Estudio de diseño y construcción de una pieza para bicicleta de montaña mediante fabricación aditiva

Abstract

Aquest treball té com a objectiu principal el desenvolupament i construcció d'un component de bicicleta de muntanya utilitzant tecnologia d'impressió 3D. Mitjançant aquesta tecnologia, es pretén fabricar un component que compleixi amb les especificacions tècniques necessàries per a l'alta competició de la bicicleta tot terreny. Per aconseguir aquest objectiu, s'ha realitzat una investigació exhaustiva per seleccionar el component adequat per a la fabricació. S'han tingut en compte factors com el pes baix, la capacitat de resistir condicions atmosfèriques adverses i la qualitat elevada. El treball s'ha basat en l'ús de software CAD 3D, com SOLIDWORKS, per al disseny i modelatge del component. S'han portat a cap simulacions experimentals usant programari especialitzat per avaluar el rendiment del component en diferents condicions de càrrega. Un cop dissenyat el component, s'ha procedit a la fabricació del prototip mitjançant impressió 3D. S'ha tingut en compte que l'ús d'una impressora 3D amb materials plàstics pot limitar els materials disponibles i les propietats mecàniques del component. Els resultats del treball han estat satisfactoris, obtenint un prototip funcional del component desitjat. S'han complert les especificacions tècniques requerides, com ara el pes baix i la resistència a les condicions adverses. A més, s'ha pogut comprovar que la tecnologia d'impressió 3D és una opció viable per a la fabricació de components complexos de bicicleta de muntanya. Les conclusions d'aquest treball posen de manifest la importància de l'ús de la tecnologia d'impressió 3D en el desenvolupament de components per a l'alta competició del "mountain bike". Aquesta tecnologia permet la fabricació de peces personalitzades, amb un disseny complex i un bon rendiment.

This thesis focuses on the development and construction of a mountain bike component utilizing 3D printing technology. With the objective of surpassing the limitations of conventional manufacturing processes, this research investigates and applies 3D printing technology to fabricate intricate objects that would otherwise be unattainable. The study commences with the meticulous selection of a suitable component amenable to 3D printing, taking into account its geometric complexity and functional requirements. Through the utilization of precise dimensional measurement instruments, the necessary geometries for component design are obtained. These geometries are then modeled using sophisticated CAD software. Experimental simulations, facilitated by specialized software, are conducted to evaluate performance and structural integrity prior to physical fabrication. The obtained expertise in additive manufacturing, along with its practical application, culminates in the successful production of a fully functional prototype of the envisioned component. Additionally, this research incorporates an examination of the social and environmental aspects, particularly emphasizing enhanced comfort and bib1 visibility in mountain bike races. This study illuminates the substantial significance of 3D printing within the domain of component development and design, enabling precise customization and structural optimization. In conclusion, this thesis unequivocally demonstrates the feasibility and efficacy of 3D printing in the intricate modeling and design of mountain bike components, thereby offering a pioneering and sustainable approach to manufacturing complex objects. The resultant findings significantly contribute to the advancement of knowledge within the realm of additive manufacturing, laying the groundwork for future research endeavors.