Detta kandidatexamensarbete fokuserar på möjligheterna att implementera additiv tillverkning på en styrspindel, en av nyckelkomponenterna i en Formula Student-bil. Målet var att få en inblick i denna tillverkningsteknologi och se om det skulle vara lämpligt att byta KTH Formula Students nuvarande styrspindlar i aluminium (Alumec 89) till att vara gjorda av titan (Ti6AL4V) utan att öka vikten, samt inte förlora styvhet och styrka i konstruktionen. Baserat på den nuvarande geometrin av styrspindeln för KTH Formula Students senaste bil, eV12, designades nya styrspindlar i titan med programmet SolidWorks. Denna process gjordes med hjälp av erfarenhet inom styrspindelskonstruktion och intuition, genom att analysera och förändra designen i en iterativ process. Tre konstruktioner gjordes: en lätt version av den exisisterande, vilken var baserad på den existerande styrspindeln i aluminium, en ihålig version och en okonventionell version som utnyttjar designmöjligheter med additiv tillverkning. För att verifiera de tre olika titankonstruktionerna utfördes det en analys av den existerande styrspindeln. Genom att använda resultatet från denna analys kunde mål för styvhet och maximal spänning sättas för den nya titanstyrspindeln. Ingen av koncepten uppnådde de satte målen fullt ut, men värdefull insikt i design, hållfasthetslära och tillverkningsteknik erhölls. Det faktum att den specifika styvheten för titan är lägre än den för aluminium betyder att skulle vara svårt att göra en fungrande design utan användning av topologioptimeringsmjukvara, om vikt är en av de viktigaste faktorerna. Med mer bearbetningstid skulle dessa konstruktioner troligtvis kunna möta målen. / This bachelor thesis focuses on the possibility to implement additive manufacturing on the upright, one of the key components in a Formula Student car. The goal was to get an insight into this manufacturing technology and to see if it would be suitable to change KTH Formula Student’s current aluminium (Alumec 89) uprights to titanium (Ti6AL4V) ones, without gaining weight and losing stiffness and strength. Based on the current geometry of uprights for KTH Formula Student’s latest car, the eV12, new titanium uprights were designed using SolidWorks. This was done by using experience in upright design and intuition, by analysing and altering the designs in an iterative process. Three designs were made: a lighter version of the existing one, a hollow version and an unconventional version that utilises design possibilities with additive manufacturing. To verify the three different titanium designs, an analysis of the existing aluminium upright was performed. Using the results of this analysis, stiffness and maximum stress goals were set on the new titanium uprights. None of the concepts fully met the set goals, but valuable insight into design, solid mechanics and manufacturing methods was gained. The fact that specific stiffness of titanium is lower than that of aluminium means that it would be hard to make a proper design without the use of topology optimisation software, if weight is one of the most important factors. With more time, the designs would likely meet the set goals.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-192571 |
| Date | January 2016 |
| Creators | BÖCKER, SVEN-RUBEN, Calczynski, Kajetan, Malmström, Simon |
| Publisher | KTH, Maskinkonstruktion (Inst.) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | MMKB 2016:49 MKNB 088 |
Page generated in 0.0141 seconds