UNITED MOBILITY. Analyseren en onderzoeken. Roan Peterse Hogeschool Rotterdam

Transcriptie

1 UNITED MOBILITY Analyseren en onderzoeken Roan Peterse Hogeschool Rotterdam

2 Inhoud Algemene plan van aanpak... 2 Keuze deur... 3 vraagstelling... 6 Theoretisch kader... 6 conclusie... 9 Bronnen

3 Algemene plan van aanpak Ons is gevraagd om een voertuig te ontwikkelen dat aan het einde van dit semester op kenteken staat. Echter zijn er een aantal eisen waar aan voldaan moet worden die het ons lastig gaan maken. Eisen als : een stuur dat niet los mag om in te stappen, de lage banaan vorm, geschiktheid voor grote mensen en ook nog eens comfortabel terwijl het een klein voertuig is. Voor team body zullen er dus een hoop uitdagingen zijn waar ik mij bezig mee ga houden. Ik ben van plan om oplossingen te zoeken voor de problemen die zijn ontstaan door de eisen. Ook zal ik waar nodig mijn mening onderbouwen om uit te kunnen leggen dat een bepaalde eis misschien niet reëel is of misschien zelfs overbodig. Het ontwerp wat er is gepresenteerd door Auke is naar mijn mening niet mooi genoeg. Dit hebben we tijdens de eerste vergadering besproken en iedereen uit team body was van mening dat er verandering in moest komen. Ik zal dus in samenwerking met teambody gaan kijken naar hoe we het eerste ontwerp aan kunnen passen en naar onze mening mooier kunnen maken. Aan de hand van de opgegeven planning zal teambody zich bezig gaan houden met de taken voor die week. Ik heb een reële denkwijze die tijdens dit project goed van pas zal komen. Ik zal tijdens de vergaderingen goed opletten of ideeën haalbaar zijn binnen de tijd en het budget. Er staan veel concepten op internet waar inspiratie uit gehaald kan worden. Tijdens het bedenken van ideeën zal er ook getekend moeten worden in Inventor om ideeën te verduidelijken. Dit kan voor mij echter voor problemen zorgen aangezien mijn Inventor kennis niet erg breed is. Ik zal veel gaan oefenen om toch mijn bijdrage te kunnen leveren. Als het mij niet lukt om iets in Inventor te krijgen zal ik met iemand uit team body afspreken om dit samen te doen zodat ik toch mijn ideeën kan laten zien aan de rest van het team. Ik zal dus op een proactieve wijze te werk gaan. Naar mijn idee is iedereen erg gemotiveerd om aan het einde van het semester dan ook werkelijk een voertuig dat op kenteken staat op te kunnen leveren. ik zie het als mijn taak om ervoor te zorgen dat het voertuig mooi wordt. Daarom zal ik degene zijn die goede ideeën gaat opleveren voor het uiterlijk van het voertuig waardoor het voertuig zowel comfortabel als mooi zal worden. 2

4 Keuze deur De eerste taak die ik op mij nam was het uitzoeken van deuren voor ons voertuig. Ik heb mijzelf hiervoor de hoofdvraag: wat voor soort deur is het best geschikt voor ons voertuig? Voor het bovenstaande voertuig is er gekeken naar opties voor de deur. Een belangrijke eis waar aan voldaan moet worden is dat de bestuurder makkelijk in moet kunnen stappen. Hieronder worden de opties besproken. Bij iedere deur die voor ons voertuig een optie is, is er in paint een simpele tekening gemaakt. Hierdoor wordt het duidelijk hoe de deur er qua werking uit zal komen te zien. De scharnieren zijn aangegeven met zwarte blokjes. De Nummers staan voor opties waar het handvat om de deur te openen kan komen te zitten. Ook is er een keuzematrix gemaakt. Deur van bovenaf: aangezien ons voertuig voor dagelijks vervoer wordt, is het niet handig als je van boven in moet stappen aangezien het een klein voertuig wordt waar geen extra ruimte in is om de stoel verder naar achteren te plaatsen tijdens het instappen. Ook is de kans groot dat de stoel nat wordt bij het openen van het dak bij het instappen. een comfortabele instap is van groot belang. Deur zijwaarts: - conventionele deur (scharniert aan de voorzijde van de deur) Dit is de deur zoals we die allemaal kennen uit de standaard personenwagens, een simpele deur waardoor ons voertuig geen bijzondere uitstraling zal krijgen. - Suïcidedeur (scharniert aan de achterzijde van de deur) Eigenlijk werkt deze deur precies hetzelfde als de conventionele deur alleen zitten hier de scharnieren aan de achterkant in plaats van aan de voorkant waardoor de deur naar de andere kant open zal klappen. - Vleugeldeur Bij de vleugeldeur plakt de deur niet opzij maar omhoog, de deur zal uiteindelijk boven het dak eindigen waardoor de bestuurder veel ruimte heeft om in te kunnen stappen. Een vleugel deur ziet er erg sportief uit en zal ons voertuig zeker een goede uitstraling geven. 3

