Un talent naturel pour la conception et une passion pour la perfection
Bushwacker inc. se tourne vers PolyWorks|ModelerMC pour ses capacités de rétro-ingénierie pour passer du concept au prototype en quelques jours.
Depuis près de 40 ans, c'est avec passion et fierté que Bushwacker inc., une entreprise familiale située à Portland, en Oregon, fabrique des élargisseurs d'ailes et des accessoires pour camion pour le marché des pièces de rechange de véhicules. Reconnue comme un chef de file dans l'industrie, Bushwacker crée des concepts novateurs et fabrique des produits de haute qualité. Sterling Logan, ingénieur en conception chez Bushwacker, déclare que pour y arriver, ils ont besoin d'outils à la fine pointe de la technologie.
Le défi
Bushwacker se consacre entièrement au style et l'innovation fait partie intégrale de chaque produit créé. L'entreprise décortique chaque détail de chaque concept à l'aide des normes de conception et de fabrication les plus récentes. Pour Bushwacker, la qualité se résume à trois mots : ajustement, finition et style. Toutefois, M. Logan souligne que la qualité évolue constamment. Les équipementiers améliorent continuellement la qualité de l'ajustement et de la finition des véhicules, alors que les lignes de carrosserie deviennent de plus en plus sophistiquées. Pour demeurer concurrentiels, les produits Bushwacker doivent suivre cette tendance.
Assurer la qualité pour rester compétitif
« Nos clients s'attendent à ce que les accessoires se confondent parfaitement avec les lignes de carrosserie du véhicule. Les constructeurs automobiles fabriquent des surfaces de haute qualité, ce qui rend apparent le moindre espacement ou une légère différence avec les lignes de carrosserie du véhicule. Nous devons donc livrer un produit qui s'ajuste parfaitement », signale M. Logan. Pour atteindre cet objectif, la numérisation 3D est essentielle.
Bushwacker a d'abord travaillé avec les solutions de rechange et les services de numérisation avant d'acquérir un capteur 3D haut de gamme, comprenant un bras articulé Romer Infinite 2.0 à sept axes, un capteur laser Perceptron ScanWorks et le logiciel de métrologie 3D PolyWorks® d'InnovMetric. Avoir accès à des mesures précises des surfaces d'un véhicule permet à Bushwacker de concentrer ses efforts sur la conception de produits, sachant que l'ajustement sera impeccable. Grâce à la numérisation 3D, l'ajustement n'est plus un casse-tête, le processus est simplifié et le temps de main-d'œuvre réduit.
La numérisation laser d’un Jeep Grand Cherokee pour saisir l’aile avant, incluant les lignes de carrosserie et les emplacements de montage.
« Grâce au capteur 3D et au logiciel PolyWorks, nous pouvons passer du concept au prototype en seulement quelques jours. »
Sterling Logan, Ingénieur en conception
Un butoir de pare-chocs sur la Chevrolet Cruze au salon SEMA; trois jours pour passer du concept au produit final.
Pour mettre en évidence le délai de réponse rapide résultant de l’utilisation de la numérisation 3D, M. Logan cite l'exemple suivant : « Quelques jours précédant le salon SEMA (Specialty Equipment Market Association), un client nous a demandé de concevoir un butoir de pare-chocs pour la Chevrolet Cruze. En seulement trois jours, nous avions en main des prototypes de butoirs de pare-chocs et nous avons ouvert le salon avec un tout nouveau produit. »
M. Logan a démontré comment le produit a été créé de toutes pièces en seulement trois jours. Le premier jour, Bushwacker a numérisé la Chevrolet Cruze, a traité les données à l'aide du logiciel PolyWorks|Modeler et les a importées dans Siemens NX. Le deuxième jour, le butoir de pare-chocs a été conçu et un moule du prototype a été usiné. Le troisième et dernier jour, les pièces ont été fabriquées et envoyées au salon SEMA. « Grâce au capteur 3D et au logiciel PolyWorks, nous pouvons passer du concept au prototype en seulement quelques jours. Nos anciennes méthodes ne nous permettaient pas de réaliser un tel exploit », indique M. Logan.
Les premières années, Bushwacker utilisait le matériau privilégié des ateliers de lignes de carrosserie des équipementiers : l'argile. Les concepteurs recouvraient d'argile la partie concernée du véhicule pour ensuite sculpter minutieusement la forme désirée. La forme obtenue était ensuite transférée sur des modèles en bois, ce qui permettait de reproduire le modèle en argile pour le côté opposé du véhicule. Des moules en plâtre étaient ensuite réalisés à partir des modèles en argile et ces moules étaient utilisés pour fabriquer des outils de thermoformage de prototypes.
Selon M. Logan, ce processus exigeait de nombreuses heures de travail méticuleux. Même à cette étape, il restait encore des mois avant d'avoir en main un moule prêt pour la production. M. Logan indique que le résultat était très bon, mais il était rarement parfait lors du premier essai. Obsédée par la qualité de ses concepts, Bushwacker peaufinait l'ajustement et le concept en passant par quatre ou cinq cycles de moules de prototypes, de vérification d'ajustement, d'inspection visuelle, de modification du moule et de revérification.
