GD&T para que te respeten tu diseño

EL VICIO QUE ARRASTRAMOS

No! Con cotas por estaciones no se define un producto con geometrías orgánicas! Para eso existen las Distancias y Tolerancias Geométricas (GD&T)! Si tu profe de dibujo técnico te dice que se ponen muchas cotas por superficie, demuestra su falta de experiencia profesional.

CUANTA TOLERANCIA ASIGNAR DE GD&T?

Si vas a inyectar en ABS la carcasa de una secadora, por ejemplo, debes definir en tus requerimientos (sea modelo 3D, Dibujo 2D o ambos) que tanto se puede torcer. Lo mismo si vas a troquelar una chapa metálica o si vas a moldear compuestos de carbono, etc, etc.

Las industrias mas grandes del mundo, tienen manuales con lineamientos de diseño. En ellos, se indica qué tolerancia debes aplicar dependiendo del impacto que tenga alguna variación en la forma. O sea, cuán torcida puede estar la carcasa de tu secadora para que encaje con la otra sección y permita instalar sistemas mecánicos en su interior, etc, etc.

Estas tolerancias se basan en la capacidad de deformación del material, en las cargas que soporta antes de perder su capacidad elástica (Yield). Se basa incluso en la capacidad de soportar cizallamientos (Tensile), entre otros factores dependiendo del material.

Todo esto, repito, en la gran industria, con lineamientos estándar. Pero para las clases de dibujo técnico de la preparatoria, se puede asignar la tolerancia simplemente haciendo pruebas rápidas. Qué tan chueco puede quedarte un barreno (o cualquier característica) al armar un mueble o estructura sin que tengas problemas?. O qué tan pareja te debe quedar una superficie (o cualquier característica) al lijarla para que no se vea mal?

Haz una prueba: Si un barreno que se desvía, por ejemplo, 3 mm de donde debería estar "nominalmente", todavía permite que se ensamble tu pieza, le puedes asignar una Tolerancia Geométrica de Posición, que puede estar en un area circular cuyo diámetro mide 3mm (Fig 1).

Lo mismo para Tolerancia Geométrica de perfil. desvasta un poco la superficie de tu maqueta, o dibuja una deformación en tu modelo 3D y mide cual es el máximo permisible. (Fig 2)

Para definir las tolerancias en la industria aeroespacial, además del ensamble, se considera la aerodinámica. Esto es porque ligeras variaciones en el skin del avión podrían generar vibracions o turbulencias. También se debe considerar la tensión de la estructura. Si ensamblas muy a fuerza un componente estructural, podría resultar delicado o hasta ceder al momento de que la presurización de la cabina trata de expandir el fuselaje. En ese caso asignas una tolerancia cerrada, para que quede lo menos desviado posible... pero bueno, confirma que se pueda fabricar!

PERO COMO SE LEEN LAS GD&T?

Las GD&T se escriben con una flecha y un marco (frame) subdividido en varios compartimentos.

1. La flecha apunta hacia la característica que se va a definir (una característica es cualquier elemento geométrico... El eje de un barreno es una línea, el centro de un barreno circular es un punto, el perfil de una superficie que se corta en cualquier punto es una línea, ya sea curva o recta, etc, etc).

2. El primer compartimento tiene el símbolo, que define que tipo de forma debe tener la característica que se va a fabricar o a medir (una superficie, el centro de un barreno, un perfil, una arista, etc)

3. El segundo compartimento dice el tamaño de la "zona de tolerancia", o sea, todo el espacio por el que se puede mover o desviar dicha geometría. Teniendo como referencia la forma o posición nominal (que es matemáticamente perfecta).

4. Y por último, tiene unos cuadros que dicen desde dónde se medirá dicha forma o posición (Datums de referencia).

5. Pueden encimarse varios requerimientos a cada característica, por eso puedes encontrar unos marcos debajo de otros. Pero entre mas abajo, controlan menos datums. Pero aquí se muestra el ejemplo mas sencillo. Un solo marco, un solo requerimiento, sin modificadores y un solo datum.

DATUMS

Los Datums son el punto de partida desde donde se va a medir una característica. En el modelo 3D, dibujo o parte muestra, la dimensión nominal perfecta que define o posiciona una característica, es la base para comparar cuán cerca está tu pieza real de la dibujada.

Esa distancia o medida "perfecta" se llama Dimensión Básica. Y cuando se dibujan, se encierran en un marco simple. Tambien puede no dibujarse y ponerse una nota diciendo que todas las Dimensiones Básicas se tomen del modelo 3D.

Y COMO SE SABE SI UNA PIEZA CUMPLIÓ?

Desde que las grandes compañías se reunieron para acordar la definición del GD&T y escribir la ASME Y14.5 en norteamérica  y la ISO TC213 en europa, en los años 50, se ingeniaron formas para medir las desviaciones. Colocando dispositivos (fixtures) que sujetaran a las piezas de los datums de referencia. Así garantizaban que lo nominal no variara.
Hoy se usan máquinas medición por coordenadas (CMM). Estos equipos se mueven en un espacio que puede correlacionarse con el espacio virtual en el que está el modelo 3D. Una vez encimado el espacio virtual sobre el espacio real, el equipo sabe que tan desviado está una característica del diseño.

El GD&T no debe ser una novedad. Si entendemos su concepto, flexibiliza el proceso de aceptación de un producto. Los diseñadores debemos tecnificarnos. Los mecánicos están ocupados con mecanismos, sólo los diseñadores de productos podemos enfocarnos en generar objetos fieles a lo que conceptualizamos, para que cumplan las funciones para las que fueron pensados.