5 - Schaardeur De schaardeur lijkt erg op de vleugel deur, de vleugeldeur opent zich recht naar boven maar de schaardeur opent zich schuin naar voren/boven. De deur zal dan voor een deel boven de opening blijven hangen waardoor de bestuurder minder ruimte zal hebben om in te kunnen stappen. Dit geeft een sportieve uitstraling die we kennen van Lamborghini. Echter zal dit wel het zicht van de bestuurder kunnen belemmeren aangezien er in de A-stijl scharnieren komen te zitten. - Schuifdeur een schuifdeur is voor dit voertuig geen optie aangezien er geen ruimte is waar de deur heen zou kunnen schuiven omdat aan beide kanten de wielen verder uitsteken dan de deur. - Dubbel gescharnierde vleugeldeur in ons geval overbodig aangezien er geen maximale spanwijdte is vastgesteld voor de deur. Aangezien de wielen buiten de body worden geplaatst is de kans klein dat een enkel gescharnierde vleugel deur nog verder uit zal wijken. Keuzematrix deur conventionele deur 4

6 Suïcidedeur Vleugeldeur Schaardeur 5

7 vraagstelling Tijdens de presentatie werd het duidelijk dat er een mis communicatie was tussen team body en team chassis. Hierdoor is er dubbel werk geleverd, van beide teams was er iemand bezig geweest met de deur. Omdat de sterkte/stijfheid van de deur belangrijk was is er gekozen om het onderwerp aan team chassis over te laten. Na een overleg met mijn team is er besloten dat ik mij bezig ga houden met het materiaal voor de body. Om mijn onderzoek goed te kunnen uitvoeren heb ik besloten om eerste de eisen helder te maken zodat ik een goede hoofdvraag kan formuleren. Hierna zal ik zo veel mogelijk materialen die interessant kunnen zijn voor onze body gaan bekijken aan de hand van mijn literatuuronderzoek. De eisen waar het materiaal voor de body aan moet voldoen zijn: - Bestand tegen een snelheid van 150 km/u - Waterbestendig - Mogelijkheid tot maken van vloeiende vormen. Hieruit kwam de volgende hoofdvraag: - Welk materiaal is er geschikt om een body in de door ons ontworpen vorm te maken en ook nog eens waterbestendig en bestand tegen snelheden van 150 km/u? Theoretisch kader Composieten Idee voor de mal : - Van hout een simpele vierkante vorm maken en vervolgens rondom een enorme laag purschuim eroverheen aanbrengen. (of als er geld voor is de vorm uit een schuimblok laten frezen.) - Deze is te schuren in de vorm die wij willen. - Hier leggen we een plastic folie overheen zodat het vlak wordt. - Een wax aanbrengen zodat die makkelijk los komt en schoon maken met een soort alcohol. - Een gelcoat aanbrengen zodat de binnenkant mooi vlak wordt. - Lamineerhars aanbrengen. - Hier kunnen wij vervolgens bijvoorbeeld glasvezelweefsel 163 gram matjes overheen leggen. - Tot slot nog een glasvezelweefel van 8 mm dik gedompeld in lamineer keramiek (soort gips) aanbrengen. Zodra de mal klaar is kunnen we de echte body gaan maken. De binnenkant van de mal is vlak door het strak getrokken folie en de gelcoat. Deze binnenkant smeren we in met wax zodat de body later makkelijk uit de mal komt. Nu begint het proces weer opnieuw. - Er wordt een gelcoat aangebracht (eventueel in een kleur) - Lamineerhars aanbrengen - Carbon of aramide matten leggen met lamineerhars tussen alle lagen. 6

