Proyecto dispositivo de Pintura

Especificaciones

Funcionales	Tamaño del dispositivo	El dispositivo tendrá un tamaño máximo en operación que permita pintar dentro del baño
	Tipo de vivienda	Apartamento unifamiliar. http://g5abjul14.blogspot.com/2014/10/apartamento-unifamiliar.html
	Tipo de pintura	Pintura de caucho blanca, cualquier tipo A, B, C, liquida o en polvo
	Acabado Esperado Pared	El cubrimiento de la pared debe ser uniforme, sin grumos o defectos y con densidad suficiente para no requerir segunda mano
	Alimentación disponible	Los apartamentos tendrán un tablero eléctrico con 110 V ó 220 V
	Tipo de operación	Paredes verticales y techos
	Autonomía	El equipo debe poder trabajar ininterrumpidamente con tres galones de pintura liquida tipo A (o su equivalente)
	Condiciones de la vivienda	La vivienda no tendrá puertas interiores instaladas, tendrá pisos en baldosa y rodapiés. Los baños tendrán baldosa hasta una altura de 1.5 mst en las paredes. No habrán lamparas instaladas
	Protección de áreas	La solución debe evitar pintar vidrios de ventanas, , marcos de puerta y ventana, mobiliario sanitario y pisos
	Tamaño máximo de paredes	Altura 2.30 mts, ancho máximo sala XX mts, ancho minimo15 cm en los laterales de los marcos de las puertas
Condiciones	Transporte	El equipo debe poder ser transportado por las escaleras del edificio
	operación	El equipo debe poder operar en el ambiente con partículas de pintura flotantes, sin extracción
	ambiental	El equipo operara bajo techo con las temperaturas y la humedad del la costa del lago de maracaibo
Usuario	tipo de Usuario	La solución debe poder ser usada por un obrero de construcción con un entrenamiento mínimo
	Protección	El equipo debe cumplir con las normas de protección del usuario
	Tipo de uso	El equipo debe poder trabajar durante dos turnos consecutivos, con mínima rotación del operario (turnos de la construcción) siete días a la semana.
Costo	Ecuación de costo asociada a la vida del equipo	(costo total del equipo/cantidad de apartamentos pintados)+costo de operación del equipo < costo operación tradicional
Vida	Cantidad de apartamentos	No hay limite o meta de apartamentos siempre que se cumpla la ecuación de costo
Mantenimiento	Diario	Prevision de remoción de partes para limpieza y remoción de pintura diariamente
	Preventivo	Prevision de recambios de piezas gastadas que no superen el 15 % del costo del equipo cada 20 apartamentos
Tiraje		Se espera poder contar con estos equipos para trabajar en 20 construcciones en paralelo
	Materiales	Los equipos deben poder ser construidos con materiales encontrados en distribuidores nacionales
	Procesos	Se debe poder fabricar en talleres metalmecánicos con la tecnología disponible en el país
Normativa	Legal	Debe cumplir con las normas existentes vigentes en el país
Entregas	Propuesta conceptual	Se proporcionara la propuesta conceptual para el día jueves 30 de octubre 2014 (semana 8)

Apartamento Unifamiliar

Diagrama de Gantt

  A continuación se presenta el Diagrama de Gantt, que muestra el cronograma previsto para el diseño del dispositivo de pintura. Este se realizó con el programa OPENPROJ donde se definieron los recursos de trabajo y materiales necesarios así como la duración de realización del proyecto 

          Las siguientes son las actividades planificadas con la duración de cada una de estas y la fecha en la que comienzan y terminan.

Evaluación de Costos

Normas

Normas

• Cuando haya elementos rotativos o con movimiento a altas velocidades, deben estar sujetos por soldadura eléctrica.
• Debe haber forma de sacar los fluidos restantes y gases de forma segura.
• La presión debe estar entre 0 y 100 psi.
• Velocidades de la máquina, preferiblemente, deben estar entre 17,5 m/min a 22,5 m/min.

COVENIN 697:2000

http://www.sencamer.gob.ve/sencamer/normas/697-00.pdf

Safety and Health Standards for Shipyard Employment

1915.35(a)

Paints mixed with toxic vehicles or solvents.

1915.35(a)(1)

When paints mixed with toxic vehicles or solvents are sprayed, the following conditions shall apply:

1915.35(a)(1)(i)

In confined spaces, employees continuously exposed to such spraying shall be protected by air line respirators in accordance with the requirements of subpart I of this part.

