National Superconducting Cyclotron Laboratory

National Superconducting Cyclotron Laboratory (NSCL) trabaja con científicos de todo el mundo para llevar a cabo investigaciones avanzadas relacionadas con ciencia nuclear fundamental, astrofísica nuclear y física de acelerador. Ubicado en el campus de la Universidad Estatal de Michigan, NSCL dispone de una plantilla compuesta por ingenieros profesionales que trabajan con los investigadores a fin de diseñar y desarrollar una gran variedad de equipos para una amplia gama de componentes y detectores para respaldar experimentos científicos nucleares vanguardistas. Hasta 2004, el centro de investigación había utilizado un paquete CAD de otro proveedor. En ese momento, los ingenieros de NSCL se dieron cuenta de que necesitaban una plataforma de desarrollo con un mayor énfasis en el diseño mecánico, según comenta Jack Ottarson, Senior Engineer.

"Nuestro proveedor CAD anterior estaba enfocado principalmente a la ingeniería civil y el diseño arquitectónico, y el paquete de modelado no proporcionaba las capacidades de diseño mecánico necesarias para desarrollar equipos para experimentos", explica Ottarson. "Diseñamos ensamblajes con números de piezas que oscilas entre dos y miles de componentes. Por lo que necesitábamos un paquete CAD 3D que nos permitiera crear equipos de forma más eficaz, realizar cambios de diseño de forma más sencilla e interactuar con nuestro taller de maquinaria de forma más eficaz".

Los ingenieros de NSCL evaluaron varios paquetes CAD, y finalmente seleccionaron SOLIDWORKS® Research Edition como su plataforma de desarrollo principal. Inicialmente, el laboratorio decidió instalar 18 licencias del software SOLIDWORKS porque es fácil de usar, interactúa bien con el software del taller de maquinaria e incluye capacidades para ensamblajes grandes. Los ingenieros de NSCL también valoran las herramientas de simulación integradas del software, las capacidades de configuración y la aplicación de comunicaciones de SOLIDWORKS eDrawings®. NSCL ahora tiene más de 100 licencias de SOLIDWORKS.

"Necesitábamos un paquete que no solo cumpliera nuestros requisitos, sino también que la curva de aprendizaje fuese breve", recuerda Ottarson. El software SOLIDWORKS ha demostrado ser el paquete adecuado para nosotros".

LA FLEXIBILIDAD MEJORADA ACORTA LOS CICLOS DE DISEÑO

Desde la implementación del software SOLIDWORKS, NSCL ha reducido sus ciclos de desarrollo y ha aumentado su capacidad para evaluar el uso de varias soluciones técnicas para problemas de ingeniería. Aunque un impulso de los flujos de trabajo ágiles y la producción flexible ha optimizado las operaciones, Ottarson atribuye parte del ahorro de tiempo a la facilidad de la realización de cambios en el diseño de los ensamblajes de gran tamaño en el software SOLIDWORKS y a la mejora de la interacción que el software ha permitido entre los ingenieros de NSCL y las instalaciones de fabricación del laboratorio.

"Independientemente del tipo de equipos o dispositivos que diseñemos para diferentes tipos de aceleradoras, nuestra capacidad para realizar cambios en el diseño (sin tener una gran cantidad de cambios de detalles adicionales) ha mejorado", comenta Ottarson. "Intentamos realizar la mayor parte de nuestro fabricación en nuestras instalaciones, y el software SOLIDWORKS ha hecho que al menos sea ligeramente más fácil interactuar con nuestra tienda. Nuestros operarios tienen acceso al modelo sólido, lo que elimina las preguntas y los malentendidos. Dado que nuestras piezas se obtienen con mayor rapidez, hemos podido ampliar nuestras operaciones".

El cambio al software SOLIDWORKS también ha permitido a los ingenieros de NSCL mejorar la calidad del diseño y lograr una mayor precisión mediante el uso de herramientas de simulación, configuración y validación de diseños integradas. Por ejemplo, muchos de los diseños del laboratorio implican mover varios mecanismos dentro y fuera de la trayectoria de un haz de iones acelerado dentro de espacios muy pequeños.

"Algunas de nuestras cajas de detectores tienen que mover varios dispositivos diferentes, algunos de los cuales ocupan el mismo espacio físico, dentro y fuera del haz de una forma muy precisa", señala Ottarson. "Las herramientas de detección de colisiones del software SOLIDWORKS nos ayudan a asegurarnos de que los detectores no interfieran unos con otros. Asimismo, utilizamos las funciones de diseño del software SOLIDWORKS para modelar nuestros dispositivos en los estados desplegado y retraído, lo que nos ayuda a mejorar nuestro conocimiento de la dinámica de los ensamblajes".

NSCL también utiliza la dinámica de fluidos computacional (CFD) integrada de SOLIDWORKS Flow Simulation para analizar el rendimiento térmico de sus amplios sistemas de enfriado de agua, así como para estudiar los flujos gaseosos en un vacío para ciertos experimentos.

UNA MEJOR COMUNICACIÓN IMPULSA LA COLABORACIÓN

Dado que SOLIDWORKS puede leer y dar salida a una amplia variedad de datos CAD (e incluye la aplicación de comunicaciones SOLIDWORKS eDrawings®), NSCL ha logrado mayores niveles de colaboración con sus partners de investigación, incluidos físicos nucleares que tienen poca o ninguna experiencia en CAD mecánicos anterior. "Colaboramos con científicos que nos envían planes de experimentos", afirma Ottarson. "Hemos recibido sus ideas en muchos formatos CAD diferentes y, en ocasiones, tenemos que modelar el equipo desde el principio.

"Los archivos de eDrawings son también una gran ayuda", añade. "Ser capaz de ir a una reunión con un grupo de físicos y mostrarles una imagen 3D real mejora enormemente las comunicaciones de diseño".