Ibarburu Martin, Victor2024-07-232024-07-232024-07-22https://hdl.handle.net/10115/38632Trabajo Fin de Grado leído en la Universidad Rey Juan Carlos en el curso académico 2023/2024. Directores/as: Alberto Jiménez Suárez, Marcelo RoldánEn los últimos años el sector del ciclismo se ha profesionalizado y sus usuarios buscan mejorar las prestaciones de su equipamiento. Uno de los principales objetivos que buscan es reducir el peso de la bicicleta todo lo posible ya que esta masa influye. En sus inicios, los componentes de las bicicletas solían ser de madera o metales como acero o hierro. El avance en la industria de materiales hizo que progresaran y se usaran nuevas aleaciones metálicas cada vez más ligeras. En la actualidad el avance en los métodos de fabricación y la accesibilidad a materiales compuestos han supuesto una revolución en el sector del ciclismo, es por ello por lo que ya no resulta raro ver marcos, horquillas o palancas de freno fabricadas en materiales de matriz polimérica con refuerzo de fibra de carbono. No obstante, otras dos tecnologías han experimentado un avance significativo, aunque aún no han llegado a la fabricación de bicicletas, estas tecnologías se complementan la una a la otra, aunque pertenecen a procesos distintos: las herramientas de optimización topológica y las tecnologías de fabricación aditiva. Es por ello por lo que se plantea este proyecto con el objetivo, no solo de introducir estas nuevas tecnologías a la industria del ciclismo, sino también con el objetivo de comparar un método de fabricación novedoso con uno convencional, como sería el proceso de fabricación por colada en coquilla, además de adaptar un modelo optimizado a este proceso y discernir cuál de estos procesos será el idóneo para fabricar una biela. Se tendrá como objetivo reducir el peso con el menor coste posible, pero sin comprometer las propiedades mecánicas de la biela. Para llevar todo esto a cabo se modelará una biela haciendo uso del software Solidworks 2024, y posteriormente se exportará el modelo al software Altair Inspire, donde se realizarán las respectivas simulaciones y se obtendrá la geometría optimizada topológiacmente. La elección del material se llevará a cabo haciendo uso del software Granta Edupack y realizando una matriz de decisión. En este punto, el proyecto sufre una bifurcación para simular cada proceso de fabricación en base a sus necesidades y requerimientos. En el caso de la fabricación aditiva, la simulación se realiza en el mismo software, Altair Inspire, mientras que para la pieza fabricada mediante colada se realizará una adaptación de la geometría optimizada a una que cumpla con las propiedades necesarias para poder ser fabricada mediante dicho proceso. Posteriormente se exportará la geometría al software Altair Inspire Cast en el que se simulará el proceso de fabricación. Finalmente, la bifurcación se vuelve a unir haciendo uso de nuevo del software Granta Edupack junto con la herramienta de Part Cost Estimator, mediante la cual, se comparará la viabilidad económica de ambos procesos. Tras la optimización topológica de la pieza, se obtiene una reducción en masa del 55% tanto para el caso de impresión 3D y un 49% para el caso de colada en coquilla, pero sin comprometer en ningún caso las propiedades mecánicas de la pieza. Tras la optimización se procede a realizar las simulaciones de impresión 3D y de colada. En el caso de impresión 3D los resultados obtenidos demuestran la viabilidad de este método como proceso de fabricación y los análisis de los resultados permiten destacar la precisión que se obtiene con este método de fabricación. Por otro lado, tras la simulación del proceso de colada, se obtiene la configuración idónea del proceso, que permite validar este método como proceso de fabricación de la biela. Además, los análisis de las simulaciones dejan constancia de la efectividad de este método de fabricación, su precisión y la elevada calidad con la que producen las piezas. Por último, al analizar la viabilidad económica de cada proceso, se obtiene que el método idóneo para lotes inferiores a 165 piezas es la impresión 3D; mientras que, para lotes superiores a 165 piezas, el más idóneo sería la fabricación por colada.spaCiclismoOptimización topológicaImpresión 3DFabricación aditivaMétodo de Elementos FinitosFrabricación por coladaSimulación CAMinfo:eu-repo/semantics/studentThesisinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccess