Topologisch onderzoek
Derdejaars opdracht
2021
Bieropener
Inleiding
Een bieropener ontwerpen. Het is een simpele opdracht, tot er wordt gekeken naar wat er allemaal bij komt kijken.
Op deze pagina worden aan de hand van een aantal eisen een aantal bieropeners getoond. Na een krachtenbepaling en een overzicht van de testopstelling wordt ieder ontwerp en verbeterpunten van de bieropener beschreven en getoond. Deze verbeterpunten komen voort uit praktische zaken die naar voren komen of tijdens een destructieve test. Aan de hand van simulaties worden er krachten en verplaatsingen bepaald die plaatsvinden in de bieropener. Na iedere destructieve test, wordt er een nieuwe versie ontworpen met de verbeterpunten van het vorige ontwerp hierin meegenomen.
Het doel van deze opdracht is om een iteratief proces in te gaan. Een proces van ontwerp, printen, simuleren, testen, documenteren en herontwerpen. Het doel hier van is om de student in een gemakkelijke design opdracht kennis te laten maken met topologie en het optimaliseren van je product.
Bieropener
Testopstelling
In deze opstelling, staande in de werkplaats van Fontys Venlo, is de mogelijkheid beschikbaar gesteld om de bieropener te testen. Hierin zijn 2 opties beschikbaar gesteld. Optie 1 is om te testen met begeleidend docent R. van Daal, via zijn laptop komt er een grafiek uit de test die te gebruiken is bij de verslaggeving. Optie 2 is om zelf te testen, hier moeten de krachten afgelezen worden van het meetapparaat.
Bieropener
Eerste ontwerpen
De eerste ontwerpen waren gebaseerd op een aluminium bieropener. Dit resulteerde in een klein en zwak ontwerp dat geproduceerd word door een 3D printer. Daarnaast paste het eerste ontwerp niet in de testopstelling. Bij versie twee was dit opgelost, hij was alleen nog te zwak. Om die reden is versie drie wat aangedikt en langer gemaakt.
Bieropener
Berekening
Bij iedere variant is er een krachtenberekening gemaakt. Iedere variant had namelijk een andere lengte. Hier is te zien hoe de krachtberekening van versie vier eruitzag met de genodigde krachten als uitkomst.
Bieropener
Topologische optimalisatie
Na kleine aanpassingen in de afmetingen voor versie vier, is er besloten om gelijk verder te gaan met de topologische optimalisatie. De stappen en resultaten zijn in bovenstaande afbeeldingen te zien.
Bieropener
Bieropener_V5
Met het laatste ontwerp was het de bedoeling om nog een stap verder te gaan. Tot op dit punt was er alleen nog maar geoptimaliseerd in de volledige breedte. Bij dit ontwerp is er besloten om intern wat meer weg te gaan halen. Het voordeel hiervan zou zijn dat met het 3D printen, het volledige model nog sterker zou worden door de extra wanden. Helaas was het niet mogelijk om deze aanname te testen.
Bieropener
Reflectie
Voorafgaand van deze module nam ik mij voor dat ik meer zou leren over 3D printen. In eerste instantie dacht ik dat dit ging door middel van het printen van meerdere modelletjes om hier mee te experimenteren. Ik ben blij dat ik nu daar veel in heb kunnen leren en veel nieuwe aspecten heb kunnen leren binnen SolidWorks. Door eigen onderzoek ben ik ook veel te weten gekomen over verschillende technieken en trucjes om onderdelen sterker of effectiever te printen.
Mij inzichten waren daardoor verrassender dan ik had voorgenomen. Ik hoopte op een duidelijk proces maar het is rommeliger verlopen. Doordat ik weinig vooronderzoek had gedaan, moest er telkens opnieuw een onderzoek gestart worden. Daardoor was het proces langer en niet opeenvolgend. Dit maakte het moeilijker te volgen dan ik had verwacht. Ook ben ik onzorgvuldig geweest met het documenteren. Ik heb meerdere topologische optimalisaties gedaan en ik krijg sommige resultaten niet telkens anders terug. Het effect hiervan was dat ik veel langer met een onderdeel bezig was dan ik had geanticipeerd. Dit was vooral te zien aan het feit dat ik geen vijfde versie geprint heb. Als ik het beter had gedocumenteerd en beter had opgelet, had ik een vijfde versie kunnen printen.
Ondanks dat het niet gelukt is om te printen en te testen, ben ik tevreden met wat ik heb opgeleverd en heb gemaakt. Terugkijkend in het proces naar de gegevens van versie 3 en versie 5 zie ik grote verschillen. Onder andere in de benodigde hoeveelheid materiaal, met een afname van 42 procent ten opzichte van versie 3 ben ik zeer tevreden. Ook het filament is met een gemiddelde waarde van 25 procent goed afgenomen.
Vragen?
Heeft u vragen of wilt u in contact komen? Stuur mij een mail en ik neem zo snel mogelijk contact met u op.
Contact