Realizzazione del prototipo di un sidecar con l'utilizzo di tecniche di prototipazione virtuale.

This dissertation is about the design and the building of a sidecar prototype. The sidecar is intended to be mounted on an existing, vintage styled motorbike: the Sterling mkV by The Black Douglas Motorcycle Company. The work was done in various steps. The first step consisted in researching the different technical solutions to be adopted on this project. During this phase, in agreement with the company, some guidelines were set: the frame was to be made of welded steel tubes and the mounting configuration of the sidecar wheel was to be non-suspended.Once the basic specifications were established, it become possible to begin the actual design work. The distinctive parts necessary to link the sidecar and the frame and the wheel supports were the first things to be 3d modelled. Following the company’s instructions, the connection system can be dismantled, to give the owner the opportunity to use his Sterling individually as a bike. Using a 3d printer, all those parts were prototyped and tested directly inside the company, before being sent to the suppliers for the manufacturing. For the 3d modelling, CAD Solidworks was used both to design the parts and the assembly of the main frame. The main frame was built in the RMG workshop using the company’s machinery (welding apparatus, bending machine, milling machine). The shape of the bodywork was instead modelled using SolidThinking Evolve, a hybrid 3d design environment in which the desired external shape was easier (CAPRA!) to achieve. Subsequently, the 3d model was imported in Solidworks and used as a mock up for the design of the internal frame of the bodywork. Due to logistic reasons the bodywork was built in an external workshop, based close to the location of the recipients of the prototype: The 4th Canadian Mounted Rifles Association. This veterans association agreed to take care of a first series of tests on the sidecar’s reliability and handling. This was possible because the prototypes are designed to allow some adjustments on the 3 basic parameters for a sidecar: the lean out, the toe-in and the lead. Once the design face was completed, using the already completed 3d models, it was possible to also create a series of render images of the sidecar using a rendering software.

Lo scopo di questo elaborato è presentare il lavoro di progettazione e realizzazione del prototipo di un sidecar, da montarsi su una motocicletta già esistente. Si tratta del modello Sterling della The Black Douglas Motorcycles, una moto prodotta in piccola serie e dallo stile vintage. Il progetto è stato svolto in diverse fasi distinte. Innanzitutto è stata fatta una ricerca preliminare sulle possibili forme e soluzioni tecniche applicabili. Compiute alcune scelte progettuali di massima (telaio in tubi di acciaio saldati e supporto della ruota del sidecar di tipo non sospeso), è stato possibile tramite programmi CAD, concepire le forme esterne e creare modelli 3d ex novo sia del telaio del pianale sia del telaio del carrozzino. Inoltre, come da richieste della casa costruttrice, è stato progettato uno speciale sistema di collegamento in grado di rendere il sidecar smontabile rispetto alla motocicletta, permettendo di usarla anche singolarmente. Durante il lavoro progettuale, combinata alla progettazione CAD, è stata utilizzata una stampante 3d per prototipare alcune componenti chiave del progetto, ottenendo vantaggi in termini di tempi di produzione e abbattendo i costi di realizzazione dei singoli pezzi progettati. Il lavoro ha portato alla realizzazione di due esemplari completi e funzionanti, costruiti seguendo i disegni esecutivi creati nella fase di progettazione. Su entrambi gli esemplari, grazie alle soluzioni progettuali adottate per il supporto della ruota e per i puntoni che collegano il sidecar alla moto, è possibile variare alcuni parametri tipici dell’assetto dei sidecar. Precisamente sono il lean-out (inclinazione) della motocicletta, il toe-in (angolo della ruota del sidecar rispetto alla direzione di marcia) e il lead (avanzamento della ruota del sidecar rispetto alla ruota della moto). Questa scelta è stata fatta per permettere all’azienda di stabilire tali parametri in modo da ottimizzare la guidabilità del mezzo, ed ottenere dati per un’eventuale produzione futura. Infine, partendo dai modelli 3d già esistenti del sidecar e della moto, sono stati creati dei render dell’oggetto finito utilizzando un software specifico.