Μελέτη, σχεδιασμός και κατασκευή πρωτότυπου μοντέλου τύπου Formula 1, με χρήση προγραμμάτων CAD/CAM/CAE

Abstract

Το αντικείμενο αυτής της εργασίας είναι η μελέτη, ο σχεδιασμός και η τελική κατασκευή ενός πρωτότυπου αμαξιδίου συγκεκριμένων (μικρών) διαστάσεων τύπου Formula 1. Προς τον σκοπό αυτό, έπρεπε να μελετήσουμε και να εξοικειωθούμε με ποικίλα φυσικά φαινόμενα που σχετίζονται κυρίως με την Αεροδυναμική. Η Αεροδυναμική είναι κλάδος της Μηχανικής που έχει ως αντικείμενο έρευνας και μελέτης τους νόμους που διέπουν τη ροή του αέρα ή άλλων αερίων γύρω από σώματα διαφορετικής μορφής. Ο σύγχρονος τρόπος σχεδιασμού και μελέτης απλών ή σύνθετων κατασκευών γίνεται με εξειδικευμένα προγράμματα σε υπολογιστή. Το αντικείμενο μελέτης σχεδιάζεται σε τρισδιάστατη απεικόνιση, η συμπεριφορά του ερευνάται με προγράμματα προσομοίωσης, ανάλογα με τα αποτελέσματα γίνονται διορθώσεις και το τελικό μοντέλο προχωρά στο στάδιο της κατασκευής. Έτσι χρειάστηκε να μάθουμε να χρησιμοποιούμε προγράμματα CAD/CAM, δηλαδή λογισμικά τρισδιάστατου σχεδιασμού και κατασκευής αντικειμένων, καθώς και CFD, δηλαδή λογισμικά που εξετάζουν την επίδραση της κίνησης του αέρα γύρω από αντικείμενα. Γνωρίζοντας την σημασία που έχει η μορφή των οχημάτων στον τρόπο με τον οποίο «συμπεριφέρονται» στον δρόμο, σχεδιάσαμε το μοντέλο μας χρησιμοποιώντας τα προγράμματα Inventor, Solidworks, και Fusion 360. Βελτιώσαμε επανειλημμένα τον αρχικό μας σχεδιασμό χρησιμοποιώντας το FlowDesign και κατασκευάσαμε το αμαξίδιό μας με χρήση εργαλειομηχανής CNC. Το βασικό μας υλικό για το μοντέλο ήταν το ξύλο balsa, ενώ πρόσθετα εξαρτήματα, όπως ρόδες και φτερά σχεδιάστηκαν και εκτυπώθηκαν σε 3D printer.