Primer Entrega De Producto.docx

Tecnológico de Ciudad Valles

Diseño de un cepillo de dientes con ecodiseño

Integrantes del equipo:     

Francisco Adrián Salazar Torres Héctor Bautista Dionisio Felipe De Jesús Martínez Rodríguez Marco Rogelio Gonzales Cobos Daniel de Jesús Navarro Castillo

Materia: Ingeniería de producto

Identificación de las necesidades del cliente En primera parte definimos que el mercado meta de nuestro producto son personas con un rango de edad entre los 20 y 55 años para después poder definir sus necesidades las cuales son las siguientes:      

Asegurar su salud e higiene personal Que el producto sea ergonomico Disminuir sus egresos Hacer mas eficiente el proceso de lavado de dientes Contar con lo ultimo en tecnología de higiene bucal Que el producto tenga la facilidad de trasladarse a todos lados

Especificaciones del producto:     

Largo del mango: 178mm Agujeros en cabeza: 49 Altura de nylon sobre el mango: 11+--0.5mm Calibre de nylon: 0.008” Numero de filamentos por agujero:18+--1

Generación del concepto: Una vez que determinamos las necesidades del cliente y definimos las especificaciones finales del producto pudimos definir los conceptos del producto, el concepto de este cepillo de dientes nace de un tamaño justo y un material que brinde a nuestros clientes un uso ergonómico contando con un eco diseño que permita al cliente de igual manera disminuir sus gastos. Estrategias ecoeficientes:   

Producir más con menos Reutilizar el producto Cambio de materiales en el embalaje del producto*

Análisis del ciclo de vida

Obtención de materia prima: Este proceso consiste en obtener la materia por medio de métodos como la extracción a partir del medio ambiente Materia prima que se obtienen y son necesarias para la elaboración del cepillo de dientes: Polietileno (30 gramos): el proceso de obtención del plástico en cualquiera de sus presentaciones implica emsiones de gases entre los cuales destaca el CO2 y el SO2. Nylon (5 gramos): el proceso de esta fibra orgánica consta de ingresar cristales blancos de caprolactama a un tanque donde se calientan a aproximadamente 68 a 75b °C se agrega agua y TiO2 para aumentar la densidad del nylon Las entradas de este proceso son agua, energía eléctrica y materiales químicos que permiten la separación de los etilos. Las salidas son aguas residuales, residuos químicos y el producto terminado en este caso polietileno. Los aspectos ambientales que se deben de considerar en este proceso son generación de residuos, explotación de tierras, uso de energías no verdes y la emisión de gases de efecto invernadero. Los impactos ambientales para considerar ordenados a priori son:    

Efecto invernadero Disminución de recursos naturales Perdida de reproductividad del ecosistema Contaminación del agua

Producción Proceso mediante el cual la materia prima se procesa con la finalidad de obtener un producto terminado El proceso de producción consta de los siguientes pasos: 1.-Llegan las bolitas de polietileno hasta una máquina de moldeado por inyección que las derrite y crea una especie de masa plástica se necesitan 30 gramos de polietileno por unidad fabricada 2.-Se inserta la masa plástica en moldes con forma de los cepillos y se esparce por medio de presión por todo el molde

3.-Unas fibras de Nylon previamente estructuradas en filas golpean la cabeza del cepillo y las ancla al alambre} 4.- Una cuchilla longitudinal igualan la longitud de las cerdas de acuerdo con el modelo Las entradas en el proceso son 100 ml de agua aproximadamente, energía eléctrica, 30 gramos de polietileno y 5 gramos de nylon por cada cepillo de dientes producido. Las salidas son aguas residuales, y emsiones de CO2 causados por la centrifugación en el área de moldeado. Los aspectos ambientales que se consideran en este proceso son:      

Emsiones de gases Aguas residuales Consumo de agua Uso de energías no verdes Generación de residuos urbanos Generación de residuos peligrosos

Los impactos ambientales ordenados a priori en este proceso son:     

Efecto invernadero Contaminación del agua Disminución de recursos naturales Smog Sobrecarga de relleno sanitario

Comercialización En esta etapa se considero la mercadotecnia necesaria para poder comercializa el producto y distribuirlo a las tiendas, departamentos que se encargaron de venderlos y hacerlos llegar a nuestro cliente. Este proceso empieza desde el área de embalaje y concluye con la llegada al cliente El proceso de comercialización se realiza con los siguientes pasos: 1. Embalaje del producto terminado en segmentos para la carga posterior a su transporte. 2. Transportación de producto a vehículos de distribución 3. Distribución de producto a los puntos de venta o almacenamiento

