Diseño y fabricación de una rueda de bicicleta en material compuesto

Abstract

El siguiente proyecto intenta agrupar las fases de diseño y fabricación en las que un producto se ve envuelto. La decisión de realizar una rueda de bicicleta es debido a que en la última década se esta viviendo una gran evolución tecnológica en el sector del ciclismo. Con la utilización de métodos numéricos se realiza un estudio paramétrico sobre las diferentes piezas de una rueda en los campos de estructuras y aerodinámica. En la parte de diseño, en la parte de aerodinámica, se analiza como afecta el ancho y el largo del perfil del aro de la rueda al drag en un gran abanicos de casos de viento. En la parte estructural, ese estudio se realiza sobre todos los componentes de la rueda. En el aro, también se analiza como afectan los mismo parámetros del estudio aerodinámico. Además, se estudia la cantidad y el tipo de radiado de la rueda para diferentes secciones de radios. En el buje, idealizando la geometría como un cilindro y un anillo unido a él, aparecen parámetros de diseño como son el espesor, la longitud y el diámetro de cada parte del componente. Después de los estudios, para dimensionlizar la rueda, un análisis computacional con material compuesto es realizado. En la parte de fabricación, se busca encontrar un método para todas las piezas más que fabricar una rueda. Se utilizan diferentes técnicas de fabricación y solo en una se utilizada una máquina de control numérico. Otra de las máquinas usadas es una impresora 3D que sirve para fabricar moldes y poder comparar la calidad por diferentes procesos de fabricación. Otros moldes para las partes de las ruedas se consiguen en ferreterías. Se focaliza una gran parte del trabajo en la impresión 3D dado que facilita mucho la creación de moldes en el campo de la investigación debido a que es posible, en un corte intervalo de tiempo y con pocos recursos económicos, poder disponer de diferentes piezas, con geometrías diferentes, para comparar y poder ensayarlas.