1915.35(a)(1)(ii)

In tanks or compartments, employees continuously exposed to such spraying shall be protected by air line respirators in accordance with the requirements of subpart I. Where mechanical ventilation is provided, employees shall be protected by respirators in accordance with the requirements of subpart I of this part.

1915.35(a)(1)(iii)

In large and well ventilated areas, employees exposed to such spraying shall be protected by respirators in accordance with the requirements of subpart I of this part.

1915.35(a)(2)

Where brush application of paints with toxic solvents is done in confined spaces or in other areas where lack of ventilation creates a hazard, employees shall be protected by filter respirators in accordance with the requirements of subpart I of this part.

1915.35(a)(3)

When flammable paints or vehicles are used, precautions shall be taken in accordance with the requirements of 1915.36.

1915.35(a)(4)

The metallic parts of air moving devices, including fans, blowers, and jet-type air movers, and all duct work shall be electrically bonded to the vessel's structure.

1915.35(b)

Paints and tank coatings dissolved in highly volatile, toxic and flammable solvents. Several organic coatings, adhesives and resins are dissolved in highly toxic, flammable and explosive solvents with flash points below 80 deg. F. Work involving such materials shall be done only when all of the following special precautions have been taken:

1915.35(b)(1)

Sufficient exhaust ventilation shall be provided to keep the concentration of solvent vapors below ten (10) percent of the lower explosive limit. Frequent tests shall be made by a competent person to ascertain the concentration.

1915.35(b)(2)

If the ventilation fails or if the concentration of solvent vapors reaches or exceeds ten (10) percent of the lower explosive limit, painting shall be stopped and the compartment shall be evacuated until the concentration again falls below ten (10) percent of the lower explosive limit. If the concentration does not fall when painting is stopped, additional ventilation to bring the concentration to below ten (10) percent of the lower explosive limit shall be provided.

1915.35(b)(3)

Ventilation shall be continued after the completion of painting until the space or compartment is gas free. The final determination as to whether the space or compartment is gas free shall be made after the ventilating equipment has been shut off for at least 10 minutes.

1915.35(b)(4)

Exhaust ducts shall discharge clear of working areas and away from sources of possible ignition. Periodic tests shall be made to ensure that the exhausted vapors are not accumulating in other areas within or around the vessel or dry dock.

1915.35(b)(5)

All motors and control equipment shall be of the explosion-proof type. Fans shall have nonferrous blades. Portable air ducts shall also be of nonferrous materials. All motors and associated control equipment shall be properly maintained and grounded.

1915.35(b)(6)

Only non-sparking paint buckets, spray guns and tools shall be used. Metal parts of paint brushes and rollers shall be insulated. Staging shall be erected in a manner which ensures that it is non-sparking.

1915.35(b)(7)

Only explosion proof lights, approved by the Underwriters' Laboratories for use in Class I, Group D atmospheres, or approved as permissible by the Mine Safety and Health Administration or the U.S. Coast Guard, shall be used.

1915.35(b)(8)

A competent person shall inspect all power and lighting cables to ensure that the insulation is in excellent condition, free of all cracks and worn spots, that there are no connections within fifty (50) feet of the operation, that lines are not overloaded, and that they are suspended with sufficient slack to prevent undue stress or chafing.

1915.35(b)(9)

The face, eyes, head, hands, and all other exposed parts of the bodies of employees handling such highly volatile paints shall be protected. All footwear shall be non-sparking, such as rubbers, rubber boots or rubber soled shoes without nails. Coveralls or other outer clothing shall be of cotton. Rubber, rather than plastic, gloves shall be used because of the danger of static sparks.

1915.35(b)(10)

No matches, lighted cigarettes, cigars, or pipes, and no cigarette lighters or ferrous articles shall be taken into the area where work is being done.

1915.35(b)(11)

All solvent drums taken into the compartment shall be placed on nonferrous surfaces and shall be grounded to the vessel. Metallic contact shall be maintained between containers and drums when materials are being transferred from one to another.

1915.35(b)(12)

Spray guns, paint pots, and metallic parts of connecting tubing shall be electrically bonded, and the bonded assembly shall be grounded to the vessel.

1915.35(b)(13)

All employees continuously in a compartment in which such painting is being performed shall be protected by air line respirators in accordance with the requirement 

s of Subpart I of this part and by suitable protective clothing. Employees entering such compartments for a limited time shall be protected by filter cartridge type respirators in accordance with the requirements of subpart I of this part.

