Design and finite element analysis of a 3D-printed packaging insert

Diseño y análisis de elemento finito de un inserto paraempaque manufacturado por impresión 3D

Ismael Alejandro Muñoz Salazar ISAIAS EMMANUEL GARDUÑO OLVERA MAYRA DEL ANGEL MONROY (2023, [Artículo])

Packaging inserts play a crucial role in protecting products during transportation. However, their design and production processes often rely on conventional methods limiting equipment capabilities. Moreover, the empirical nature of their design can result in a lack of reliability in the final product. To address these challenges, this study aimed to validate the design of a packaging insert using the finite element method and subsequently create it using 3D printing. The chosen material is a thermoplastic polyurethane (TPU) filament commonly used in fused deposition filament printers for 3D printing. This process demonstrates the feasibility of using 3D printing to create cushioning inserts for packaging and employing finite element analysis to simulate the insert behavior. The main findings of this research highlight the potential benefits of numerical simulation, revealing the areas where the insert is primarily impacted by weight. Furthermore, the forces load and displacement simulation results confirm that the TPU elastic limit (3.9x106 MPa) is sufficient to handle the weight this insert intends to hold. These tools determine the viability of the proposed design for its intended application. Therefore, this study verifies that 3D printing is a reliable option for producing packaging inserts, offering significant advantages over traditional methods. These advantages include increased design flexibility and the ability to create custom inserts on demand.

Los insertos de empaque juegan un papel crucial en la protección de los productos durante el transporte. Sin embargo, sus procesos de diseño y producción a menudo se basan en métodos convencionales que limitan las capacidades del equipo. Además, la naturaleza empírica de su diseño puede resultar en una falta de confiabilidad en el producto final. Para abordar estos desafíos, este estudio tuvo como objetivo validar el diseño de un inserto de empaque utilizando el método de elementos finitos y posteriormente crearlo mediante impresión 3D. El material elegido es un filamento de poliuretano termoplástico (TPU) comúnmente utilizado en impresoras de filamento de deposición fundida para impresión 3D. Este proceso demuestra la viabilidad de utilizar la impresión 3D para crear insertos acolchados para empaques y emplear el análisis de elementos finitos para simular el comportamiento del inserto. Los principales hallazgos de esta investigación destacan los beneficios potenciales de la simulación numérica, revelando las áreas donde el inserto se ve afectado principalmente por el peso. Además, los resultados de la simulación de carga y desplazamiento de fuerzas confirman que el límite elástico de TPU (3.9x106 MPa) es suficiente para manejar el peso que este inserto pretende soportar. Estas herramientas determinan la viabilidad del diseño propuesto para su aplicación prevista. Por lo tanto, este estudio verifica que la impresión 3D es una opción confiable para producir insertos de empaque, que ofrece ventajas significativas sobre los métodos tradicionales. Estas ventajas incluyen una mayor flexibilidad de diseño y la capacidad de crear insertos personalizados bajo demanda.

Tipo de documento: cases studies.

I. Muñoz gratefully acknowledges support from Posgrado de CIATEQ. I. E. Garduño acknowledges support from the Investigadores por México - CONAHCYT program through project No. 674.

Ismael Muñoz: Conceptualization; methodology; validation; writing; revision; project administration; software; investigation; display; draft writing; reviewing and editing. Isaías E. Garduño: Conceptualization; methodology; validation; writing; revision; software; reviewing and editing. Mayra del Ángel Monroy: Conceptualization; supervision; methodology; validation; writing; revision; project management; formal analysis, draft writing: writing reviewing and editing.

Packaging insert Finite element analysis 3D printing Inserto para empaque Análisis por elemento finito Impresión 3D INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

Una articulación fundamental: la emancipación

Nicolás Amoroso Boelcke (2023, [Capítulo de libro])

El concepto, la circunstancia de la enseñanza que aquí abordaremos, tiene el propósito de restituir ciertas situaciones que corresponden al propio ejercicio de la instrucción y a aquellas otras que hablan del acontecer, por ello el trabajo. Tiene las variables tanto de la experiencia real como de las otras sobre las que se han escrito, una de ellas, al final, plantea una situación paradójica que se refiere a la del maestro ignorante que, básicamente, tiene como propósito mostrar que el conocimiento es algo que está en el alumno y que el docente debe limitarse a tratar de que aflore y se exprese de la mejor manera posible. Nos habla de la independencia y de las características que puede tener una educación rigurosa y rígida, en contraposición con una más flexible. Lo mismo sucede con el pensamiento desde nuestra América, de la educación dependiente a una educación libertaria.

