Реверс-инжиниринг высоконагруженных деталей гоночных автомобилей с помощью Artec Eva

Автор: Мэтью Макмиллион

Кратко: Профессиональной гоночной команде требовалось найти эффективный способ реверс-инжиниринга высоконагруженных деталей в условиях сжатых сроков, с тем чтобы затем произвести модификации в части конструкции и используемых материалов.

Цель: С помощью лёгкого профессионального 3D-сканера оцифровать целый ряд автозапчастей в цвете и высоком разрешении. Затем по необходимости внести конструктивные изменения в САПР для изготовления деталей на 3D-принтере или цифровом фрезерном станке.

Инструменты: Artec Eva

Когда Сергей Карякин вдавливает педаль газа в пол, машина разгоняется с нуля до шестидесяти за 4,4 секунды, и у пилота уже нет никаких сомнений. Его команда SNAG Racing соревнуется в гонках по бездорожью в пустынях Марокко, Чили и Перу, в горах Боливии и в степях России и Монголии. Их багги выдерживают суровые условия гонок при любых температурах и на разных высотах.

Один из автомобилей команды SNAG Racing на гонках Rallye du Maroc 2019 в Марокко

Последняя гонка, в которой они приняли участие, проходила в октябре этого года – пятидневная Rallye du Maroc протяженностью 2,5 тысячи километров. Проще, конечно, сказать, чем сделать. Трасса Rallye проходила через каменистые пустыни, простирающиеся до горизонта песчаные дюны, непрощающие просчётов соляные равнины, и горы со слепыми поворотами. Когда всё это было уже позади, команда SNAG Racing повезла домой серебряную медаль в своей категории. Это далеко не первая их победа.

SNAG Racing завоевали серебряную медаль Rallye du Maroc (Антон Власюк (слева), Сергей Карякин (справа))

Команда SNAG Racing не соревнуется на коммерческих авто. Они используют Can-Am Maverick X3 RS Turbo R с 172 лошадиными силами и конструируют новое шасси, чтобы соответствовать предъявляемым FIA требованиям для участия в гонках. Однако, будучи профессиональной гоночной командой с поддержкой серьезных компаний-спонсоров, они не стоят на месте.

Уже на заре своей карьеры Сергей понимал, что удача – не единственная составляющая победы. Огромную роль играет сам автомобиль, поскольку, как он говорит: “Когда все водители – первоклассные профессионалы, даже небольшое техническое преимущество может подарить эти золотые секунды, способные привести тебя к финишу раньше остальных”.

Сергей Карякин и штурман Антон Власюк на Rallye du Maroc 2019

Для достижения лучших результатов члены команды начали конструировать детали сами, чтобы уменьшить массу, увеличить мощность, улучшить маневренность и проч. Изначально этот процесс представлял собой следующее: составление чертежей, перенос их на лист металла, сварка, а затем длительный и сложный процесс обработки и подгонки. Изготовление одной детали могло занять более двух месяцев – ничего необычного. Но в условиях жесткого графика, когда до следующих соревнований в другой стране остается всего пара недель, такой способ уже не работает.

Поэтому Сергей обратил внимание на 3D-сканирование и аддитивное производство. В компании Cybercom Ltd (дистрибьютор Artec) ему показали профессиональный портативный 3D-сканер Artec Eva. Eva – легкий 3D-сканер, применяемый по всему миру в таких сферах, как реверс-инжиниринг, производство, медицина, и многих других. Cybercom – это специалисты в области 3D-сканирования и печати, которые также являются поставщиками услуг и предлагают широкий ряд решений для огромного числа применений.

Cybercom продемонстрировали Сергею и его команде, как сочетание сканера Artec Eva и программы для сканирования и обработки данных Artec Studio сокращает временные и материальные затраты и позволяет создавать более совершенные детали.

В мастерской. Сканирование с Artec Eva

С тех пор и по сей день Сергей и его команда применяют 3D-сканирования для создания новые более совершенных деталей. По его словам, рабочий процесс теперь выглядит так: “Вначале мы готовим деталь к сканированию, любую деталь. Это может быть а-образный рычаг подвески, опорные узлы, амортизаторы, ступицы, другие части подвески или рамы… В процессе подготовки мы очищаем поверхность, фиксируем деталь в определенном положении, а затем нажимаем кнопку «Старт» на сканере и снимаем в 3D, просто перемещая сканер вокруг объекта, и наблюдаем за появлением изображения на экране ноутбука. Честно сказать, мы не ожидали, что будет настолько просто!”