1915.35(b)(14)

All employees doing exterior paint spraying with such paints shall be protected by suitable filter cartridge type respirators in accordance with the requirements of subpart I of this part and by suitable protective clothing. 

https://www.osha.gov/pls/oshaweb/owadisp.show_document?p_table=STANDARDS&p_id=10227

NTP 223: Trabajo en recintos confinados

http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/NTP/Ficheros/201a300/ntp_223.pdf

COVENIN 0414-83. Pinturas para uso interior. Determinación de la lavabilidad.

 

Patentes

PAINTING DEVICE WITH A MANUAL SUCTION (US20113078833 20110401)

Proponen un dispositivo donde se pueda intercambiar fácilmente los métodos de transferir pintura a la pare de forma similar al que tienen las aspiradoras.

http://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?CC=US&NR=2012251223A1&KC=A1&FT=D&ND=3&date=20121004&DB=EPODOC&locale=en_EP

Paint roller devide for paintinng with self-supplu means of several colors or types of paint including means of air supply to assist drying (US20070818060 20070611)

Esta patente propone un dispositivo donde se mantenga el rodillo surtido de pintura todo el tiempo por presión, además de varios ductos para permitir distintos colores y presión de aire para colaborar con el secado.

http://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?DB=EPODOC&II=18&ND=3&adjacent=true&locale=en_EP&FT=D&date=20080605&CC=US&NR=2008131193A1&KC=A1

PAINT DEVICE AND METHOD OF PAINTING (US20030452068P 20030306)

Tiene un contenedor de pintura y por goteado se empapa el aplicador. Aparentemente funciona por gravedad y no debe pintar un área grande rápidamente.

http://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?DB=EPODOC&II=46&ND=3&adjacent=true&locale=en_EP&FT=D&date=20040908&CC=EP&NR=1454562A1&KC=A1

SPRAY GUN (CN20131574139 20131115 )

Consiste en una pistola de spray o pulverización de pintura a la que se le puede adaptar un contenedor o colector. La pintura sale en una sola dirección pero puede ser dirigida en la dirección necesaria.


http://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?CC=CN&NR=103817031A&KC=A&FT=D&ND=3&date=20140528&DB=worldwide.espacenet.com&locale=en_EP

Productos pre existentes

PaintPod (Dulux)

• Mantiene humedecido el rodillo de pintura todo el tiempo.
• El cable es molesto con el movimiento del brazo.
• Es compacto y elegante.
• Depósito pequeño.

Paint Zoom

• Funciona con un compresor de aire y por vacío en el tanque de pintura.
• Compacto y práctico.
• No deja un barrido de pintura perfecto, alto consumo de pintura.
• Se dañan rápidamente.

Graco 390- paint Sprayer

• Funciona con compresor de aire.
• Más profesional y mejor apariencia.
• Mayor rigidez y calidad.
• Portátil y livianon.
• Facilidad para cambiar los filtros.

Sin nombre

• Innovador.
• Ligero.
• Pinta poca área simultanea.
• Puede pintar esquinas.
• Económico.

Caja Negra

Árbol de funciones

FUNCIÓN PRINCIPAL: Pintar

Analogías

Hidroyet

1. Pistola que utilizan para que saque la pintura.
2. Compresor de agua, utilizable para la pintura.
3. Diseño compacto.
4. Fácil transporte.
5. Sencillo uso.

Impresora

1. Suministro controlado de la pintura
2. Almacenamiento de la pintura
3. Forma de trasladarse en el plano para pintar
4. Movilizarse sobre un eje

Pavimentado de barrancos

1. Sistema de bombe de hormigón o cemento.
2. Método de distribución homogénea.
3. Almacenamiento del fluido que no permite que se seque.
4. Dispersión del fluido sobre las paredes.
5. Sistema de expulsión a presión.

Sistemas de Aspirado

1. Manguera larga que alcanza lugares difíciles.
2. Manguera flexible.
3. Boquillas intercambiables.
4. Depósito hermético.
5. Compacto y fácil de transportar.

Analogía Forzada

Araña

1. Arnés que permite guindar del techo el dispositivo
2. Patas articuladas que cambien de ángulo y altura
3. Detalles de pintura con herramienta tipo colmillo
4. Lona de telaraña que distribuye la pintura
5. Generación autógena de pintura
6. Conexión inalámbrica con otros dispositivos
7. Se puede pegar al techo y paredes
8. Ocho patas, ocho brochas
9. Método de disparar la telaraña
10. Almacenamiento del hilo
11. Mecanismo de regulación de densidad de pintura
12. Patas amortiguan la vibración