4. Propaganda para el producto Las entradas para la comercialización, consumo de combustible, energía eléctrica , consumo de agua, consumo de papel y carton Las salidas son expulsión de Co2 causada por los vehículos que transportan el producto, aguas residuales, Los aspectos ambientales que se consideran en este proceso son:      

emisiones de gases consumo de agua aguas residuales uso de energias no verdes generación de residuos urbano generación de residuos no renovables

Los impactos ambientales ordenados a priori en este proceso son:     

Efecto invernadero Contaminación del agua Disminución de recursos naturales Smog Lluvia acida

Compras Es la acción y efecto de obtener el producto, para la realización de esta acción tubo que ya haber pasado por varios pasos como: la producción del producto, realización de la mercadotecnia y su aplicación en su totalidad, esto conllevo a que el producto se encontrara en un lugar estratégico para su obtención. El proceso de compra se realiza con los siguientes pasos: 1 identificar la necesidad de compra del producto que se quiere obtener 2 identificar el precio disponible para su compra (es decir el dinero máximo que puede gastar en ese producto) 3 evaluación de alternativas al realizar la obtención del producto 4 toma de decisión: ver que tan importante es comprar el producto 5 este es el punto final el cual es llamado evaluación post-compra

Esto quiere decir que es la lealtad que el cliente tiene al producto al igual de su marca. La realización de compra conlleva algunos consumos de combustible, energía eléctrica, consumo de bolsas de plásticos pet Las cuales son las expulsiones de Co2 que es causado por la trasportación de las personas a tiendas departamentales a realizar la compra del producto, el consumo de plástico en las bolsas de plásticos de los mercados ya que fue comprado del cepillo. Lo cual entra como residuo de plástico. Los aspectos ambientales que se consideran en este proceso son:    

consumo de agua uso de energías no verdes explotación de tierras consumo de energía eléctrica

Los impactos ambientales ordenados a priori en este proceso son:    

Efecto invernadero Contaminación del agua Disminución de recursos naturales Contaminación del suelo

USO Es el desgaste que tiene el producto al ser utilizado por cierto tiempo, se le llama asi a la etapa durante la cual el producto es utilizado por el cliente final y pierde en cierto porcentaje su vida útil Los aspectos ambientales que se consideran en este proceso son:  

consumo de agua explotación de tierras

Los impactos ambientales ordenados a priori en este proceso son:    

Efecto invernadero Contaminación del agua Disminución de recursos naturales Contaminación del suelo

Justificación En el ultimo censo realizado nos dice que hoy en día existen 7111672200 personas en el mundo tienen una boca a la cual deben darle una buena higiene, de lo contrario pueden sufrir serias consecuencias. El cepillo de dientes es el único producto que entra diariamente en nuestra boca (no alimenticio). Es un instrumento para mejorar la salud es realmente una necesidad, este instrumento se debe de cambiar cada 3 meses por el desgaste de sus cerdas; esto quiere decir que una persona utiliza 4 cepillos de dientes por año (en promedio) si no es que más. Ahora imaginemos los desechos en estos productos para la salud bucal en toda la población mundial El presente proyecto se realizo con la finalidad de diseñar un producto que es usado diariamente por el ser humano y que a su vez esta generando una serie de impactos ambientales antes, durante y después de su uso, por lo cual se hizo un análisis ecológico a su diseño para darle una innovación que a su vez apoyara al medio ambiente y tuviera un desarrollo sustentable así como también será mucho más económico y amigable con el bolsillo de nuestros clientes ya que una vez adquirido el producto solo compraría cabezas extras cuando sea necesario evitando un gasto mayor y apoyando a la economía de las personas.

Objetivo General Establecer un producto innovador con las especificaciones para generar un impacto ambiental favorable y generar una cultura hacia el consumidor, Diseñar un cepillo de dientes que cuente con un ecodiseño que sea amigable con el medio ambiente y reducir los impactos ambientales que este genera actualmente, mejorando también la relación del usuario con el producto.

Objetivos específicos:  Analizar distintas alternativas de embonamiento de el mango con las cabezas intercambiables.  Investigar con que frecuencia las personas intercambian los cepillos de dientes  Otorgar una mejora de un producto ya estable en el mercado, teniendo en cuenta los impactos ambientales que genera el producto y el proceso. Planteamiento del problema El desecho de cepillos de dientes una vez finalizado su ciclo de vida útil esta causando un impacto ambiental muy grande en el mundo y esta es una situación que se debe de detener inmediatamente pues este producto es una herramienta de salud bucal que seguirá siendo utilizada indefinidamente el cual genera gran impacto por que gran porcentaje de la población utiliza este producto.

Procedimiento y desarrollo Ciclo de vida del producto Etapa 1 extracción de materia prima Insumos requeridos (materias primas)

(explotación de suelos)

(mano de obra)

Etapa 2 Producción ( maquinaria )

(mano de obra)

(materia prima)

(emisión de gases)

Etapa 3 Comercialización y etapa 4 compra (Transporte) .

