Diseño de ruedas para patinetes eléctricos para imprimir en 3D

 Contexto - Antecedentes

Ayuda en Acción trabaja desde 1981 para mejorar la calidad de vida de las comunidades más vulnerables. Entre sus principales líneas de cooperación se encuentran el fortalecimiento y modernización de la capacidad productiva e industrial de estas comunidades. Dicha modernización se basa en proyectos que en ocasiones utiliza estrategias de innovación frugal.

Este nuevo desafío se centra en la comunidad del IES San José de Badajoz en Extremadura. El objetivo de la intervención de los programas de Ayuda en Acción es orientar y motivar a las personas jóvenes participantes para que descubran su vocación, competencias y fortalezcan así su proyecto de vida. 

De esta forma, favorecemos la formación y empleabilidad juvenil a través del acompañamiento profesional y les facilitamos herramientas que les ayuden a conseguirlo. Nuestra labor es acompañar a jóvenes en un itinerario integral de orientación e inserción para la transición de la formación para el empleo.

La mejora de las ruedas ayudaría a crear un emprendimiento que mejoraría las oportunidades de trabajo de los jóvenes egresados, además de mejorar su capacitación técnica en nuevas tecnologías.

Problema - El desafío

Todos hemos asistido al crecimiento de la movilidad personal, y en especial al incremento de patinetes eléctricos. Las ruedas de estos son habitualmente de caucho, o en algunos casos de poliuretano, pero el caucho es un elemento difícil de reciclar.

Las ruedas pueden ser con cámara de aire o sólidas. En el primer caso se pinchan con cierta frecuencia y son difíciles de cambiar, y en el segundo empeoran las características de confort sobre el primero. No hay un diseño óptimo.

Los chicos planean dar solución a este problema, fabricando ruedas en sus impresoras 3D, e incluso han hecho algún diseño preliminar, pero existen algunas barreras para el éxito de la iniciativa: materiales posibles a utilizar, disponener de las impresoras adecuadas, o de SW para el análisis de esfuerzos y su utilización.

Necesitan ver cuáles son los posibles diseños y caminos antes de entrar en un emprendimiento de fabricación de ruedas 3D.

Qué estamos buscando

Se busca un diseño de ruedas para patinetes eléctricos (también normales) para imprimir en 3D, así como el tipo o tipos de materiales para fabricarlas (podrá ser de distintos materiales si es posible su ensamblaje y/o pegado).

Estos diseños deberán mejorar alguna o varias de las características de las ruedas habituales: mecánicas, de confort, durabilidad, agarre, diseño llamativo… e intentar aunar las ventajas de los dos tipos actuales (con cámara de aire y sólidas). No se desean neumáticos con cámara de aire.

Los diseños deberán probarse en alguna herramienta de SW de esfuerzos mecánicos, para confirmar su viabilidad a priori.

Las ruedas deberán cumplir con la normativa para patinetes española:

• velocidad máxima de 25 km/h
• diámetro mínimo de la rueda de 8 pulgadas (20,32 cm)
• están prohibidos los neumáticos de dibujo liso
• se deberá frenar con las dos ruedas

además deberán soportar el peso de un usuario de 150kg máximo (entre las dos ruedas).

Se adjunta un archivo PDF con las dimensiones de la rueda propuesta (235x235x60mm, diámetro interno 93mm) a rediseñar, así como fotos de la misma.

A ser posible, se eligieran materiales compatibles con las actuales máquinas de impresión 3D disponibles en el centro. En caso contrario, se deberán recomendar las impresoras necesarias.

Los modelos de las impresoras 3D disponibles en el centro son:

• Lion 2 (puede imprimir hasta 210x200x195mm)
• Linant 3D (puede imprimir hasta 218x123x240mm)

También se podrían utilizar estas otras:

• CREALITY ENDER 3 V2 NEO (puede imprimir hasta 220x220x250mm)
• Creality CR10 S4 (puede imprimir hasta 400x400x400mm)

Además se dispone de un escaner 3D.

Materiales disponibles actualmente y compatibles con alguna de las impresoras:

• PLA 850. 
• PLA HR-870. 
• PET-G. 
• ASA. 
• TPU (dureza: 82A).
• NYLON utilizable en la última impresora descrita, en el resto da problemas en la impresión.

Criterios de evaluación:

• Viabilidad técnica
• Grado de mejora sobre las características actuales
• Mayor viabilidad y sencillez en la fabricación
• Mayor durabilidad
• Mínimo coste posible
• Menor impacto ambiental
• Fácil adquisición, implementación y mantenimiento

Este es un reto con las siguientes entregas:

Un documento PDF que incluye:

• Descripción técnica del diseño propuesto y su modelo 3D.
• Especificación de impresoras y materiales a utilizar.
• Modelo de resistencia mecánica y resultados. A ser posible de fuerzas estáticas y dinámicas.
• Inversiones requeridas (si la impresora es nueva).
• Coste aproximado de la fabricación (impresora, materiales y tiempo)

Un archivo 3D con el diseño (.stl)

Además, puede agregar otros documentos adjuntos para respaldar su solución.

Plazos:

1 ronda – 8 semanas para la entrega (13/Mayo/2024) + 6 semanas para la evaluación

-------------------- Términos y Condiciones Particulares ----------------------------

Confidencialidad – N/A

Propiedad intelectual –

Comprendes, reconoces y aceptas que Ayuda en Acción y el Challenger, creador del reto, tienen acceso a tu solución. También comprendes, reconoces y aceptas que otros solvers pueden crear o han creado contenidos que pueden ser similares o idénticos a tu solución en concepto, temática, idea, formato u otros aspectos. En el caso de que tu solución sea idéntica o similar a la de otro Solver, Ayuda en Acción o en su caso el Challenger se reserva el derecho, bajo su criterio, de otorgar una puntuación más alta a una de las Soluciones de acuerdo con los términos del Reto, o a elegir aleatoriamente una Solución de entre todas las que cumplan con los términos del Reto.

Al participar en un Reto, y en caso de que tu solución sea seleccionada como GANADORA, aceptas que:

• En caso de proponer alguna solución patentada, conservarás los derechos de propiedad intelectual y Ayuda en Acción y en su caso el Challenger, tendrá únicamente los derechos de uso de este proyecto en concreto.
• Si como resultado de este reto se generase alguna nueva solución o aplicación tecnológica con derechos de Propiedad Intelectual, el ganador cederá en exclusiva sus derechos a Ayuda en Acción, y en su caso al Challenger, con el objetivo de utilizar dicha solución o aplicación tecnológica en proyectos de propósito social, bien propios o ajenos. Esta cesión será de carácter ilimitado temporal y territorialmente.

Para obtener más información sobre como funcionan nuestros retos, visita Como funciona: Desafíos de innovación