8 Lamineerhars Zoals te zien is in de onderstaande keuzematrix is er gekozen voor een epoxy hars. Eigenlijk was het zonder de keuze matrix al duidelijk dat er voor epoxy gekozen zou worden omdat zowel polyester als vinylester krimpen tijdens het uithardproces. Aangezien we zelf ook de mal zullen maken kunnen wij het ons niet veroorloven als de uiteindelijke afmetingen afwijken van de geplande maten. Ook de waterdichtheid speelde een belangrijke rol aangezien dit één van de eisen is waar de body aan moet voldoen. Keuzematrix lamineerhars Weefsel Er is gekozen voor keper geweven matten omdat ze beter te buigen zijn dan vierkant geweven matten. Aangezien het voertuig geen makkelijke vorm heeft zullen wij de matten veel moeten buigen. Satijn geweven matten zijn nog makkelijker te buigen, echter is het nadeel dat er asymmetrie ontstaat in de sterkte van het oppervlak. Vezelmateriaal Uit de onderstaande keuzematrix komen er twee materialen met een hoge score, echter hebben deze materialen op andere punten hoog gescoord. Carbon is bijvoorbeeld heel stijf terwijl aramide dat niet is. Terwijl aramide weer heel goed tegen impact kan en carbon niet. Er is gekozen voor een combinatie van beide materialen. Hierdoor ontstaat er een body die heel stijf en sterk is en ook nog eens goed tegen impact kan. Dit zelfde advies is gegeven door carbonwinkel.nl Keuzematrix vezelmateriaal 7

9 Kosten Aan de hand van bovenstaande keuzes is er een schatting gemaakt van de kosten voor de body die naar schatting 8 vierkante meter is. Hierin wordt alles meegenomen behalve het schuimblok waar in eerste instantie de vorm in gemaakt moet worden. afhankelijk van het budget is dit te laten doen bij een bedrijf of eventueel zoals eerder beschreven zelfs te schuren. Voor de body Epoxy gelcoat (verbruik ca 0.3 kg/m2) ongeveer 2.5 kilo nodig Carbon weefsel keeper geweven 245 g/m2 20 m2 Aramide weefsel keper geweven 170 g/m2 20 m2 Carbon weefsel 245 g/m2 neemt 280 gram hars op per m2 Aramide weefsel 170 g/m2 neemt 240 gram hars op per m2 Epoxyhars L20 Bijkomende kosten Totaal totaal 4.5 kg hars totaal 3.8 kg hars 75 euro 650 euro 390 euro 230 euro 100 euro 1445 euro Voor de mal Epoxy gelcoat (verbruik ca 0.3 kg/m2) ongeveer 2.5 kilo nodig Glasvezel weefsel keeper geweven 163 g/m2 20 m2 Glasvezel weefsel 163 g/m2 neemt 160 gram hars op per m2 Epoxyhars L20 totaal 2.5 kg hars 75 euro 60 euro 70 euro Matrijshars kg/m2 10 kilo 250 euro Bijkomende kosten Totaal 100 euro 555 euro 8

10 Aluminium Aluminium is een materiaal wat veel in de auto industrie wordt gebruikt, om die reden is er dan ook gekeken of de body van dit materiaal gemaakt zou kunnen worden. Stel dat er ALMg3 w19 van 1.5 mm wordt gebruikt, een aluminium die veel wordt gebruikt voor beplating. Zou het gewicht komen te liggen op kg per vierkante meter. Naar schatting is de body van het voertuig 8 vierkante meter wat betekend dat de body van aluminium 33 kg zou gaan wegen. Echter waren er geen bedrijven die aangaven een body voor de concept auto te kunnen maken. Spuitgieten vacuumvormen Bij vacuumvormen worden hoogwaardige kunststof platen verwarmd en vervolgens over een matrijs getrokken. Hierdoor ontstaat er een mooi licht product. Dit zou dus ideaal zijn voor een body van de concept auto. Echter bleek dat de kosten van een matrijs veel te hoog waren. Als voorbeeld kost een matrijs voor het dak van een golfkar al euro met laagste prijs garantie. Door de hoge kosten is deze techniek niet meer interessant voor het project. Dit zelfde geld ook voor spuitgieten, de matrijzen zijn veel te duur. conclusie Het komt er dus op neer dat de body het beste gemaakt kan worden van carbon/aramide in combinatie met een epoxy hars omdat dit qua kosten relatief laag is. Ook zal dit zeker voldoen aan alle gestelde eisen: - Bestand tegen een snelheid van 150 km/u - Waterbestendig - Mogelijkheid tot maken van vloeiende vormen. 9

11 Bronnen Hieronder staan de gecontacteerde bedrijven. composieten aluminium vacuumvormen