The concept, the circumstance of the teaching that we will address here has the purpose of restoring certain situations that correspond to the exercise itself as those others that speak of the happening for it the work. It has the variables of real experience as of the others about which they have been written, one of them, in the end, poses a paradoxical situation that refers to that of the ignorant teacher that, basically, has the purpose of showing that knowledge is something that is in the student and that the teacher must limit himself to trying to bring it out and express itself in the best possible way. It tells us about independence and the characteristics that a rigorous and rigid education can have with a more flexible one and the same happens with the thought from our America, from dependent education to a libertarian education.

Emancipación, docencia, alumnos, investigación, juego. Emancipation, teaching, students, research, play. Interaction analysis in education. Microteaching. Teacher-student relationships. Transformative learning. Educational innovations. Análisis de interacción en la educación. Relaciones maestro-estudiante. Aprendizaje transformador. Cambio educativo. LB1034 HUMANIDADES Y CIENCIAS DE LA CONDUCTA PEDAGOGÍA TEORÍA Y MÉTODOS EDUCATIVOS

Development of a next generation SNP genotyping array for wheat

Simon Griffiths Susanne Dreisigacker Alison Bentley Gina Brown-Guedira (2023, [Artículo])

Axiom Array High Throughput Genotyping Hexaploid Wheat Copy Number Variation Analysis CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA SINGLE NUCLEOTIDE POLYMORPHISMS WHEAT GENOTYPING GENETIC DIVERSITY (AS RESOURCE)

Low nitrogen narrows down phenotypic diversity in durum wheat

Tesfaye Geleta Aga Bekele Abeyo (2023, [Artículo])

Clusters Durum Wheat Nitrogen Efficiency CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA HARD WHEAT GENETIC DIVERGENCE NORMALIZED DIFFERENCE VEGETATION INDEX NITROGEN PRINCIPAL COMPONENT ANALYSIS

Stability of maize hybrids under drought, rainfed and optimum field conditions revealed through GGE analysis

Pervez Zaidi (2023, [Artículo])

Additive Main Effects Multiplicative Interaction GGE Biplot Analysis CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA MAIZE GENOTYPE ENVIRONMENT INTERACTION ADDITIVE EFFECT PRINCIPAL COMPONENT ANALYSIS

Metabolites Profile of Extracts and Fractions of Erythroxylum mexicanum Kunth by UHPLC-QTOF-MS/MS and its Antibacterial, Cytotoxic and Nitric Oxide Inhibitory Activities

LAURA PATRICIA ALVAREZ BERBER MARIA DE LOS ANGELES RAMIREZ CISNEROS (2024, [Artículo])

The present study shows the untargeted metabolite profiling and in vitro antibacterial, cytotoxic, and nitric oxide (NO) inhibitory activities of the methanolic leaves extract (MLE) and methanolic stem extract (MSE) of Erythroxylum mexicanum, as well as the fractions from MSE. Using ultra-high performance liquid chromatography/quadrupole time-of-flight tandem mass spectrometry (UHPLC-QTOF-MS/MS), a total of 70 metabolites were identified; mainly alkaloids in the MLE, while the MSE showed a high abundance of diterpenoids. The MSE fractions exhibited differential activity against Gram-positive bacteria. Notably, the hexane fraction (HSF) against Streptococcus pyogenes ATCC 19615 (MIC=62.5 µg/mL) exhibited a bactericidal effect. The MSE fractions exhibited cytotoxicity against all cancer cell lines tested, with selectivity towards them compared to a noncancerous cell line. Particularly, the HSF and chloroform fraction (CSF) showed the highest cytotoxicity against prostate cancer (PC-3) cells, with IC50 values of 19.9 and 18.1 µg/mL and selectivity indexes of 3.8 and 4.2, respectively. Both the HSF and ethyl acetate (EASF) fractions of the MSE inhibited NO production in RAW 264.7 macrophages, with NO production percentages of 50.0% and 51.7%, respectively, at a concentration of 30 µg/mL. These results indicated that E. mexicanum can be a source of antibacterial, cytotoxic, and anti-inflammatory metabolites.

BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA MS analysis • diterpenoids • biological activities

Sistema de visión para detección de fallas de calidad en la identificación de etiquetas en una línea de producción del giro automotriz

Vision system for the detection of quality failures in the identification of labels in an automotive production line

José Rodrigo Hernández Laguna Jorge Adan Romero Guerrero CAROLINA RETA CASTRO (2023, [Artículo])

Este artículo presenta la implementación de un sistema de visión para la detección de fallas en la identificación de etiquetas en una línea de producción de motores eléctricos de confort para vehículos. Anteriormente, la línea de producción dependía completamente de la inspección visual realizada por un operador. La solución propuesta considera tanto los aspectos técnicos del sistema de visión como otros factores clave para asegurar la calidad del proceso, como: las políticas de aseguramiento de calidad de las normas automotrices vigentes en México (IATF 6949:2016 e ISO9000), la mejora continua, la estadística, la ergonomía y la estandarización de procesos. Los resultados demuestran el éxito de la implementación. El sistema demostró ser efectivo al identificar las fallas de manera precisa; se logró una reducción significativa en el número prioritario de riesgo en el análisis y modo de efectos de falla; y se logró una reducción en la estadística de fallas internas y con el cliente, de 2021 a 2022.

Sistema de visión Análisis y modo de efectos de falla Inspección de defectos Industria automotriz Vision system Analysis and failure effects mode Defect inspection Automotive industry INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

Análisis preventivos de variables para la industria cerámica con base en la metodología de análisis a modo y efecto de falla (FMEA method)

Preventive analysis of variables for the ceramic industry based on the failure mode and effect analysis (FMEA method)

Rigel Hugo Carreón Reyes Juan Carlos Neri Guzmán (2023, [Artículo])

El presente estudio indica de una forma tangible la aplicación de la herramienta FMEA (Failure Mode And Effects Analysis -por sus siglas en inglés) en la aplicación de fabricación de cerámica sanitaria, en donde se evalúan las variables que están relacionadas con el proceso de diseño, procesamiento de piezas cerámicas y de su relación existente para poder alcanzar los requisitos normativos y que estos a su vez sean alcanzables. Dentro del estudio se presenta el análisis y elaboración de la matriz riesgos en modo de fallas, así como una serie de definiciones estadísticas con las cuales son evaluados los procesos de fabricación, así como la explicación clara de la metodología FMEA en donde se indica la adecuación de estos conceptos a este tipo de manufacturas (cerámica sanitaria). Este trabajo también describe a través del estudio de caso de las variables una metodología que detalla los conceptos básicos tales como severidad, detección y ocurrencia combinando el desarrollo de tablas parametrizadas y / o acopladas al tipo de proceso de manufactura cerámica .En los resultados que se obtienen se observa la disminución de la incertidumbre hasta de 85% en los valores de RPN y una mejora en el cpk >1,33 como índice de calidad los riesgos o incertidumbres disminuidos son de forma numérica a través de la comprobación de nuevas acciones y el reanálisis de los conceptos de ocurrencia y detección derivados de la implementación de acciones. Las conclusiones indican como una herramienta adecuada el uso de FMEA para el campo de aplicación de la manufactura de cerámica sanitaria.

The present study indicates in a tangible way the application of the FMEA tool (Failure Mode and Effects Analysis) in the application of sanitary ceramic manufacturing, where the variables that are related to the process of design, processing of ceramic pieces and their existing relationship are evaluated in order to achieve the regulatory requirements and that these in turn are achievable. The study presents the analysis and elaboration of the risk matrix in failure mode as well as a series of statistical definitions with which the manufacturing processes are evaluated as well as the clear explanation of the FMEA methodology (failure mode and effects analysis) where the application and adequacy of these concepts to this type of manufactures (sanitary ceramics) is indicated. This paper also describes through the case study of the variables a methodology that details the basic concepts such as severity, detection and occurrence combining the development of parameterized tables and / or coupled to the type of ceramic manufacturing process. In the results obtained, the decrease in uncertainty of until 85% in the values of RPN and an improvement in the cpk >1.33 as a quality index, the risks or uncertainties decreased are numerically through the verification of new actions and the reanalysis of the concepts of occurrence and detection derived from the implementation of actions. The conclusions indicate as an appropriate tool the use of FMEA for the field of application of the manufacture of sanitary ceramics.