(suelos de venta)

(Servicios que necesita el suelo de venta)

(Desgaste de personal a cambio de recompensa económica)

Etapa 5 Uso (Productos adicionales)

Selección del concepto

(desechos)

Diseño para la industria Identificar las necesidades del cliente       

Diseño ergonómico Cerdas que lleguen a zonas difíciles Fácil portabilidad Mango antiderrapante Cabeza removible Reutilizable Facilidad de lavar

Conceptualización  Basándonos en las necesidades del cliente, el ecodiseño del producto, la aplicación de tecnologías en él, y la reducción de costos se realizaron los siguientes bosquejos: Refinamiento preliminar  Mediante la teoría de conceptualización se realizó un modelo suave del producto que nos permitió hacer cambios en el diseño físico del mismo con la finalidad de satisfacer las necesidades del cliente y mejorar el uso y la ergonomía de este:

Mas refinamiento y selección final del concepto  Una vez hechas las ultimas mejoras y modificaciones al diseño del producto se realizó un concepto final mediante un diseño duro el cual es el siguiente

Dibujos o modelos de control Mediante el software AutoCAD se realizó un boceto preliminar del diseño del producto a escala utilizando la teoría de la arquitectura de producto estratificando el cepillo en trozos presentado a continuación

Economía de recursos Para poder reducir los costos y los usos de materia prima empleados en el nuevo producto se requirió de la técnica llamada reglas de diseño, dicha técnica esta enfocada en el diseño para la manufactura y el diseño para la industria y tiene la finalidad de reducir el uso de materias primas y costos de ensamblaje y producción.

Dicha metodología consta de los siguientes puntos: Desarrolle un diseño modular. Minimiza la variación de partes. Diseñe partes para que sean multi-funcionales. Diseñe partes para que sean multiuso. Diseñe partes que sean fáciles de fabricar. Diseñe partes que minimicen su manipulación durante la fabricación. Trate de no usar componentes flexibles Nuestra función 

 

Al ser una metodología multi-funcional se puede utilizar el número de partes que sean necesarios en el caso de nuestro proyecto y gracias a su aplicación solo se necesitó de dos etapas que son las siguientes: Diseño de partes para reutilización o multiuso Diseño de partes multifuncionales

Diseño de partes para reutilización o multiuso En el caso de nuestro producto lo diseñamos en dos partes el mango y la cabeza, de los cuales la cabeza es la única pieza que pasa a disposición final puesto que el mango se puede reutilizar Disminución de desechos Al ser un producto el cual su diseño esta enfocado con la finalidad de reducir el exceso de disposición final de materia prima pues el sistemaq de cabeza intercambiable se diseño con la finalidad de reducir el consumo de la materia prima misma y con esto la cantidad de desechos.

Diseño para manufactura. 1.- Estimar los costos de manufactura. 

Costo Aproximado de Componentes Estándar:





Existen dos maneras para obtener los costos de un componente estándar: Compara la parte/pieza nueva con una ya siendo producida o comprada por la empresa. 2. Solicitar cotizaciones a proveedores ya existentes

Costos de ensamble  Los artículos discretos generalmente se ensamblan con partes. El proceso de ensamble casi siempre causa costos de mano de obra y también puede causar costos por equipo y herramental.  La mano de obra de ensamble puede costar desde menos de un dólar por hora en países de bajos salarios. 1 dólar = 18.35 pesos aproximadamente

Costos indirectos

Los costos de soporte son los asociados con manejo de materiales, aseguramiento de calidad, adquisiciones, embarque, recepción instalaciones y mantenimiento herramental entre otros.

2.- Reducir los costos de los componentes Para lograr reducir los costos asociados a los componentes del nuevo producto es necesario emplear lo que se conoce como “Reglas de Diseño”. Algunos ejemplos son: Desarrolle un diseño modular. Minimiza la variación de partes. Diseñe partes para que sean multi-funcionales. Diseñe partes para que sean multiuso. Diseñe partes que sean fáciles de fabricar. Diseñe partes que minimicen su manipulación durante la fabricación. Trate de no usar componentes flexibles. La estandarización no solo de los componentes sino de los procesos de fabricación contribuirá a la reducción de costos. En el primer caso la estandarización de los componentes permitirá lograr mayores economías de escala. En cuanto la estandarización de los procesos de fabricación esto con lleva mejoras en calidad y desempeño de los procesos.

3.- Disminuir los costos de ensamble  Para lograr reducir los costos de ensamble se puede utilizar el método desarrollado por Boothroyd & Dewhurst.  Índice DFA= (número mínimo teórico de piezas )x(3 segundos) Tiempo total estimado de ensamble Reducir el número de piezas y tipo de piezas Esta regla no solo tiene repercusiones en la reducción de costos de ensamble y materiales sino también a nivel de costos de apoyo (gestión) a la producción. Esto resulta al haber: 1. Menos documentación. 2. Menores inventarios.

3. Menos proveedores. 4. Control de Producción mas sencillo. 5. Menos inspecciones. 6. Menos reproceso. 4.- Reducir los costos de soporte de producción Por lo general esta categoría de costos es afectada directamente cuando se logra reducir los costos asociados a componentes y al ensamble del producto en cuestión. Sin embargo, siempre es útil recordar que a medida que se pueda minimizar la complejidad del sistema de manufactura así también se reducirán los costos de apoyo a la producción.

Creación de prototipos. En el proyecto de desarrollo de un producto, los propósitos de usar prototipos son cuatro: aprendizaje, comunicación, integración y alcance de hitos. En este caso la creación de un prototipo del cepillo dental es importante ya que trae beneficios los cuales son los siguientes:   

Permite detectar problemas antes de lanzar la versión final del producto Permite realizar cambios y mejoras a la medida de los usuarios Ayuda a trabajar de forma más eficiente

Los prototipos, como cualquier otro producto generado dentro del proceso de diseño, son herramientas que ofrecen diversos beneficios. No sólo de forma inmediata, mientras trabajas en ese proyecto específico, sino que también pueden ayudarte a ser un mejor diseñador pues impulsan el trabajo en equipo, la comunicación efectiva con el cliente y la participación de los usuarios finales para poder crear un producto o versión final superior a la que se hubiera logrado sin el uso de los prototipos.

Prototipo en papel.

Prototipo en software CAD

Patentes y propiedad intelectual. Descripción del producto. Cepillo dental con cabezas intercambiables. Antecedentes Confeccionado por un emperador chino en 1498, quien colocó cerdas de pelo de cuello de puerco salvaje en un mango de hueso. Las cerdas eran retiradas manualmente del cuello de cerdos y se prefería adquirir el insumo de los animales de los climas más fríos de Siberia y China, debido a que la baja temperatura genera un pelaje más macizo y consistente. Los cepillos dentales primitivos presentaban algunos inconvenientes, como su confección manual, el deterioro de las cerdas animales y su rápida contaminación por los microorganismos bucales. Recién a finales del siglo XIX, se empezó a universalizar el uso del cepillo dental en el mundo occidental, cuando aparecen empresas que fabricaban manualmente cepillos dentales a gran escala. En 1935 la industria del cepillo dental se modifica drásticamente, cuando Wallace Hume Carothers inventó para los Laboratorios Dupont el nylon en 1935. El nylon es resistente y flexible y a la vez, brinda un mejor cepillado y tiene resistencia a la contaminación por bacterias: debido a la homogeneidad de su superficie. Hoy en día, abundan los modelos de cepillos dentales manuales y eléctricos en el mercado. Muestran gran variedad de diseños y presentaciones que combinan en un solo aditamento diferentes tipos, tamaños y grosores de cerdas que se disponen en distintas angulaciones, para facilitar el cepillado dental. Descripción El cepillo de dientes con cabezas intercambiables, está fabricado con diferentes materiales, nylon 66 para las cerdas del cepillo dental que básicamente son conjunto de filamentos que efectúan la remoción de las bacterias y los restos de alimentos durante el cepillado caucho para cubrir el mango y sea antiderrapante, polipropileno para la composición del mango se elabora buscando que el usuario pueda sujetarlo y manipularlo con facilidad y en ciertos casos, se le otorga una angulación para facilitar el cepillado dental de las diferentes zonas de la dentadura. En términos generales, los cepillos de mango recto impiden el acceso integral a las áreas dentales inaccesibles, mientras que, si elegimos un cepillo de dientes con mango angulado, se hace más fácil el acceso a dichas zonas, el mecanismo innovador del cepillo es el cabezal intercambiable cuenta con un sistema de roscado para dar un mejor acople entre el mango y cabezal el cual se podrá intercambiar entre distintos cabezales ya que las medidas están estandarizadas. El cabezal intercambiable tiende a reducir el desecho

del mango ya que es la parte más costosa dentro de todo el producto, así aplicando el nuevo sistema de cabezal intercambiable se reduce en costo e impacto al ambiente. Reivindicaciones Un cepillo dental con cabeza intercambiable el cual es fácilmente removido cuenta con un sistema de ensamblado que facilita el cambio de cabezas, los cuáles pueden ser sustituidos fácilmente al término de la vida útil de las cerdas, conservando el mango, el cabezal puede ser sustituido con otros de diferentes diseños ya que sus medidas entre el mango al momento del ensamble están estandarizadas. El cepillo de dientes en la parte de su mango está compuesto por polipropileno y caucho diseñado ergonómicamente para la mejor sujeción del usuario y una mejor limpieza dentro de la cavidad bucal.