Reverse engineering di componenti da corsa super resistenti ad alte prestazioni con Artec Eva

Di Matthew McMillion

Riepilogo: un team di corse automobilistiche doveva trovare un modo efficace per svolgere il reverse engineering di ricambi auto ad alte prestazioni in tempi ristretti, apportando le modifiche necessarie, nel design e nei materiali.

Obiettivo: utilizzare uno scanner 3D professionale leggero per acquisire digitalmente una serie di ricambi auto, a colori e ad alta risoluzione, modificando i progetti in CAD, se necessario, e quindi stampare in 3D o tramite fresatura CNC le parti finali.

Strumento utilizzato: Artec Eva

Quando spinge il piede sull'acceleratore e la sua auto accelera da 0 a 100 in 4,4 secondi, Sergey Karyakin non ha tempo per farsi domande. Il suo team, SNAG Racing, partecipa a gare di corsa che attraversano i deserti del Marocco, del Cile e del Perù, così come sulle montagne della Bolivia e nelle vaste steppe della Russia e della Mongolia. Le loro auto personalizzate sono sottoposte a condizioni brutali a tutte le altitudini e intervalli di temperatura.

Una delle auto da corsa progettate su misura da SNAG Racing per il Rallye du Maroc 2019, in Marocco

La loro gara più recente è stata il Rallye du Maroc nell'ottobre 2019, una gara di 5 giorni su 1.557 miglia (2.506 chilometri). Più facile a dirsi che a farsi. Il Rallye li ha condotti attraverso deserti cosparsi di rocce, dune di sabbia a perdita d'occhio e saline, circondati da pareti rocciose con pericolose curve ad angoli ciechi. Giunta la conclusione, SNAG Racing si è portato a casa la medaglia d'argento nella sua categoria. E questa non è la loro prima vittoria.

SNAG Racing si porta a casa la medaglia d'argento al Rallye du Maroc (Anton Vlasiuk a sinistra, Sergey Karyakin a destra)

SNAG Racing non corre con auto da corsa commerciali. Preferiscono partire da una Can-Am Maverick X3 RS Turbo R da 172 cavalli e costruiscono un nuovo telaio per soddisfare i requisiti di accesso alla gara della FIA (Fédération Internationale de l'Automobile), ma non si fermano qui. Un team di corse professionale, con tanto di sponsor aziendali, non può riposare a lungo.

All'inizio della sua carriera, Sergey ha capito che la differenza tra vincere o perdere una gara non ha a che fare esclusivamente con la fortuna. Una parte enorme dell'equazione è la macchina stessa, perché, secondo le sue parole, "Quando i conducenti sono tutti di altissimo livello, anche piccoli aumenti delle prestazioni possono darti quei secondi extra necessari per attraversare per primo il traguardo."

Visione a schermo diviso di Sergey Karyakin e del copilota Anton Vlasiuk che corrono al Rallye du Maroc 2019

Per aumentare le loro prestazioni al livello successivo hanno iniziato a progettare nuovi componenti per le loro auto, per ridurre il peso, aumentare la resistenza, la manovrabilità, ecc. All'inizio il processo di progettazione prevedeva l'uso di un modello di carta mock-up, dal quale si passava a uno in lamiera, quindi alla saldatura, e infine al processo di fabbricazione in più fasi. Non era insolito che ci volessero due mesi o più per preparare una sola parte per l'installazione. Ma con un fitto programma di eventi e solo poche settimane tra una gara internazionale e l’altra, questo vecchio metodo per la produzione di pezzi non era più accettabile.

Proprio allora Sergey ha scoperto la scansione 3D e la produzione additiva. Lo scanner 3D portatile professionale Artec Eva gli è stato presentato dal rivenditore Cybercom Ltd di Artec. Eva è uno scanner 3D leggero utilizzato in tutto il mondo in settori quali ingegneria inversa, produzione, assistenza sanitaria e altri. Cybercom è specializzata nella scansione e nella stampa 3D, così come in fornire servizi 3D, e offre una vasta gamma di soluzioni per qualsiasi applicazione pertinente.

Cybercom ha mostrato a Sergey e al suo team come la combinazione di software di scansione e post-elaborazione Artec Eva e Artec Studio potrebbe ridurre i tempi e i costi di produzione, consentendo loro di creare i pezzi per automobili che gli servono.

Nel laboratorio, scansionando con Artec Eva

Nei giorni e nelle settimane seguenti, Sergey e il suo team hanno messo in atto il processo di scansione e progettazione 3D che utilizzano ancora oggi. Sergey ci spiega il loro flusso di lavoro: “Per prima cosa prepariamo una parte da scansionare, che può essere un qualsiasi componente della macchina: bracci, punti di montaggio, paraurti, collegamenti, nocche, altre sospensioni e parti del telaio, ecc. Lo puliamo per preparare la superficie per i migliori risultati, assicurandoci che sia fermo in posizione, quindi premiamo il pulsante di scansione ed eseguiamo la scansione, spostando lo scanner sull'oggetto e guardando sullo schermo del laptop la scansione 3D che prende vita. Ad essere sinceri, è facilissimo!”

