Σχεδιασμός και κατασκευή μεταλλικών καλουπιών για κατασκευή κυλινδρικών δοκιμίων από CFRP και κατασκευή πρωτότυπων δοκιμίων.

Abstract

Σκοπός της εν λόγω διπλωματικής εργασίας είναι ο σχεδιασμός και η κατασκευή μεταλλικών καλουπιών για κατασκευή κυλινδρικών δοκιμίων από CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic) και στη συνέχεια η κατασκευή των δοκιμίων αυτών. Ο σχεδιασμός των καλουπιών έγινε με το πρόγραμμα Solidworksτης εταιρείας Dassault Systèmes SolidWorks Corp. Κατόπιν έγινε χρήση του προγράμματος Solidcam της ίδιας εταιρείας με το οποίο καθορίστηκε ο τρόπος κατεργασίας των καλουπιών, η επιλογή των κοπτικών εργαλείων και η δημιουργία του κώδικα G για την εργαλειομηχανή. Η εργαλειομηχανή που χρησιμοποιήθηκε είναι τοCNC κέντρο κατεργασιών της εταιρείας OKUMAκαι συγκεκριμένα το μοντέλο MX45VAE το οποίο βρίσκεται στο Εργαστήριο Κατεργασιών των Υλικών της σχολής Μηχανολόγων Μηχανικών. Στη συνέχεια έγιναν περεταίρω κατεργασίες διαμόρφωσης των καλουπιών σε συμβατική φρέζα της εταιρείας Vermac, κοπή των καλουπιών σε κορδέλα της εταιρείας Vermac καθώς και παραγωγή των δύο κωνικών σφηνών που χρησιμοποιήθηκαν σε τόρνο της εταιρείας Vermac. Ακολουθεί η επιλογή του υλικού για τη δημιουργία των κυλινδρικών δοκιμίων (ανθρακόνημα Τ300 πλεκτό και μονοδιευθυντικό προεμποτισμένο με ρητίνη). Έπειτα έχουμε την προετοιμασία των καλουπιών για να δεχθούν το υλικό, τη διαστρωμάτωση του υλικού, τη δημιουργία του κυκλώματος πίεσης και τον προγραμματισμό του PLCτου φούρνου. Μετά έλαβε χώρα το ¨ψήσιμο¨ ,η ξεκαλούπωση, η παραλαβή και η κοπή-φινίρισμα των δοκιμίων. Τελικά αποφασίστηκε ότι τα κυλινδρικά δοκίμια θα χρησιμοποιηθούν ως παλουκόσελα για εφαρμογή σε αγωνιστικά ποδήλατα γι’αυτό και έγινε μοντελοποίησή τους ως αλουμινένια και μελέτη - εξομοίωση μέσω του προγράμματος AnsysWorkbench 14 για να αποφασιστεί το τελικό πάχος που πρέπει να έχουν έτσι ώστε να είναι κατάλληλα για αγωνιστική χρήση σύμφωνα με τις διατάξεις(EN 14781) του CEN(European Committee for Standardization). Από τα αποτελέσματα αυτά έγινε εκ νέου μοντελοποίησή τους ως ανθρακονημάτινα με το πρόγραμμα Solidworks και υπολογισμός των διαστρωματώσεων του CFRP που θα χρησιμοποιηθούν.

Design and manufacturing of metallic molds in order to manufacture Carbon Fiber Reinforced Plastic tubes and manufacturing of those tubes. The tubes are going to be used as racing bicycle seat posts so they have been optimized using finite element analysis.