Stewart-Haas Racing tim je uz pomoć kompanije Autodesk smanjio težinu pedala kočnice svojih trkačkih automobila i pojačao im izdržljivost za 50%.

Kompanija Autodesk je pokazala potencijal svog proizvoda, softvera Fusion 360, u preradi dizajna delova. U saradnji sa Naskarovim Stewart-Haas Racing timom proizvedena je pedala kočnice, koja je snažnija i laganija od konvencionalne pedale.

Partneri su dodatno angažovali kompaniju Renishaw, koja se bavi 3D štampanjem da proizvede optimizovan deo. Proces je od početka do kraja trajao 2 meseca. Usput su inženjeri drastično poboljšali tehnike koje koriste, čime su utabali put za još brže projekte u budućnosti.

Kompanija Autodesk softver Fusion 360 opisuje kao prvu 3D, CAD, CAM i CAE alatku koja na jednoj platformi zasnovanoj na cloudu povezuje sve procese razvoja jednog proizvoda. Istraživački tim kompanije je , pre same izrade pedale, kroz simulacije uposlio najčešće dizajnerske funkcije sa ciljem da preradi organski optimizovan dizajn pedale kočnice za trkački automobil tima Stewart-Haas.

Postojeća pedala kočnice nije bila previše teška, pa to nije bio ključni činilac za veliko poboljšanje performansi. Ali jeste bio naporan test za inženjerske i proizvodne tehnike koje mogu da timu daju prednost u budućnosti.

„Pedala je lakša, kruća, promene su brže, ima mnogo pozitivnih stvari“, objašnjava Majk Grau, vođa istraživačkog tima kompanije Autodesk. Odluka da se kreira pedala kočnice je predstavljala izazov, pošto podrazumeva zahtevnu upotrebu usled velikog opterećenja, a i nije prihvatljivo da ovaj deo otkaže.

„Zaista želimo da papučicu kočnice dignemo na viši nivo jer na njoj ne postoji faktor bezbednosti“, primećuje Grau. „Šta god da se dogodi, ona se ne može polomiti.“

Sudeći po Valteru Mičelu, menadžeru industrijske integracije Stewart-Haas Racing tima, snaga pedale je jako važna. Testirana je pod opterećenjem od 1360 kg – što je i maksimum opreme za testiranje. „Testirali smo pedalu do same granice, do 1360 kg“, rekao je. I pedala je izdržala. „Sa optimizovanim dizajnom koji nam je pružio Fusion 360 uspeli smo da joj za 32% smanjimo težinu, a krutost povećamo za 50%.“

„Ovo je bio zadatak sa kojim smo se baš uhvatili u koštac“, oduševljeno će Grau. Uspeo je zahvaljujući generativnom dizajniranju kroz simulaciju, objasnio je. „Nismo hteli da fizički deo odobrimo odmah posle štampanja jer vam to daje samo jednokratnu šansu. Hteli smo da ga unapred potvrdimo kroz simulaciju.“

Simulacija je teža kada se finalni proizvod pravi aditivno i ima veoma složenu unutrašnju strukturu. U prošlosti je za tehnologiju aditivne proizvodnje bilo glavno pitanje „Kako pravite dizajn simulacije?“– kaže Grau. „Imate sve te složene rešetkaste i šuplje strukture. Kako kreirate dizajn montaže? Kako kreirate model simulacione montaže? To je bilo veliko pitanje. I to je bila jedina svrha tehnologije koju smo razvili. Mogućnost da isporuči CAD dizajn koji uključuje rešetkastu tehnologiju, ali i pruža simulacioni dizajn.”

Rešenje je bilo da na modelu umanjimo neophodne elemente do izvodljivog broja. „Stigli smo do nivoa gde smo konačno uspeli da smanjimo broj elemenata koji može da se koristi za rešetkastu prezentaciju. Od milion elemenata smanjili smo na nekoliko desetina hiljada”, kaže Grau. „To nam je omogućilo da pokrenemo najčešće procese simulacije montaže.“

Ovo je takođe omogućilo timu da vozaču Kolu Kasteru da dve različite pedale za njegov automobil. Nascar timovi na većini staza koriste motore od 750 konjskih snaga. Na super trkačkim stazama Dejtona i Taladega motore ograničene na 550 ks, a Kaster voli da za različite motore koristi različite pedale.

Kada je dizajn završen, poslat je u Renishaw na štampanje. Štampan je od titanijuma na 3D štampaču RenAM 500Q, laserskom štampaču praškastog materijala. Proizvedeni deo smo samo išmirglali da bi se površina očistila i bio je spreman da se montira u automobil, kaže Grau.

Sada Stewart-Haas Racing tim ima nešto bolju pedalu kočnice. Ali kompanija Autodesk ima alatku koja je spremna da u budućnosti pomogne u proizvodnji još mnogo delova za tim Stewart-Haas i njihove klijente. „Pre dve godine niko u industriji nije mogao da napravi lepu organsku CAD rešetkastu strukturu“, kaže Grau. „Svi su gledali u volumetrijske prikaze ili SDL mrežaste prikaze. Niko od industrijskih lidera nije mogao ni za šta da ih koristi. Tako da smo mi prvi koji su sa tim počeli.”

Istraživački tim kompanije Autodesk je postajao sve bolji kako je proces odmicao. „Trebao nam je dan da napravimo jednu jedinicu ćelije“, rekao je Grau na početku procesa. „Dve nedelje kasnije smo za 30 minuta mogli da napravimo 30 jedinica ćelije, ali je to nekoliko puta oborilo sistem. Šest meseci kasnije mogli smo da uradimo ceo dizajn rešetke za samo nekoliko minuta. Napredak koji smo ostvarili je bio skoro pa eksponencijalan, ako pogledate gde smo počeli i šta smo uradili.“

„Mogućnost korišćenja generativnog dizajna kompanije Autodesk i sposobnost štampanja metala koje ima firma Renishaw, otvaraju vrata koja nisu bila dostupna tokom korišćenja tradicionalnih proizvodnih metoda“, ističe Stjuart-Has Mičel.

Izvor: TeamCAD

Prevod i adaptacija: Kristina Antić, Marko Kozlica