Rediseño, validación y fabricación de una biela ligera de bicicleta con el empleo de tecnologías de fabricación aditiva

Abstract

[ES] Este trabajo de final de grado explora las posibilidades de las tecnologías de fabricación aditiva para la realización de piezas tradicionalmente realizadas en materiales metálicos. Por ello, se plantea el rediseño de una biela de bicicleta. En este rediseño se va a tener en cuenta la fabricación personalizada mediante tecnologías aditivas con polímeros técnicos, no solo a nivel de prototipo, sino en la obtención de una pieza completamente funcional. El proyecto también aborda la validación FEM (‘’finite element method’’) y posterior fabricación de la biela con materiales técnicos mediante el empleo de las tecnologías de fabricación aditiva más avanzadas. Este TFG tiene un enfoque multidisciplinar que cubre diversas competencias incluidas en el Grado de Ingeniería Mecánica; estudio del estado del arte, prediseño del prototipo de partida, definición de estados tensionales e hipótesis de carga, rediseño con materiales alternativos, validación estructural mediante FEM, estudio de costes y la fabricación de la pieza final

[EN] This final degree project explores the possibilities of additive manufacturing technologies for the realization of pieces traditionally made of metallic materials. For this reason, the redesign of a bicycle crank is proposed. In this redesign, personalized manufacturing using additive technologies with technical polymers will be taken into account, not only at the prototype level, but also in obtaining a fully functional part. The project also addresses the FEM (finite element method) validation and subsequent manufacturing of the connecting rod with technical materials using the most advanced additive manufacturing technologies. This TFG has a multidisciplinary approach that covers various competencies included in the Degree in Mechanical Engineering; study of the state of the art, pre-design of the starting prototype, definition of stress states and load hypotheses, redesign with alternative materials, structural validation by FEM, cost study and manufacture of the final piece.

[CA] Aquest treball de final de grau explora les possibilitats de les tecnologies de fabricació additiva per a la realització de peces tradicionalment realitzades en materials metal-lics. Per això, es planteja el redisseny d'una biela de bicicleta. En aquest redisseny es va a tindre en compte la fabricació personalitzada per mitjà de tecnologies additives amb polímers tècnics, no sols a nivell de prototip, sinó en l'obtenció d'una peça completament funcional. El projecte també aborda la validació FEM (finite element method) i posterior fabricació de la biela amb materials tècnics per mitjà de l'ocupació de les tecnologies de fabricació additiva més avançades. Aquest TFG té un enfocament multidisciplinari que cobrix diverses competències incloses en el Grau d'Enginyeria Mecànica; estudi de l'estat de l'art, predisseny del prototip de partida, definició d'estats tensionales i hipòtesi de càrrega, redisseny amb materials alternatius, validació estructural per mitjà de FEM, estudi de costos i la fabricació de la peça final.