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Stackups en el diseño de parrillas.

Hace unos 10 años atrás, me encontraba trabajando en una empresa de línea blanca. Trabajaba como ingeniero senior en el área de desarrollo de nuevos productos. Uno de los primeros proyectos que me asignaron fue el rediseño de unas parrillas de fundición.

Las parrillas se colocan sobre una cubierta de acero inoxidable. Esta cubierta, es una charola manufacturada con lámina embutida. Se coloca un juego de 3 parrillas dentro de la charola. Las piezas de fundición tienen una tolerancia que varían en función de la longitud. De 16 a 25 mm se consideran 1.7mm. De 25 a 40 mm 1.8mm.

De acuerdo con la Norma NOM-010-SESH-2012. Las parrillas no pueden tener un desplazamiento mayor a 5mm.

En las peores condiciones solo por considerar las tolerancias de las 3 parrillas, tendríamos una tolerancia de 3×1.8= ±5.4mm. Esto sin considerar las tolerancias de la charola. El reto consistía en diseñar estas parrillas de fundición y cumplir con los requisitos de la norma.

Construí el circuito del sistema considerando 1) el mejor dimensionamiento de las parrillas, ya que como eran un nuevo diseño, podía tener control sobre ellas, 2) identificando las dimensiones de la charola que cierran el circuito de mi análisis.

El resultado en Worst Conditions indicaba que mi diseño no iba a cumplir con la norma y, además, era posible que tuviera interferencia entre la charola y las parrillas. De acuerdo con el análisis estadístico la norma se cumplía y no tenía interferencia. Para poder validar esto, se solicitó al departamento de metrología medir charolas, para conocer el nivel sigma donde se encentraba el proceso. En paralelo se solicitó al proveedor medir piezas de su producción actual para estimar el CP y CPk que manejan en su manufactura. Con estos datos se corrió nuevamente el análisis de tolerancias, determinando que, con los procesos actuales, era posible cumplir tanto con el diseño como con los requisitos de la norma.

El riesgo de tomar una decisión sin realizar este análisis pudiera haber sido el tener que maquinar las parrillas, lo cual agregaría costo al proceso.

Aunque el análisis de tolerancias es una herramienta muy simple, es una herramienta muy poderosa que puede ayudar a validar un diseño y evitar potenciales problemas ocasionados por las tolerancias.