Recycled polyethylene-terephthalate for bicycle frame injection moulding

Abstract

Aquest projecte tracta de realitzar un estudi de la posada en marxa d’una nova línia de producció per a quadres de bicicletes fetes de plàstic reciclat. Aquest tema va ser escollit per l’interès en projectes que tinguin un compromís amb el medi ambient combinat amb la afició personal pel ciclisme. Els propòsits són col·laborar en solucionar el problema de la enorme quantitat de rebuig de plàstic difícil de processar i promulgar l’ús de la bicicleta com a medi de transport. El projecte es divideix en dues parts: Literture Review(Revisió Literària), on es fa un estudi general del material, manera de processament i antecedents; i Calculations (Càlculs) on es duen a terme les operacions numèriques necessàries per acotar determinats paràmetres del projecte, com la geometria de la peça. Primerament, es fa un estudi en profunditat dels polímers en general i les seves propietats, tot intentant entendre intramolecularment el perquè dels canvis en les seves propietats, de què depenen i com varien. A més, s’explica també el procés d’injecció de polímers. Tot això per tal de poder escollir el polímer adequat pels objectius abans especificats. Com a resultat d’aquesta primera part s’obté que el polímer adient per aquest tipus de producció és el politereftalat d'etilè, tant per les seves propietats mecàniques de rigidesa com per la seva facilitat de reciclatge i consum mundial. La segona part es divideix en dos tipus de càlculs: els que fan referència a la viabilitat econòmica i, per altre banda, el disseny de la peça. Per la primera part, s’han tingut en compte els costos de producció més directes sobre la producció, que són els de la maquinària, el material, lloguer del local, consum elèctric i mà d’obra. Amb aquestes despeses i realitzant dos torns diaris, es calcula un benefici de 13,54€ per cada bicicleta produïda durant el torn de dia i de 13,86€ durant el torn de nit. Per tant, es conclou que el projecte es econòmicament viable ja que l’estudi previ preveu una bona demanda del sector. Finalment, pel que fa al disseny de la peça s’ha utilitzat el criteri del màxim moment flector per definir la secció mínima que suportaria les carregues del pes d’una persona, aplicades al manillar i al seient amb un coeficient de seguretat. Es va decidir que la secció seria ovalada per tal d’incrementar el moment d’inèrcia. Finalment, es va obtenir mitjançant una simulació una tensió màxima de 7,38 MPa. Per tant aplicant el criteri de fallida demostra que la peça no trencaria i que podria dur a terme correctament la funció per la que ha estat dissenyada.