Mecanismos Flexibles

¡Bienvenidos agentes! Como pudieron ver en el video introductorio, hoy trataremos un tema muy especial, y probablemente poco conocido, los mecanismos flexibles. Cuando escuche por primera vez sobre este tema, me pareció bastante interesante y pensé que valía la pena mencionarlo en alguno de los artículos del periódico estudiantil en la sección de tecnología, pero cuando puse manos a la obra e investigue sobre él, me di cuenta de que no había tanta información sobre este tema en la web como supuse (al menos no en el idioma español), por lo que con más razón aun, quise traerles este artículo sobre los mecanismos flexibles, y las ventajas que tienen sobre los mecanismos tradicionales.

Comencemos, por lo fundamental, por el concepto de lo que son los mecanismos flexibles. Estos mecanismos son estructuras monolíticas (que está hecho de una sola pieza) donde su desplazamiento se da debido a sus partes estructurales. Esto hace que no precisen de lubricantes ni ensamblaje, a diferencia de los rígidos. Pero exactamente, ¿Para qué sirven estos mecanismos? Pues resulta que al igual que uno convencional de cuerpo rígido, puede utilizarse para transmitir movimiento, fuerza o energía, pero con la diferencia de que en un mecanismo flexible, esto se obtiene por la deformación de algunos elementos flexibles que los componen, también llamados “flexures”. Un ejemplo de esto, son las tapas de muchas botellas plásticas que tienen un mecanismo que hace que se abran y se cierren (ejemplo, la siguiente imagen).

Ahora veamos algo sencillo, algunos ejemplos que existen sobre este tipo de mecanismos, los cuales debo decir que por ahora siguen siendo pocos, pero que conforme se sigan investigando más, obtendremos nuevos resultados a futuro. Estos ejemplos los encontrarán en la siguiente infografía, algo a lo cual les recomiendo acostumbrarse, porque lo voy a estar usando bastante en mis artículos, dado que es una herramienta bastante útil para representar la información de manera sencilla y práctica (Además de fácil de hacer).

Ahora pasaremos a las ventajas que tienen estos mecanismos flexibles, las cuales te darán una perspectiva más amplia acerca de este tema y este tipo de ingeniería.

A pesar de las incontables ventajas que tienen estos mecanismos por encima de los tradicionales, es importante también mencionar algunas de sus desventajas, ya que así sabremos ponernos en la tarea de resolverlas. Estas desventajas son las siguientes:

1. Una de las desventajas de los mecanismos flexibles es que pueden ser algo difíciles de diseñar, debido a que precisan de varios procesos lógicos que deben ser muy bien pensados.

2. Otra es que su análisis es complejo, por supuesto que tardaría más tiempo tener que analizar sus sistemas, pero al final, sí que valdría la pena, pues podría disminuir el tiempo de producción y abaratar costes.

3. Y finalmente tenemos la desventaja de que es un campo de estudio relativamente nuevo, lo cual lo veo más como una oportunidad, como una mina recién descubierta que aún esconde mucho potencial por ser explotado.

Estas son tan solo algunas de las razones por las que los mecanismos flexibles no han sido tan populares como sus contrapartes rígidas, dado que su diseño y fabricación suponen todo un reto, pues debido al hecho de que puede obtenerse de una sola pieza, a pesar de que es una ventaja en cuanto a su funcionamiento, representa un gran problema para su fabricación, hasta que… hasta que llego la revolucionaria impresión 3D. Esta permitió superar dicha limitante, haciendo que cada vez sea más sencillo fabricar mecanismos flexibles con diseños más complejos.

Otra limitante que también es importante mencionar es su análisis, es decir, poder determinar cuál es la relación entre fuerza/ desplazamiento aplicado y fuerza/ desplazamiento generado, o lo que es lo mismo en palabras más sencillas ¿Qué tanta fuerza se debe aplicar para lograr cierto desplazamiento? Sin embargo, para esto, se pueden proponer diversos métodos, como lo son sustituir los flexures por juntas convencionales a base de resortes torsionales o la simulación computacional.

Para terminar, les voy a dar un adelanto del tema que planeo tratar en el próximo artículo, el cual está un poco relacionado con el de esta ocasión, puesto que trata de un nuevo modo de trabajar la ingeniería, en este caso vimos cómo usarla en conjunto con la flexibilidad, pero en la próxima publicación veremos como implementar el origami en la ingeniería, lo cual resulta toda una novedad, por lo que recomiendo que no te lo pierdas.

Por ejemplo, el siguiente origami, que puede resultar muy simple y ordinario a primera vista, se ha estado usando su diseño para implementarlo en la construcción de escudos antibalas. Y así como este ejemplo, se comentarán muchos más en el siguiente artículo, así que, no se lo pierdan.

Y ahora si, por último, como lo prometido es deuda, si bien recuerdan, al inicio de este artículo les dije que al final habría una pequeña sorpresa, la cual es que podrán hacer ustedes mismos estos diseños que les presente en la infografía, además de explorar un poco más sobre este tema. Solo tendrán que hacer clic en el siguiente enlace, para ir a la página donde podrán encontrar varias cosas interesantes.

Link de la página para hacer estos diseños tú mismo con una impresora 3D:

https://www.compliantmechanisms.byu.edu/maker-resources