Pez arquero

1. Mecanismo por el cual los peces absorben el agua, para posteriormente dispararla.
2. Método cómo el agua es disparada.
3. Control de presión automático, según distancia a la que esté la pared.
4. Sistema que asegure una buena puntería.
5. Sistema que corrija desniveles en el posicionamiento de la máquina.
6. Diseño pequeño, elegante y funcional.
7. Que la pistola de pintura pueda cambiar de forma según el tipo de chorro que se quiera. (Boquillas intercambiables).
8. Que se pueda disparar hacia arriba, para pintar el techo.
9. Refrigeración por agua, de ser necesario.
10. A prueba de agua.
11. Estructura como esqueleto de un pez.
12. Pistolas de agua internas, limpieza del aparato.
13. Piel protectora
14. Filtrado de aire a través de bránqueas

Árbol

1. Vasos capilares que se peguen a la pared y la pinten.
2. Mecanismo capilar, para transportar pintura (depósito-salida)
3. Sistema de ramas, salidas que funcionen en simultáneo.
4. Ramas flexibles.
5. Altura variable.
6. Energía solar.
7. Depósito de pintura en la base (raíces).
8. Instalación de dispositivos, como hojas.
9. Depósito de pintura, directamente en las ramas (frutas).
10. Que filtre gases dañinos.
11. Que elimine olores fuertes, provenientes de la pintura.
12. Tronco flexible.
13. Estructura de de polímero resistente.
14. Ramas extensibles. Que pinten varias paredes a la vez.
15. Corteza que insonorice el compresor.
16. Desarmable.
17. Corteza que cubra elementos rotativos

Puente de la Mujer 

1. Diseño elegante.
2. Adaptable.
3. Innovador.
4. Diseño sencillo.
5. Modular.
6. Diseño de mástil para diversos dispersores.
7. Uso de guayas para resistencia.
8. Estabilidad.
9. Resistencia al agua de los materiales.

Brain Storming

Se realizaron varios Brain storming, en primer lugar para el dispositivo completo e ideas diversas. Y el resto si se separo por familia.

A) Brain Storming para el sistema de pintado completo como un dispositivo.

1. Pistola accionada por aire a presión
2. Rodillo más largo
3. Rodillo con mayor diámetro
4. Rodillo con suministro directo de pintura
5. Rodillo con secador
6. Brazo mecánico trasladable por la pared.
7. Doble rodillo
8. Pistola con aire a presión con suministro de pinturadty
9. Pistola con sistema de secado
10. Secador de pintura
11. Cubertor de marcos y ventanas pre hecho y reciclable
12.



B) Brain Storming para "Mantener pintura"
1. Tanque con capacidad de 2 galones
2. Filtro a la entrada de suministros
3. Paleta motorizada
4. Sellado del tanque con silicon
5. Tanque cilíndrico
6. Tanque con forma extraña que se adapte al aparato (optimizar espacio)
7. Tanque de aluminio
8. Tanque soldado
9. Tanque plástico
10. Tanque graduado
11. Efecto licuadora para movimiento de la pintura
12. Tanque esférico
13. Tanque de vidrio



C) Brain Storming para "Desplazar dispositivo"
1. Tener ruedas
2. Compresor, pistola, manguera, tanque de aire comprimido y tanque de pintura desarmables por módulos
3. Tornillos con cabeza mariposa para acoples de las partes.
4. Tanque de aire comprimido pequeño
5. Tener por donde cargar cada pieza
6. Gacho para guindar manguera
7. Ruedas tipo carrito de supermercado
8. Rueda estilo "the ball"
9. Asas laterales
10. Manguera enrrollable
11. Tubo telescópico
12. Cuatro patas extensibles con ruedas
13. Aerodeslizador
14. Rieles

D) Brain Storming para "Asegurar usuario"
1. Minimizar cantidad de partes
2. Minimizar partes de ensamble
3. Embase cerrado
4. Juntas con empacaduras
5. Materiales que soporten corrosión, daños por pintura y aire
6. Mangueras de alta resistencia
7. Proteger elementos rotativos con carcaza
8. Filtros para gases tóxicos
9. Apagado automático en caso de emergencia
10. No disparara pintura a menos que detecte pared
11. Freno mecánico
12. Botón de encendido



E) Brain Storming para "Asegurar sistema"
1. Apagado automático
2. Controlador de nivel de pintura
3. Controlador de voltaje
4. Parachoques
5. Partes eléctricas aisladas
6. Recubrimiento dr goma sobre la manguera
7. Controlador de presión
8. Botón de encendido protegido
9. Luz de Stand-by
10. Indicador de aceite
11. Manguera para limpiar tanque
12. Cambio de filtro fácil
13. Control de humedad del ambiente
14. Control de temperatura
15. Control de densidad
16. Control de viscocidad

Brainwritting

Los integrantes del grupo realizaron diferentes dibujos, los cuales representaban sus soluciones al problema planteado. Posteriormente se realizó un intercambio de imágenes, donde cada persona iba añadiendo ideas adicionales a los dibujos de sus compañeros.

