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DISEÑO Y MODELADO 3D DE UN REACTOR CVD PARA EL DESARROLLO DE MATERIALES SEMICONDUCTORES

El presente trabajo tiene como eje central el diseño tridimensional (3D) de un reactor de depósito químico en fase vapor (CVD), enfocado específicamente en la etapa de modelado y simulación computacional utilizando SolidWorks, una de las herramientas más robustas de diseño asistido por computadora (CAD) en el ámbito de la ingeniería. Este diseño se concibió con el propósito de desarrollar un sistema experimental funcional, adaptable y de bajo costo para la síntesis de materiales semiconductores, principalmente en contextos académicos o de investigación emergente. A través de SolidWorks, se generó un modelo detallado del reactor que incluyó componentes clave como la cámara de reacción, el sistema de calefacción resistivo, las entradas de gases y el soporte para sustratos. La construcción virtual permitió realizar simulaciones de ensamblaje y análisis de interferencias mecánicas, con lo cual se logró optimizar el espacio interno del reactor, reducir pérdidas térmicas y garantizar una distribución uniforme de gases reactivos. Además, el entorno CAD facilitó la evaluación de distintas configuraciones geométricas sin incurrir en costos adicionales de fabricación, acelerando el proceso de iteración del diseño. El uso de SolidWorks permitió también generar planos técnicos y vistas explosionadas que facilitaron el proceso de manufactura y el montaje del sistema. Esta metodología de diseño previo al desarrollo físico del reactor representa una herramienta clave en la implementación de tecnologías emergentes, ya que minimiza riesgos, mejora la precisión del ensamblaje final y permite documentar rigurosamente cada componente del sistema. En este sentido, el modelado 3D no solo fungió como un medio de visualización, sino como una etapa crítica de validación técnica y funcional.
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DISEÑO Y MODELADO 3D DE UN REACTOR CVD PARA EL DESARROLLO DE MATERIALES SEMICONDUCTORES

  • DOI: https://doi.org/10.22533/at.ed.3161225080415

  • Palavras-chave: Modelado 3D, SolidWorks, CAD, diseño de reactor

  • Keywords: 3D modeling, SolidWorks, CAD, reactor design.

  • Abstract: This work focuses on the three-dimensional (3D) design of a chemical vapor deposition (CVD) reactor, focusing specifically on the computational modeling and simulation stage using SolidWorks, one of the most robust computer-aided design (CAD) tools in the engineering field. This design was conceived with the purpose of developing a functional, adaptable, and low-cost experimental system for the synthesis of semiconductor materials, mainly in academic or emerging research contexts. Through SolidWorks, a detailed model of the reactor was generated, including key components such as the reaction chamber, the resistive heating system, the gas inlets, and the substrate support. The virtual construction allowed assembly simulations and mechanical interference analyses, which optimized the internal space of the reactor, reduced thermal losses, and guaranteed a uniform distribution of reactive gases. Furthermore, the CAD environment facilitated the evaluation of different geometric configurations without incurring additional manufacturing costs, accelerating the design iteration process. The use of SolidWorks also enabled the generation of technical drawings and exploded views that facilitated the manufacturing process and system assembly. This design methodology prior to the physical development of the reactor represents a key tool in the implementation of emerging technologies, as it minimizes risks, improves the precision of the final assembly, and allows for the rigorous documentation of each system component. In this sense, 3D modeling not only served as a means of visualization but also as a critical stage of technical and functional validation.

  • Ángel O. Paredes Balan
  • Germán Escalante
  • Mauricio I. Huchin Miss
  • Enrique Escalante-Notario
  • Antonio Coyopol
  • Roberto C. Canto Canul
  • Ana María Zunza Carenzo
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