Acquisendo digitalmente le geometrie delle parti originali e dei punti di montaggio con precisione 3D submillimetrica, Artec Eva ha permesso a SNAG Racing di retroingegnerizzare un'intera gamma di parti per renderle più leggere, più forti e più durature, ottenendo auto più veloci, resistenti e pronte ad affrontare le condizioni ambientali avverse di qualsiasi gara. A volte i loro progetti trasformano completamente l'auto, solo i punti di montaggio rimangono gli stessi, mentre altre volte le modifiche sono più sottili e si concentrano principalmente sul passaggio a nuovi materiali ad alte prestazioni.

Artec Eva scansiona un'auto da corsa SNAG

Tutti nel team hanno notato il radicale miglioramento nella loro capacità di produzione e tempi di consegna. "In pratica ora possiamo scansionare mezza dozzina di parti prima di pranzo, con post-elaborazione in Artec Studio, e poi esportare i modelli 3D su CAD entro lo stesso pomeriggio", ha riferito Sergey. Ha aggiunto: "A volte eseguiamo il nostro lavoro CAD in AutoCAD, altre volte nel software CAD Bosch Rexroth o in un altro sistema CAD, a seconda delle parti su cui stiamo lavorando."

Il Software Artec Studio mostra la scansione 3D in corso

Oggi impiegano un massimo di tre settimane dall'inizio alla fine per progettare e produrre nuovi pezzi, e questo include tutto, dalla scansione 3D iniziale alla progettazione CAD, dalla fresatura CNC alla stampa 3D in varie materie plastiche, metalli, carbonio, Kevlar, ecc. La scansione 3D e la produzione additiva hanno aperto per SNAG Racing un mare di nuove possibilità.

Preparazione di un cruscotto leggero dopo la scansione 3D e la stampa 3D

“Questo è il futuro delle corse per piccoli team come noi. Non richiede alcun addestramento avanzato. Sono un pilota di macchine da corsa, non un ingegnere di progettazione, ma posso farcela anch'io. E ora lo stanno facendo i miei tecnici. Con Artec siamo in grado di progettare e implementare nuove idee in poco tempo, senza dover dipendere da alcun fornitore di ricambi, che sicuramente non avrebbe la flessibilità e le conoscenze necessarie per realizzare i tipi di pezzi di cui abbiamo bisogno, esattamente come li vogliamo noi, quando ne abbiamo bisogno", ha detto Sergey.

Installazione di un cruscotto progettato su misura

Ha continuato, "Artec ci permette di spingere i nostri confini creativi oltre le nostre più rosee aspettative. Certo, si tratta di auto da rally costruite su una base disponibile in commercio, ma la scansione 3D ci ha dato la possibilità di realizzare le nostre auto esattamente come nei nostri sogni, in tempi brevi e con un budget limitato."

“Quando ho iniziato a cimentarmi con la scansione 3D e la stampa 3D, c'era della gente dalla mentalità più tradizionale che dicevano che era pericoloso provare a fare questo lavoro da soli. Ma non li ho ascoltati. Ascoltarli significherebbe arrivare ultimi. E io voglio essere primo. Per me, questo è lo scopo della scansione 3D: conferire il potere di innovare, permetterci di creare ciò che sappiamo funzionerà meglio, non aspettare e sperare che qualcuno realizzi per noi ciò di cui abbiamo bisogno in questo momento.”

Sergey spinge la sua auto al limite nel Rallye du Maroc 2019

Qualsiasi dubbio sulla durata e la longevità delle loro parti interne è ormai scomparso. C'erano serie preoccupazioni a questo proposito, specialmente all'inizio. Ma il tempo e l'esperienza gli hanno dato ragione.

Come spiegato da Sergey, "La nostra versione dell'ispezione di qualità è la seguente: poiché siamo tutti esperti di corse automobilistiche, dopo ogni tappa di una gara controlliamo da vicino le parti personalizzate per capire a che tipo di usura sono soggette. I nuovi design vengono ispezionati perfino più a fondo, nulla ci sfugge. Stiamo sperimentando continuamente nuovi materiali e design e registriamo note dettagliate su tutto, che è l'unico modo di lavorare per quanto mi riguarda."

Sergey corre verso la medaglia d'argento nel Rallye du Maroc 2019

Sergey ha detto che non si fermeranno qui, perché con i risultati eccezionali ottenuti in tutti i loro progetti, nelle gare in tutto il mondo, vogliono osare ancora di più in termini di modifiche ad alte prestazioni. "Ora stiamo dedicando maggiore attenzione alla fusione di vari materiali compositi con i metalli, per fondere la flessibilità e il peso ultraleggero delle plastiche con la resistenza del metallo. Finora i risultati sono stati estremamente positivi."

Contattaci