AMEF (Análisis de Modo de Efecto y Falla) Productos cerámicos Cerámica sanitaria Procesos cerámicos Severidad Detección Ocurrencia FMEA (Failure Mode and Effects Analysis) Ceramic products Standard ASME Sanitary ceramic Ceramic processess INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

Diseño de una red de dispositivos inalámbricos para monitorear la calidad del aire en interiores

FRIDA JENNY DE LA ROSA ANDRADE (2023, [Tesis de maestría])

No cabe duda de que la contaminación ambiental siempre a existido, y es una consecuencia

producida por las diferentes actividades que el ser humano ha realizado a lo largo de su

desarrollo y evolución tecnológica, por lo que conlleva a muchas repercusiones en la

integridad física del ambiente. Las actividades de desarrollo, como la construcción, el

transporte y la fabricación, no solo agotan los recursos naturales, sino que también producen

una gran cantidad de desechos que conducen a la contaminación del aire, el agua, el suelo y

los océanos, dando pie a los problemas más preocupantes del ser humano, tal es el caso del

calentamiento global, las lluvias acidas. Hoy en día la contaminación del aire se considera

un tema de gran importancia puesto que, es uno de los principales problemas en las zonas

más urbanizadas del mundo, y se encuentra presente tanto en los países desarrollados como

en los no desarrollados, por ello surge la necesidad de conocer que tan contaminado se

encuentra el aire que se respira.

El estándar de calidad del aire es una táctica para establecer las condiciones del aire desde un

grado de pureza, hasta una calidad critica perjudicial para el deterioro de la salud humana,

haciendo referencia a la cantidad de contaminación presente en el aire, definiéndola ya sea

de alta calidad con un nivel bajo de contaminación o una mala calidad con un nivel elevado

de concentración de contaminación en el aire.

En este proyecto se diseñará una Red de dispositivos inalámbricos para el análisis y

monitoreo de la calidad del aire en interiores, con la finalidad de fungir como un medidor de

contaminación que le permita a las personas darse cuenta de que tan contaminados están sus

hogares. Por tal motivo en el desarrollo de este proyecto se hará uso de un microcontrolador

Arduino IDE, un Node-red y un phpMyadmin para el análisis y monotoreo constante de

diversos gases como CO, CO2, metano, nitrógeno y O2. Cabe mencionar que este escrito se

ha dividido en 4 capítulos en los cuales se explica detalladamente todos y cada uno de los

procesos llevado a cabo para la elaboración y el desarrollo de este proyecto.

There is no doubt that environmental pollution has always existed, and is a consequence

produced by the different activities that human beings have carried out throughout their

development and technological evolution, which leads to many repercussions on the physical

integrity of the environment. Development activities such as construction, transportation and

manufacturing not only deplete natural resources but also produce a large amount of waste

leading to pollution of air, water, soil and oceans, giving rise to to the most worrying problems

of human beings, such as global warming and acid rain. Nowadays, air pollution is considered

an issue of great importance since it is one of the main problems in the most urbanized areas

of the world, and is present in both developed and undeveloped countries, which is why the

need to know how contaminated the air you breathe is.

The air quality standard is a tactic to establish air conditions from a degree of purity to a

critical quality harmful to the deterioration of human health, referring to the amount of

pollution present in the air, defining it either high quality with a low level of contamination

or poor quality with a high level of concentration of contamination in the air.

In this project, a network of wireless devices will be designed for the analysis and monitoring

of indoor air quality, with the purpose of serving as a pollution meter that allows people to

realize how polluted their homes are. For this reason, in the development of this project, an

Arduino IDE microcontroller, a Node-red and a phpMyadmin will be used for the analysis

and constant monitoring of various gases such as CO, CO2, methane, nitrogen and O2. It is

worth mentioning that this writing has been divided into 4 chapters in which each and every

one of the processes carried out for the preparation and development of this project is

explained in detail.

BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA Red de dispositivos inalámbricos, análisis monitoreo, calidad, riesgo, contaminación. Network of wireless devices, monitoring analysis, quality, risk, contamination.

PROPUESTA DE MANEJO DE LA PESQUERÍA EMERGENTE DE MERLUZA DEL PACÍFICO NORTE Merluccius productus EN EL GOLFO DE ULLOA, BAJA CALIFORNIA SUR

PABLO MORA ZAMACONA (2023, [Tesis de doctorado])

"La merluza del Pacífico Merluccius productus se distribuye desde Alaska hasta el sur de México, con una población particular descrita al sur de la península de Baja California conocida como merluza enana, de la que poco se sabe. Dicha población actualmente no es pescada comercialmente, por lo que representa un recurso con potencial de explotación. Las pesquerías potenciales y emergentes crean desafíos y oportunidades para los administradores pesqueros que necesitan tomar decisiones sobre cómo gestionar de forma sostenible una pesquería previa a su inicio. Este trabajo propone y analiza posibles medidas alternativas de gestión pesquera para esta potencial pesquería, bajo incertidumbre biológica y de mercado. Debido al desconocimiento de diversos aspectos de la biología del recurso primeramente se analizó el crecimiento individual del stock y posteriormente se realizó un análisis bioeconómico de la potencial pesquería.

Para el análisis del crecimiento individual se utilizó un total de 240 otolitos y datos de longitud patrón de 932 especímenes muestreados de mayo a diciembre de 2015. La formación anual de incrementos en los otolitos se verificó mediante la relación de incremento marginal y el análisis de borde. La edad se estimó a partir de recuentos de anillos en secciones sagitales de otolitos y el crecimiento se analizó mediante un enfoque de inferencia multimodelo. Se consideraron los modelos de crecimiento de von Bertalanffy (VBGM), VBGM generalizado, Gompertz, Logístico y Johnson, los cuales se ajustaron a conjuntos de datos de talla a la edad observados y retrocalculados agrupados por sexo. Según el criterio de información de Akaike, el VBGM generalizado fue el más apropiado para las hembras (L∞= 31.36 cm, k= 0.15 cm año-1), mientras que el VBGM proporcionó el mejor ajuste para los machos (L∞= 25.35 cm, k= 0.28 cm año-1).

El análisis bioeconómico de alternativas de manejo para una potencial pesquería de merluza enana indicó que una nueva pesquería de dicho stock podría ser biológicamente sostenible y económicamente rentable, bajo un conjunto de estrategias de gestión y reglas de control. Se recomienda un acceso limitado con bajo esfuerzo pesquero ya que resulta más redituable por barco y biológicamente precautorio, considerando la alta incertidumbre asociada con la explotación de una población virgen..."

"The Pacific hake Merluccius productus is distributed from Alaska to southern Mexico, with a particular population described south of the Baja California peninsula known as dwarf hake, about which little is known. This population is not currently commercially fished; hence it represents a resource with potential for exploitation. Potential and emerging fisheries create challenges and opportunities for fishery managers who need to make decisions about how to sustainably manage a fishery prior to its initiation. This work proposes and analyzes possible alternative fishery management measures for this potential fishery, under biological and market uncertainty. Due to the lack of knowledge of various aspects of the biology of the resource, the individual growth of the stock was first analyzed and subsequently a bioeconomic analysis of the potential fishery was carried out.

A total of 240 otoliths and standard-length data from 932 specimens sampled from May to December 2015 were used for the analysis of individual growth. The annual formation of otolith increments was verified using the marginal increment analysis and the edge analysis. Age was estimated from annuli counts in sagittal sections of otoliths and growth was analyzed using a multi-model inference approach. The von Bertalanffy growth models (VBGM), generalized VBGM, Gompertz, Logistic and Johnson growth models were considered, which were fitted to observed and back calculated length-at-age data sets grouped by sex. According to Akaike's information criterion, the generalized VBGM was the most appropriate for females (L∞= 31.36 cm, k= 0.15 cm year-1), while the VBGM provided the best fit for males (L∞= 25.35 cm, k= 0.28 cm year-1).

The bioeconomic analysis of management alternatives for a potential dwarf hake fishery indicated that a new fishery for said stock could be biologically sustainable and economically profitable, under a set of management strategies and control rules. Limited access with low fishing effort is recommended as it is more profitable by boat and biologically precautionary, considering the high uncertainty associated with the exploitation of an unfished stock. Despite the combination of high fishing costs and low prices, the fishery could still be profitable in the long term, although there is risk of overexploitation if high fishing effort is allowed..."

Merluza enana, stock no explotado, crecimiento individual, análisis bioeconómico, pesquería potencial Dwarf hake, unexploited stock, individual growth, bioeconomic analysis, potential fishery CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA CIENCIAS AGRARIAS PECES Y FAUNA SILVESTRE REGLAMENTACIÓN Y CONTROL REGLAMENTACIÓN Y CONTROL