipio de Zacualtipán de Ángeles ya que se tiene conocimiento del porcentaje de desperdicio que generan las industrias textiles. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES .