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Katholieke Universiteit Leuven
Academic NX Solid Edge Simcenter Teamcenter
Katholieke Universiteit Leuven

Una universidad belga utiliza las soluciones de Siemens para formar a los ingenieros del futuro en el diseño y fabricación de productos

Lovaina, Belgium

NX, Simcenter y Teamcenter ayudan a KU Leuven a preparar a los estudiantes para la transformación digital de la industria de fabricación

Academic NX Solid Edge Simcenter Teamcenter

Una universidad belga utiliza las soluciones de Siemens para formar a los ingenieros del futuro en el diseño y fabricación de productos

Lovaina, Belgium

NX, Simcenter y Teamcenter ayudan a KU Leuven a preparar a los estudiantes para la transformación digital de la industria de fabricación

quotation marks Los estudiantes de KU Leuven también disfrutan de acceso ilimitado al portal de aprendizaje virtual Learning Advantage. Professor Dr. Ir. Bert Lauwers, Facultad de Tecnología de Ingeniería KU Leuven
DESAFÍOS
  • Enseñar desarrollo de productos y fabricación
  • Permitir a los estudiantes utilizar la digitalización
  • Enseñar a los alumnos a combinar diseño de productos, verificación y producción
CLAVES PARA EL ÉXITO
  • Ofrecer acceso libre al software de Siemens y al aprendizaje virtual
  • Usar el software de Solid Edge y NX para todas las tareas de diseño
  • Usar Simcenter para la verificación de diseño
  • Usar Teamcenter para la gestión de información y la colaboración
RESULTADOS
  • A los estudiantes se les han proporcionado habilidades de desarrollo de productos con los gemelos digitales
  • Se ha permitido a los estudiantes diseñar productos optimizados para la producción
  • Se ha fomentado que los alumnos maximicen la eficiencia del diseño y de la producción

Katholieke Universiteit Leuven

El campus de KU Leuven es una de las universidades más antiguas de Europa. Dedicado a la educación e investigación en casi todos los campos, ofrece actividades de formación e investigación organizadas por los departamentos y los grupos de investigación. Sus facultades y departamentos se agrupan en estos tres grupos: Humanidades y Ciencias Sociales; Ciencias, Ingeniería y Tecnología (SET) y Ciencias Biomédicas. Cada uno de estos grupos tiene una escuela de doctorados para programas de formación de los mismos.

https://www.kuleuven.be/english/

quotation marks Siemens nos ofrece los recursos de software que necesitamos para formar a los alumnos para que se conviertan en ingenieros capaces de enfrentarse a futuros retos. Professor Dr. Ir. Bert Lauwers, Facultad de Tecnología de Ingeniería KU Leuven
quotation marks Los estudiantes de KU Leuven también disfrutan de acceso ilimitado al portal de aprendizaje virtual Learning Advantage. Professor Dr. Ir. Bert Lauwers, Facultad de Tecnología de Ingeniería KU Leuven

Un enfoque de educación de ingeniería digital

Katholieke Universiteit Leuven (KU Leuven) es la universidad más grande en Bélgica. En su campus principal en Lovaina y en sus 14 campus satélite en todo el país, más de 58.000 estudiantes están matriculados en 50 facultades y departamentos. Más de 20 de ellos forman el grupo de ciencia, ingeniería y tecnología de la universidad. Después de una reestructuración del sistema de educación belga en 2013, las escuelas de ingeniería que proporcionan una enseñanza más práctica a nivel académico son ahora parte de una red más grande de KU Leuven.

«Dentro de este grupo, tenemos tres perfiles de ingeniería: ciencias de la ingeniería, tecnologías de la ingeniería e ingeniería de biociencia», dice el profesor Bert Lauwers, decano de la facultad de Tecnología de la Ingeniería en KU Leuven. «Para nosotros, lo académico no solo significa rellenar papeles, lo consideramos una forma de pensar. El enfoque de KU Leuven para preparar a los estudiantes de ingeniería para sus carreras profesionales y como innovadores del mercado para la Industria 4.0 hace que la universidad sea, sin duda alguna, una de las mejores de Europa». 

KU Leuven sigue un enfoque abierto, de manera que cualquier estudiante, sin importancia de la carrera, pueda visitar el laboratorio de fabricación (FabLab) en el campus para experimentar con los equipos, incluidas algunas impresoras 3D.

La facultad de Ciencias de Ingeniería tiene un programa académico de cinco años y está ubicada en Lovaina. El programa de cuatro años de la facultad de Tecnología de Ingeniería está más orientado a la práctica. Se distribuye en varios campus alrededor de la región flamenca de Bélgica. Una de las localizaciones de KU Leuven es el campus De Nayer en la región de Malinas que la universidad comparte con la universidad asociada de Thomas More, donde los estudiantes terminan su formación de tres años como graduados.

Imagen 1: Estudiantes de KU Leuven en el equipo eClipse Formula Electric construyen coches de carrera eléctricos que se usan en el Formula Student. En un curso de fabricación inteligente, usan las soluciones de Siemens Digital Industries Software como NX, Simcenter y Teamcenter para cubrir toda la cadena de proceso de creación de productos. Todas las imágenes, salvo que se indique lo contrario: KU Leuven

Aprender a construir gemelos digitales

En los cursos de desarrollo de productos virtuales, los estudiantes de ingeniería de KU Leuven de las dos facultades usan el software Solid Edge®, el sistema más completo para el diseño asistido por ordenador (CAD) 2D/3D de Siemens Digital Industries Software para modelar productos. A medida que las estructuras y formas de ensamble se vuelven más complejas, los estudiantes de tercer curso y de máster utilizan el software NX™ de Siemens, una solución integrada líder en diseño, fabricación e ingeniería asistidos por ordenador, (CAD/ CAM/CAE). En estos cursos, los alumnos aprenden a aplicar varios métodos de diseño, incluidos el modelado paramétrico. También aprenden a entender la influencia que el proceso de fabricación puede tener en el modelo CAD o en el mismo producto.

Como parte de la tarea general, los estudiantes descubren que la pérdida de información a menudo se relaciona con el uso de formatos de archivos CAD abiertos como el Estándar del Modelo de Datos para Intercambio de Productos (STEP) o Especificación de Intercambio Inicial de Gráficos (IGES). El resultado de su trabajo es un gemelo digital del producto que han diseñado.

«Nuestros estudiantes empezaron creando gemelos digitales hace 15 años, mucho ante de que se acuñaran términos como la fábrica digital o la Industria 4.0», dice el profesor Lauwers. «Parte de lo que les enseñamos es que un gemelo digital no está completo a menos que represente todo el comportamiento de un producto».

En un curso de fabricación integrada en ordenador, los alumnos aprenden primero a programar una máquina herramienta directamente en su interfaz hombre máquina (HMI). Empezando con un archivo que se ha creado usando Solid Edge, construyen objetos sencillos como un modelo metálico de una jarra de cerveza diseñada para una famosa cervecería belga. A continuación, los estudiantes usan NX CAM para desarrollar posprocesadores y crean programas para máquinas herramienta de control numérico (CN) de cinco ejes.

De igual manera, validan los programas con simulación, usando los gemelos digitales tanto de sus productos como de la máquina herramienta, con el software del portfolio Simcenter™ de Siemens. Finalmente, verifican el resultado de esas simulaciones con un mecanizado existente.

Imágenes 2-3: En un curso de desarrollo de productos virtuales, los alumnos de KU Leuven usan el software de Solid Edge de Siemens Digital Industries Software y NX CAD para modelar productos con formas y estructuras de ensamble complejas.

Soporte de software completamente escalable

Durante un proyecto sobre engranajes de mecanizado, los estudiantes de ingeniería mecánica integraron una herramienta láser con una máquina herramienta de cinco ejes con el fin de facilitar el premecanizado, el endurecimiento del láser y el acabado en la misma máquina. Mover el láser de una posición a otra usando el eje de la máquina herramienta es un proceso muy lento, lo que supone un templado excesivo. Junto a su profesor y un estudiante de doctorado de filosofía, los alumnos combinaron el movimiento del eje con un escaneado láser más rápido. Con el software NX, desarrollaron un posprocesador para este proceso integrado, reduciendo el tiempo que se necesita para producir los engranajes prototipo.

En el marco de un programa de posgrado para fomentar el espíritu emprendedor e innovador, los alumnos de KU Leuven de la facultad de Tecnología de Ingeniería y los de la Thomas More construyen coches de carrera eléctricos para el Formula Student. El equipo de eClipse Formula Electric de KU Leuven es un grupo de estudiantes que trabajan con plazos estrictos. Además de usar NX CAD, NX CAM y Simcenter para varias tareas de simulación, también usan el software del portfolio Teamcenter® de Siemens.

Algo más alejados del diseño y fabricación de productos convencionales, los alumnos de doctorado de la KU Leuven están beneficiándose del software de Siemens en la investigación del cáncer de huesos. El objetivo es investigar la influencia de las cavidades causadas por el cáncer de huesos en la fuerza del hueso afectado. Con Simcenter, realizan análisis de fuerza en los gemelos digitales de los huesos, que han convertido en modelos 3D desde copias escaneadas con NX. Usando este software, también crean programas de CN y muelen las cavidades que encuentran en las imágenes de rayos X de los huesos para verificar los resultados en pruebas de fuerza reales. De igual manera, aplican este método para probar las propiedades de varios tipos de cemento que se usan para llenar las cavidades.

Imagen 6: Con el software NX, un estudiante de KU Leuven ha programado un posprocesador para un mecanizado simultáneo y un endurecimiento de un láser en una máquina herramienta de cinco ejes, reduciendo el tiempo necesario para construir un prototipo de caja de cambio completo con todas las ruedas dentadas de un mes a un día

Relación productiva a largo plazo

«En un programa tan amplio como el nuestro, el empleo de varios productos de software varía con los requisitos de proyectos individuales», comenta el profesor Lauwers. «Los estudiantes de doctorado que profundizan en el diseño y fabricación asistidos por ordenador utilizan a menudo combinaciones de productos de Siemens Digital Industries Software».

Hoy en día, KU Leuven ofrece productos de Siemens a todos sus alumnos de ingeniería, así como a aquellos que estudian en diferentes facultades dentro de la KU Leuven Association. Pueden utilizar cualquiera de las casi 7000 licencias de fabricación de Siemens para un uso offline en casa.

«Los estudiantes de KU Leuven también disfrutan de acceso ilimitado al portal de aprendizaje virtual Learning Advantage», añade el profesor Lauwers. «Con un navegador de Internet, ofrece métodos económicos y eficientes para los usuarios a la hora de adquirir habilidades y conocimientos de las soluciones de Siemens Digital Industries Software». Los alumnos tienen acceso a una gran biblioteca de cursos de autoaprendizaje y evaluaciones.

Este uso liberal del software de ingeniería se basa en una larga relación productiva entre Siemens y la propia universidad desde hace más de 30 años. De hecho, LMS International, los fabricantes de piezas del portfolio de Simcenter para simulación y pruebas, surgió como una filial de la facultad de Ciencias de la Ingeniería de KU Leuven.

Parte de esa colaboración es el programa de doctorado denominado «Dual Desk». Los investigadores de Siemens realizan estudios de doctorado bajo la supervisión conjunta de un patrocinador académico y otro industrial. Es más, Siemens acoge de manera regular a investigadores académicos para comisiones o sesiones de experimentación, un programa ampliamente recocido como una forma innovadora de colaboración entre la industria y el mundo académico.

«Nuestra colaboración con Siemens nos ofrece los recursos de software que necesitamos para formar a los estudiantes para que se conviertan en ingenieros capaces de enfrentarse a futuros retos», dice el profesor Lauwers. «El crecimiento del portfolio de software de la empresa ha generado muchas oportunidades para que podamos enseñar a los estudiantes cómo utilizar de manera eficiente la digitalización para sus fines».

Imagen 7: Un estudiante de KU Leuven en el equipo Agoria Solar utiliza las soluciones de Siemens Digital Industries Software para diseñar, simular y construir vehículos impulsados por energía solar, con los que participaron con éxito en el World Solar Challenge.
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