Получая точнейшие цифровые 3D-модели запчастей и узлов с помощью Artec Eva, SNAG Racing могут производить их реверс-инжиниринг и изготавливать более лёгкие, надежные и износостойкие запчасти, что позволяет автомобилю развивать более высокую скорость и лучше адаптироваться к тяжелым условиям гонок. Иногда они кардинальным образом меняют конструкцию деталей, так что только опорные узлы остаются прежними. В иных ситуациях модификации могут быть незначительными и касаться только используемых материалов.

Сканирование гоночного авто команды SNAG Racing с помощью Artec Eva

Все члены команды отмечают возросшую эффективность и ускорение процесса производства. “Каждый из нас теперь может сканировать около шести деталей до обеда, включая и постобработку в Artec Studio, т.е. мы выгружаем 3D-модели в САПР уже к полудню, - рассказывает Сергей. – Иногда в AutoCAD, иногда в Bosch Rexroth, или другую САПР, в зависимости от детали”.

Построение изображения в программе Artec Studio во время сканирования

Сегодня создание уникальной детали, от конструирования до изготовления, занимает у команды максимум три недели. Это время включает всё – сканирование и редактирование в САПР, цифровую резку или 3D-печать из различных видов пластика, металла, углепластика, кевлара и проч. Одно из самых важных преимуществ 3D-сканирования и аддитивного производства для команды SNAG Racing – это целый мир совершенно новых возможностей.

Подготовка облегченной приборной панели после 3D-сканирования и 3D-печати

“Могу сказать, что это будущее таких небольших гоночных команд. Эти технологии не требуют прохождения специальных курсов обучения. Я пилот гоночного авто, и никак не инженер-конструктор, но даже я могу с этим справиться. Сейчас этим занимаются мои механики. С Artec мы можем воплощать в жизнь новые идеи, и настолько быстро! При этом, не зависеть от поставщиков запчастей, которые не смогут подстраиваться под нас и изготавливать детали, которые нужны именно нам и в нужный нам срок”, - делится впечатлениями Сергей.

Установка индивидуально спроектированной приборной панели

“Artec расширяет границы нашего воображения. Конечно, это гоночная машина, созданная на доступной коммерческой основе… Но 3D-сканирование открывает возможности для реализации наших идей и позволяет создавать именно такие машины, о которых мы мечтали, – в короткие сроки и не выходя за рамки своего бюджета”.

“Когда я только начал обращать внимание на 3D-сканирование и 3D-печать, как правило, специалисты говорили, что пользоваться этими технологиями самостоятельно небезопасно. Но я их не послушал, ведь это означало бы просто остаться позади всех. А я хочу быть первым! Для меня 3D-сканирование – это инструмент создания инноваций в наших руках, и мы можем создавать то, что будет работать идеально, а не ждать и надеяться, что кто-то прямо сейчас сделает для нас то, что нам нужно”.

Сергей разгоняет автомобиль на Rallye du Maroc 2019

С тех пор опасения, которые были в самом начале о том, что какая-либо деталь может оказаться ненадежной или недолговечной, остались в прошлом. Эти запчасти уже успешно прошли испытания временем.

Сергей поясняет: “Наша версия проверки качества представляет собой следующее: поскольку мы все разбираемся в гонках, по завершении каждого этапа трасса мы проверяем состояние деталей и знаем степень износа, если он имеется. Проверка очень скрупулезная, поэтому ни одна мелочь не ускользнет от нас. Мы постоянно экспериментируем с новыми материалами и конфигурациями и регистрируем все результаты – на мой взгляд, это самый эффективный метод”.

Сергей в погоне за серебряной медалью на Rallye du Maroc 2019

По словам Сергея, на этом в команде SNAG Racing не собираются останавливаться, поскольку поразительные результаты, достигнутые ими с помощью индивидуально спроектированных деталей, лишь подстегивают команду стремиться к новым высотам: “Сейчас мы работаем над сочетанием различных композитных и простых материалов, чтобы получить преимущества обоих – пластичность, сверхлёгкость и максимальную выносливость. И до сих пор результаты нас очень радуют”.

Связаться с нами