DESENHO E MODELAÇÃO GEOMÉTRICA II

Transcrição

1 DESENHO E MODELAÇÃO GEOMÉTRICA II PROJETO FINAL Projecto realizado por: Gonçalo Fanha 75997

2 Índice 1. Introdução 3 2. Função do objecto 4 3. Condições de utilização e manuseamento 5 4. Constituição física 6 5. Características técnicas 7 6. Manutenção 9 7. Ensaios Embalagem e transporte Documentos de referência 12 2

3 Introdução Para o projecto final de Desenho e Modelação Geométrica II, tínhamos como objectivo recriar um objecto/aparelho já existente ou então criar um novo produto que satisfizesse alguma necessidade do mercado actual. Neste sentido, abracei uma iniciativa do IST e do IN+, o Lisbon Skate Challenge, que tem como objectivo inovar o conceito actual de skate, criando um novo tipo de skate de locomoção. O desafio era criar um produto que, tendo um custo relativamente baixo, fosse inovador e permitisse aumentar o número de utilizadores deste tipo de meio de locomoção. Tal facto, será possível através das várias mudanças que implementei no skate normal. Este projecto, permitiu-me abordar novos conceitos de energia Mecânica e aplicar conhecimentos transversais a todo o curso, nomeadamente, relacionados com a escolha de materiais para o produto, as diferentes resistentes mecânicas dos materiais e também as capacidades físicas/mecânicas do skate. As alterações envolvem não só a prancha como o próprio sistema de transmissão do skate e serão abordadas mais tarde neste documento. Na memória descritiva irei indicar todas as especificações do produto, as suas características, necessidades de manutenção, etc. Estão também anexados a este documento os desenhos das peças mais relevantes de produção própria (estão excluídas todas as peças de compra, que estão presentes na toolbox do software) do projecto

4 Função do Objecto Este produto tem como objectivo permitir às pessoas deslocarem-se de forma económica, segura e confortável satisfazendo uma necessidade da sociedade que é não só o transporte rápido como também a possibilidade de facilmente arrumar o objecto. Actualmente, o skate é utilizado maioritariamente para participar em competições de acrobacias e relativamente pouco utilizado como meio de transporte. Este facto pode explicar-se, nomeadamente na cidade de Lisboa, devido ao relevo da própria cidade que não permite em algumas zonas, a utilização destes aparelhos dificultando também a utilização de outros como as bicicletas. No caso específico deste projecto, irei conceber um novo tipo de skate, um skate de locomoção que será muito virado para a utilização quotidiana e menos para acrobacias. Por ser muito difícil adaptar qualquer tipo de skate às condições geográficas anteriormente referidas, o objectivo deste projecto é tentar alterar a mentalidade da população para a utilização deste aparelho aplicando no entanto o projecto a cidades mais planas ou às áreas planas de cidades como lisboa (há que salientar que as zonas mais novas da cidade já tem um tipo de topografia que permite a utilização dos skates ). Este projecto, diferencia-se de todos os skates até hoje produzido por integrar componentes mecânicas que irão permitir ao seu utilizador um transporte mais rápido, seguro e mais fácil de manter em bom estado. Algumas das características que permitem que tal aconteça são por exemplo o facto de o skate ter poucas partes que oxidam com o tempo (ao contrário da bicicleta) e uma suspensão que permitirá amortecer os impactos preservando a saúde do utilizador. 4

5 Condições de utilização e manuseamento Este skate irá funcionar, na sua base, como qualquer outro que já existe, o utilizador coloca-se em cima da prancha e inicia o movimento. No que toca à locomoção, esta deve ser a única preocupação do utilizador já que tudo o resto não implica qualquer acção do utilizador, excepto a condução do skate que será muito semelhante à dos aparelhos actuais. Um skate actual não tem praticamente nenhuma condição de utilização por estar muito virado para a sua componente lúdica mas, este novo aparelho terá algumas condições de utilização/manuseamento devido aos sistemas nele integrados. Para utilizar correctamente o skate há ainda que ter bastante cuidado com a prancha (recordando que este não foi concebido para acrobacias mas sim para uso quotidiano). Isto porque a prancha é feita por um compósito de Plywood e fibra de vidro/carbono, o que leva a que a prancha seja resistente mas relativamente frágil sendo necessários alguns cuidados, como não fazer acrobacias ou evitar colisões com a prancha. Há ainda que salientar ainda, que é necessário ter alguns cuidados com o sistema de transmissão, sobretudo com as rodas, visto que estas (por uma questão de sustentabilidade) são feitas de cortiça e revestidas por borracha natura. Assim, não só é necessário ter cuidado com os pneus, verificando se estão gastos, como também com as próprias rodas, sendo necessário verificar se as rodas estão em bom estado ou necessitam ser trocadas. Em suma, o skate requer cuidados de manuseamento/utilização relacionados com a prancha durante a utilização do skate e transporte do mesmo. Pare além disto, não há qualquer cuidado específico a ter com este skate que foi desenhado para não requerer muitos cuidados de manuseamento facilitando a sua utilização. 5

6 Constituição física O skate FlowRide inclui, como anteriormente referido, modificações em relação aos skates actuais que são não só inovadoras como também sustentáveis, com a introdução de vários materiais que garantem um aparelho environmentally friendly (foi evitada a utilização de plásticos entre outro materiais prejudiciais ao ambiente). O skate é composto pelos seguintes conjuntos/subconjuntos 1 : Componentes Baseplate Suspension Wheels Tyres Truck Deck Material Liga de Alumínio Aço Cortiça Borracha Natural (NBR) Liga de Alumínio Polywood + GlassFiber (+ Carbon Fiber) Os subconjuntos apresentados são as unidades mais simples que compõem o skate faltando apenas nesta lista elementos de ligação entre as peças como porcas, parafusos, anilhas e rolamentos que estão presentes em vários pontos do aparelho. A montagem destes subconjuntos, o modo que tudo vai funcionar, as tolerâncias e acabamentos superficiais de cada subconjuntos estão detalhadamente apresentados nos desenhos que estão em anexo a esta memória descritiva. 1 Os nomes dos conjuntos encontram-se em Inglês visto que a maior parte destes termos são utilizados universalmente. 6

7 Características técnicas FlowRide é um projecto que culminou com o desenvolvimento de um novo skate, inovador e sustentável que apresenta as seguintes características técnicas (para além das características actuais de qualquer skate): Duas suspensões que permitem absorver impactos, sobretudo verticais, que protegem o utilizador de ressaltos que possam acontecer durante a utilização do aparelho; Uma prancha com um design inovador que é muito mais aerodinâmico que o actual e que permite ao skate ser mais estável durante a sua utilização; Para além da aerodinâmica, a prancha tem uma forma que facilita a sua utilização (côncava), sobretudo a principiantes; Um sistema de transmissão inovador que inclui pneus (de Borracha Natural) que aumentam, de forma acentuada a aderência das rodas à estrada; Para além destas características inovadoras, o FlowRide mostra que é possível diminuir bastante a utilização de materiais nocivos para o ambiente/dificilmente recicláveis, na concepção dos skates. É sobretudo no tipo de materiais utilizados que está a inovação deste projecto. Os materiais presentes em cada subconjunto (apresentados na tabela da secção anterior) foram escolhidos em função do objectivo de cada componente. A seguir, justifica-se a utilização dos materiais em cada subconjunto: Foram escolhidas ligas de alumínio para a Baseplate e para o Truck pois estes componentes têm de ser resistentes à oxidação e também têm de ter boas propriedades mecânicas, condições que são totalmente satisfeitas por este tipo de material; Estas duas peças são produzidas através de moldagem visto que a sua forma torna este oprocesso mais fácil, rápido e menos dispendioso (sobretudo o Truck têm formas muito excêntricas que dificultam muito qualquer outro processo de fabrico); A suspensão (mola) é uma peça de compra por isso o material é aço temperado por ser a matéria-prima mais comum para molas; No subconjunto dos pneus foi estabelecida como prioridade a utilização de um material que cumprisse a função, de aumentar a aderência entre as rodas e o solo mas que, sobretudo fosse o mais sustentável possível. Neste sentido, escolheu-se Borracha Natural (NBR), por conseguir satisfazer as duas condições. As rodas são de cortiça pois este material, para além de apresentar propriedades mecânicas interessantes (sobretudo a nível de compressão) que satisfazem o propósito do subconjunto, é um material que permite a utilização de matéria reciclada/fácil de reciclar e que é amiga do ambiente. Há ainda que salientar, que é um material que permite uma fácil maquinação; 7

8 A prancha é o subconjunto fulcral do projecto, não só por ser o componente que mais está sujeito a esforços mas também porque é o subconjunto que mais contribui para o peso de todo o aparelho. Assim, neste caso foi escolhida uma mistura de materiais que procura satisfazer as duas componentes do projecto (ambiental e mecânica). A mistura é Plywood com fibras de vidro e de carbono, que permitem baixar o peso do aparelho mas garantir as propriedades mecânicas necessária para que seja possível uma utilização duradoura da prancha. Para além disso, a vantagem desta mistura é que parte da mesma é possível ser obtida através de processos de reciclagem. Esta prancha teria de ser obtida por moldagem à forma necessária, já depois da modelação do Plywood Por fim, o peso do skate ficou-se pelos 2,8-2,9 kg e o seu preço foi reduzido em relação ao preço actual (devido aos materiais utilizados) 8

9 Manutenção Tal como qualquer outro aparelho deste tipo, o FlowRide não necessita grande manutenção e apenas há que ter cuidados de manuseamento já acima referidos. No entanto existem alguns componentes que necessitam de manutenção e que serão referidos nesta secção. A principal condição de manuseamento, relaciona-se com as rodas do aparelho. As rodas têm acoplados uns pequenos pneus que permitem maior aderência e facilidade na condução do objecto. Estes pneus não têm na realidade qualquer caixa-de-ar e apenas têm uma cinta de aço que aumenta a sua durabilidade. Como qualquer outro pneu, há que verificar se está gasto ou não e caso esteja proceder à sua mudança. Os novos pneus estão disponíveis na loja do próprio aparelho que para além dos pneus oferece outros produtos e serviços que podem ser adquiridos separadamente. Para além dos pneus, não existem outras peças de grande desgaste. No entanto, após um longo período de utilização é necessário verificar não só o bom estado da mola como substituir as rodas. O skate monta-se e desmonta-se facilmente, sendo apenas necessários os parafusos, porcas, anilhas e rolamentos indicados nos desenhos, para o fazer. Todo o processo é feito através dos furos nas várias peças e apenas são necessárias chaves de fendas para concluir todo o processo. Não existe nenhum componente que requeira especiais atenções durante a montagem mas é necessário verificar que tudo está correctamente montado antes de utilizar o aparelho. 9

10 Ensaios Os ensaios ao projecto foram feitos com o auxílio quer do SolidWorks quer do Matlab. Estes ensaios permitiram concluir que o skate cumpre os requisitos do Lisbon Skate Challenge, ou seja: Suporta mais de 70 kg de peso (cerca de 90 kg); Permite fazer curvas de 2 m de raio; Permite velocidades de 30 km/h (cerca de 32,5 km/h); O peso do skate é menor do que 3 kg (cerca de 2,9 kg); 1 0

11 Embalagem e transporte O FlowRide não requer nenhum tipo de embalagem especial. Apenas é necessário envolver os componentes mais sensíveis do aparelho num material que absorva choques, como por exemplo esferovite ou plástico-bolha. Quanto às dimensões da embalagem, estas estão presentes no desenho de conjunto do aparelho. 1 1

12 Documentos de referência NP-62:1961 Desenho Técnico. Linhas e sua utilização NP-327:1964 Desenho Técnico. Representação de vistas NP-671:1973 Desenho Técnico. Representação convencional. Convenção de utilização geral NP-328:1964 Desenho Técnico. Cortes e secções NP-167:1966 Desenho Técnico. Figuração de materiais em corte NP-297:1963 Desenho Técnico. Cotagem NP-48:1968 Desenho Técnico. Formatos NP-718:1968 Desenho Técnico. Esquadrias NP-204:1968 Desenho Técnico. Legendas NP-205:1970 Desenho Técnico. Listas de peças NP-89:1963 Desenho Técnico. Letras e algarismos NP-49:1968 Desenho Técnico. Modo de dobrar folhas de desenho NP ISO :2011 -Desenhos técnicos. Princípios gerais de representação. Convenções de base para as vistas. NP ISO :2004 Desenhos técnicos. Princípios gerais de representação. Convenções de base para os cortes e as secções. NP ISO :2011 Desenhos técnicos. Princípios gerais de representação. Convenções de base para a representação de áreas em cortes e secções. NP ISO 129-1:2007 Desenhos técnicos. Indicação de cotas e tolerâncias. Princípios gerais. NP ISO :2002 Documentação técnica de produtos. Vocabulário. Termos relativos aos desenhos técnicos: generalidades e tipos de desenhos. NP 107:1962 Tolerâncias e ajustamentos. Terminologia NP 189:1962 Sistema de Tolerâncias. Noções fundamentais. NP 190:1963 Sistema de tolerâncias. Simbologia NP 1515:1977 Soldadura. Representação simbólica nos desenhos. NP :1994 Rugosidade de superfícies. Terminologia. Parte 1: Superfície e seus parâmetros NP :1994 Rugosidade de superfícies. Terminologia. Parte 2: Medição dos parâmetros de rugosidade de superfície. NP 110:1983 Roscas métricas de perfil triangular ISO para usos gerais. NP 155:1985 Elementos de ligação roscados e seus acessórios. Nomenclatura. NP 400:1983 Roscas métricas de perfil triangular ISO para usos gerais. Perfil de base. NP 401:1983 Roscas métricas de perfil triangular ISO para usos gerais. Dimensões nominais. 1 2