Implementation of Additive Manufacturing in Uprights for a Formula Student Car

Sammanfattning: 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.