Ajustamos las piezas automotrices para un mejor rendimiento
Pratt & Miller usa las soluciones de PolyWorks® para rediseñar piezas, lo cual reduce significativamente el tiempo y el costo.
Gary Pratt y Jim Miller fundaron Pratt & Miller Engineering en 1989. Su objetivo era crear una empresa de ingeniería de clase mundial que pudiera llevar los programas basados en la industria automotriz desde el concepto hasta la realidad. Desde entonces, Pratt & Miller se ha convertido en un líder respetado de la industria, que brinda a los clientes automotrices y no automotrices soluciones de ingeniería de vanguardia y de fabricación de bajo volumen.
La capacidad de Pratt & Miller para administrar de manera eficaz los programas de carreras se demuestra por el desempeño de sus equipos Corvette y Cadillac CTS-V, así como por sus diversos programas de autos para clientes. Estos programas han ganado múltiples campeonatos, así como cinco victorias en su clase en las 24 Horas de Le Mans y una victoria general en la Rolex 24 en Daytona. En agosto de 2007, Pratt & Miller firmó un acuerdo de patrocinio con InnovMetric Software para el uso de la suite de software PolyWorks para la ingeniería inversa de componentes de automóviles en software CAD.
El desafío
En Pratt & Miller Engineering en New Hudson, Michigan, el uso de datos de nubes de puntos en aplicaciones de ingeniería inversa ha ayudado a llevar nuevas ideas en el diseño automotriz del concepto a la realidad, de manera rápida y eficiente.
Desde su fundación en 1989, Pratt & Miller Engineering ha desarrollado una gama completa de sofisticados servicios de gestión de programas de carreras, ingeniería, fabricación y diseño automotriz. La compañía ofrece pruebas de cumplimiento y cinemática de vehículos completas, análisis de conducción de siete postes, desarrollo de túneles de viento a escala completa y fraccionada, y pruebas de evaluación y dinámica de vehículos.
Para lograr la eficiencia y la precisión generales de los programas de prueba y evaluación de la empresa, es fundamental el uso de modelos generados por computadora para brindar una perspectiva de ingeniería a los conceptos de diseño. Para crear estos modelos, es necesario digitalizar ciertas formas, principalmente partes curvas de la carrocería, y utilizar esta información dimensional para crear modelos CAD. Anteriormente, los técnicos de Pratt & Miller construían un modelo usando puntos de datos individuales y creaban curvas manualmente a partir de esos datos.
“Era un proceso que consumía mucho tiempo”, dijo Blair Sonnen, ingeniero de Pratt & Miller, “y no nos brindaba la precisión y la exactitud que necesitábamos. Si tuviéramos que rediseñar una pieza para mejorar su rendimiento, tendríamos que construir otro modelo de la misma manera. Para reducir el tiempo que se invierte en este proceso y mejorar la precisión, a veces contratábamos a una empresa externa para que viniera y recopilara datos dimensionales mediante el proceso de escaneo, o para que creara superficies curvas a partir de los datos de puntos discretos que recopilamos, pero no era una forma rentable de crear modelos.”
La solución
Recientemente, la compañía expandió sus amplias capacidades de ingeniería con la incorporación del software de metrología 3D PolyWorks® de InnovMetric Software Inc., un software de metrología con todas las funciones que automatiza y agiliza muchas de las operaciones asociadas con la recopilación y comparación de datos dimensionales con fines de diseño. En Pratt & Miller, el software PolyWorks se está utilizando para mejorar la eficiencia del programa de ingeniería inversa de la compañía para su equipo Corvette Racing Team campeón de GT-1, que se ejecuta en conjunto con General Motors.
"El software PolyWorks es una pieza clave en nuestro programa de ingeniería inversa; nos permite digitalizar modelos rápidamente y tener el diseño en nuestros programas de análisis mucho más rápido que antes. Eso nos permite evaluar el diseño más rápidamente para poder incorporar los cambios de diseño necesarios de inmediato y comenzar la producción más rápido", dijo Gary Pratt, vicepresidente de Pratt & Miller.
En la práctica, los ingenieros de diseño crean un modelo de arcilla de una parte de la carrocería de un automóvil, como una fascia. Luego, el modelo se escanea utilizando el software PolyWorks junto con un brazo FARO Platinum equipado con un palpador FARO Laser Line, que tiene la capacidad de recopilar datos dimensionales a una velocidad de hasta 19,200 puntos por segundo.
El escaneo dimensional del modelo de arcilla se toma utilizando el módulo IMAlign del software. Una vez que se han recopilado los datos, el Sr. Sonnen los descarga a su estación de trabajo personal, donde utiliza el software PolyWorks|Modeler™ para crear un modelo preciso de la pieza. Este software puede crear modelos poligonales de clase A para operaciones de fresado de tres y cinco ejes, y simulación aerodinámica.
Una de las características del software PolyWorks|Modeler es su caja de herramientas de alineación con todas las funciones. “Usaré el módulo IMAlign nuevamente para crear una alineación por mejor ajuste a las múltiples trayectorias de escaneo. Luego, exporto las trayectorias de escaneo alineadas al módulo IMMerge del software para crear una malla poligonal que defina gráficamente la forma de la parte escaneada”, dijo Sonnen.
En ese momento, pasa por un proceso iterativo, combinando modelos. Luego, el modelo combinado se importa al módulo IMEdit para corregir la geometría digitalizada imperfectamente mediante procedimientos de rellenado de agujeros planos y basados en curvaturas. A partir de ahí, el modelo pasa a la creación de redes de curvas y al ajuste automático de superficies NURBS. La metodología de superficie rápida ofrece superficies NURBS optimizadas y utilizables al software CAD Unigraphics de Pratt & Miller.
El software PolyWorks es una pieza clave en el programa de ingeniería inversa de Pratt y Miller
PolyWorks|Modeler es un programa de software completo para crear modelos poligonales precisos y lisos, y superficies NURBS a partir de datos de nubes de puntos de alta densidad.
Los beneficios
En las áreas de modelado poligonal y modelado rápido de superficies, el software PolyWorks reduce significativamente el tiempo y el costo de métodos menos automatizados para crear modelos para análisis, según el Sr. Sonnen
Mediante el uso del modelo CAD, los ingenieros de Pratt & Miller pueden someter la pieza virtual a un complemento completo de las evaluaciones de rendimiento que incluyen herramientas CFD avanzadas para analizar el impacto aerodinámico y las estructuras del campo de flujo de los vehículos, así como el modelo de Análisis dinámico automatizado de sistemas mecánicos (ADAMS) patentado por la empresa para simulaciones de pistas virtuales. Según las evaluaciones, el diseño de la pieza se puede mejorar gradualmente antes de producir las herramientas de producción, lo que trae consigo ahorros importantes en tiempo y costos, y una mejora drástica en el rendimiento del vehículo.
Parece estar funcionando. El equipo Corvette Racing Team ha logrado campeonatos sucesivos en la American Le Mans Series e impresionantes finales en las 24 Horas de Rolex en Daytona y las 24 Horas de Le Mans. Mientras tanto, Pratt & Miller ha creado un enfoque de ingeniería para el diseño de rendimiento que tiene amplias aplicaciones para los fabricantes de equipos originales en las industrias automotriz, aeroespacial y marítima.
