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19 / mar. / 2020

Formula UC3 diseña su monocasco de competición en FIDAMC


Formula UC3 diseña su monocasco de competición en FIDAMC


El monocasco es la pieza central de un coche de competición, verdaderamente su columna vertebral, y a él están unidos el resto de las piezas. El equipo de Formula Student de UC3 ha elegido las instalaciones de FIDAMC para diseñarlo, junto con el apoyo de mentores e investigadores que han participado en su construcción. 

Esta pieza conforma la parte delantera del chasis del coche de competición de Formula UC3 y ha sido fabricado en fibra de carbono, en vez de tubos de acero debido, lo que lo hace muy ligero, pero con una gran rigidez torsional, lo que reduce el peso del coche notablemente

A la hora de diseñar monocasco, lo primero que se definió fue su geometría. Para ello, se usó una maqueta de ergonomía, que coloca el piloto en posición de conducción, y permite ver las dimensiones generales que debe tener el monocasco, así como altura, anchura, e inclinación de las paredes, para que el piloto se sienta cómodo dentro.

Una vez definido la geometría general, se afina en colaboración con los demás departamentos, y se pasa a la etapa de dimensionado de los laminados. Para ello usamos una de las herramientas más complejas que nos ofrece la competición: El Structural Equivalency Spreadsheet (SES). Esta herramienta es una hoja de cálculo con Macros (secuencia de comandos), que calcula la equivalencia de cada uno de los laminados del monocasco, con un chasis tubular, con el fin de conseguir el mismo nivel de seguridad que un chasis de acero. Para rellenar dicha hoja, se deben realizar ensayos de diferentes tipos en probetas que representan una parte del chasis: Se tratan de ensayos de flexión, cortadura, y tracción. Estos ensayos también se llevaron a cabo en FIDAMC, proporcionando todos los recursos materiales y humanos para realizar las pruebas.

Los datos obtenidos en la máquina de ensayos permitieron calcular si la estructura es suficientemente segura. Una vez todas las partes del SES cumplen con los estándares de la normativa, se envía a los jueces de la competición para una última revisión. Una vez aprobado, se comenzó con la fabricación del monocasco.

Para fabricar el monocasco, como cualquier pieza de fibra de carbono, hace falta un molde. En el caso del coche de Formula, se hizo de planchas de espuma mecanizadas, que pegadas forman un molde macho. Con este molde, se creó un contra molde de fibra de vidrio, que sirvió como base sobre la cual se lamina la fibra de carbono. Pero antes de ser laminada, la fibra de carbono debe cortarse a medida. Esto se hace gracias a una máquina especial con la que cuenta FIDAMC, capaz de cortar la forma exacta de los patrones, para que encajen a la perfección con el molde. En total, el monocasco de Formula Student UC3 tiene 382 patrones, diseñados uno a uno, para asegurar que las uniones entre los patrones sean correctas. Cada patrón tiene una orientación diferente, en función de la posición, y número de capa.

Llega el momento de fabricación. El monocasco se lamina entero en menos de una semana. Esto se debe a que la resina impregnada debe mantenerse siempre a -18ºC. Por ello siempre se debe trabajar con rapidez y precisión para evitar el deterioro del material.

Para el monocasco se usó fibra de carbono pre-impregnada. Esta fibra de carbono se laminó, para después curarse en un horno autoclave durante más de 8 horas a 80°C. Una vez curado, se retiran los moldes y se calienta de nuevo para poder comenzar a trabajar en el monocasco completado.

Sin duda, se trata de un proceso largo, que requiere mucha precisión y conocimientos, además del uso de maquinaria muy avanzada. Por ello ha sido fundamental apoyo de FIDAMC, tanto en el 'mentoring' de sus expertos como cediendo sus instalaciones, para poder realizar correctamente este proceso, y conseguir los mejores resultados.

 



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