• Idea 1:

• Idea 2:

• Idea 3:

• Idea 4:

• Idea 5:

• Idea 6:

• Idea 7:

Mapa Mental

Se hizo un mapa mental, para organizar todo lo que surgió en la generación de ideas (Brainstorming, Brainwriting, Analogía Forzada, Analogías). Así mismo se incluyeron las patentes y las normas que influyen en este proyecto.

Triz

Identificación de Recursos

Estado ideal

Se busca pintar un apartamento lo más rápido posible y por ello se estudia un modelo de dispositivo para pintar lo más rápido y eficientemente posible sin sacrificar la calidad. Para realizar el TRIZ se evalúo un dispositivo pre existente y muy utilizado en el mercado. La máquina está compuesta por un compresor de aire, pequeño recipiente de pintura, manguera y pistola. El funcionamiento básico es dejar salir aire a presión por una válvula; conectado a ella hay una entrada del conector del almacenador de pintura y por vacío se succiona suficiente pintura para transferir a la pared.

Realizando la identificación de recursos se denota que las principales negativas de este dispositivo son el peso y peligrosidad del tanque de aire comprimido, hay que rellenar el almacenador de pintura constantemente, se requiere mascarilla por los gases y olor, y levanta mucho polvo lo cuál hace que se ensucie el área de trabajo y sumado a errores de dispersión, en ocasiones puede no ofrecer el mejor acabado.

Las funciones útiles son 13 y las negativas son 11. Viendo los dos resultados en contraste son muchas negativas, las cuales se pueden solventar en gran parte y por tanto presentar una mejora del diseño.

Los cambios, entonces, están dirigidos hacia:

- Aligerar compresor.

- Tanque de pintura más grande.

- Mejorar continuidad de salida del aire y la boquilla de la pistola para mejorar la dispersión.

- Hacer lo más compacto posible.

Extraer los conflictos

- Aumentar tamaño de tanque de pintura y hacer compacto y ligero el dispositivo.
- Aumentar resistencia del tanque sin aumentar peso y costos.
- Usar materiales más ligeros sin comprometer la confiabilidad.
- Automatizar el sistema sin aumentar costos.
- Usar aire comprimido sin dañar tuberias.
- Transportar pintura sin dañar sistemas.
- Aumentar automatización sin afectar complejidad de mecanismo y control.

Cuadro Morfológico

A continuación se presenta el cuadro morfológico de diferentes opciones, las cuales se filtraron aplicando ciertas especificaciones.

Matriz de Decisiones

Luego de realizar un primer filtrado con el cuadro morfológico, se tomaron las opciones que cumplieron con la mayoría de las especificaciones planteadas, para evaluarlas dentro de la matriz de decisiones.

En esta matriz se ponderaron, según su importancia, una serie de factores que se consideraron pertinentes para el desarrollo del proyecto.

Criterios	Opcion 2	Opcion 5	Opcion 8	Opcion 9	Opcion 10
Factibilidad técnica (Si o No)	S	S	S	S	N
Cumple especificación (40pts)	26	35	28	35	-
Costo (35pts)	32	23	25	30	-
Factibilidad de fabricacion (30pts)	26	22	26	24	-
Mantenibilidad (20pts)	20	15	16	17	-
Usabilidad (15pts)	10	15	15	12	-
Otros Beneficios (10pts)	1	10	5	7	-
Total (140pts)	114	120	115	125	X

Se observa que las ideas con mayor puntaje fueron la opciones 5 y 9. Aunque la opción 9 obtuvo una mayor ponderación (125pts) en comparación a la 5 (120pts), se debe analizar con cuidado ambas opciones. Se tomaron en cuenta las fallas que tuvo cada solución, a partir de esto se crearon mejoras en las mismas y se sometieron de nuevo a la matriz de decisiones.

Criterios	Opcion 5	Opcion 9
Factibilidad técnica (Si o No)	S	S
Cumple especificación (40pts)	35	35
Costo (35pts)	26	30
Factibilidad de fabricacion (30pts)	22	24
Mantenibilidad (20pts)	17	19
Usabilidad (15pts)	15	13
Otros Beneficios (10pts)	10	7
Total (140pts)	125	128

Una vez más la opción 9 obtuvo un mayor puntaje. De modo que esta será la que pasará a la etapa de prototipado.