« Désormais, grâce au potentiel de rétro-ingénierie de la numérisation laser et du logiciel PolyWorks, nous n'apportons que très rarement des modifications à nos moules ou modèles de pièces. Le cas échéant, les modifications effectuées sont subtiles et permettent de donner à chacun de nos élargisseurs un style propre et unique », mentionne M. Logan.
Numérisation pour le pare-chocs arrière et le loquet du coffre de la Chevrolet Cruze pour utilisation dans la conception d’un butoir de pare-chocs.
Image CAO montrant la conception finale du butoir de pare-chocs (gris) et son emplacement sur la Chevrolet Cruze.
Jeep JK : Un talent naturel pour la conception
M. Logan a analysé le passé et le présent : « Au commencement de l'entreprise, nos premiers élargisseurs étaient conçus pour l'ancien Jeep CJ. Puisque la tôle des ailes était plate, le processus d'argile et de plâtre fonctionnait très bien. Mais ce n'est pas du tout le cas pour le style de carrosserie du nouveau Jeep JK.
Le Jeep JK constituait un défi en raison des lignes de sa carrosserie et de la configuration de son montage. Même avec la numérisation 3D, Bushwacker a passé six mois à développer des élargisseurs exclusifs de style boulonné, des élargisseurs plats et le Trail Armor. M. Logan relève que, pour tous les autres projets, la numérisation 3D a permis de réduire à un ou deux mois le délai de lancement du produit après sa conception initiale.
Ce projet fait également ressortir un autre avantage de la numérisation 3D : la détection des emplacements de montage. Pour faciliter le montage, Bushwacker essaie de toujours utiliser des points de montage d'usine pour ses accessoires. La conception de l'élargisseur de style boulonné a mené à une combinaison novatrice d'élargisseurs intérieurs et extérieurs; les données numérisées recueillies ont alors indiqué les emplacements exacts des points de montage sur les panneaux de carrosserie.
« Sans la numérisation laser,
nous n'aurions probablement pas été
en mesure de produire les accessoires
pour le Jeep JK »
Sterling Logan, Ingénieur en conception
Le concept novateur et le souci du détail ont porté fruit pour les accessoires du Jeep JK. Lors du salon SEMA, les élargisseurs plats Bushwacker ont terminé deuxième dans la catégorie du meilleur nouveau produit pour véhicules tout terrain/quatre roues motrices, alors que le Trail Armor a raflé la première place pour le meilleur nouvel accessoire extérieur.
Les avantages
La numérisation 3D chez Bushwacker
Pour tous ses projets, Bushwacker combine ses capteurs laser sur bras articulés aux logiciels PolyWorks et Siemens NX (anciennement Unigraphics NX) dans un processus à trois étapes : numérisation, préparation et conception.
Il arrive que l'équipe déplace le capteur 3D sur le site où se trouve le véhicule en question, mais, la plupart du temps, le véhicule est conduit dans les installations de Bushwacker. Pour les premières étapes du processus, Bushwacker utilise le logiciel PolyWorks|ModelerMC pour la commande du capteur laser et la saisie de données en temps réel. « Grâce à PolyWorks, il n'y a plus de processus de configuration exténuant pour que tous les appareils soient en communication avant le début de la numérisation » et, selon M. Logan, il ne faut que 10 à 15 minutes pour s'installer avant de pouvoir commencer à numériser. Il ajoute que l'interface est également intuitive et facile à utiliser.
Dans PolyWorks|ModelerMC, les traits caractéristiques les plus fins peuvent être facilement extraits.
Il n'y a rien de mieux ni de plus facile d'utilisation que PolyWorks
« J'aime voir le modèle numérique évoluer en fonction de mon tracé de balayage. Ce modèle dynamique me donne un aperçu complet qui me permet de savoir quels éléments sont déjà numérisés et ceux qui doivent l’être. » Lorsque la numérisation est terminée, M. Logan retourne à l'outil de comparaison PolyWorks, qui lui montre les écarts entre la superposition des balayages. « C'est mon filet de sécurité pour les erreurs humaines occasionnelles, comme un capteur déplacé accidentellement. Je sais immédiatement ce que je dois numériser à nouveau, ce qui donne des données claires et précises. »
M. Logan, qui utilise également Siemens NX, estime que l'interface et les outils de PolyWorks|Modeler sont familiers et assez semblables à ce dernier. Il se sert de PolyWorks pour préparer les fichiers à importer dans Siemens NX, qu'il utilise pour la manipulation de données et la conception. « Nous devons utiliser des outils de modélisation haut de gamme pour créer des pièces et des modèles qui s'ajustent parfaitement aux lignes de carrosserie subtiles du véhicule. PolyWorks permet de saisir les détails et ces données sont utilisées dans Siemens NX pour créer nos pièces. Pour nous, il s'agit de la combinaison parfaite », note M. Logan.
Pour préparer les données utilisées dans Siemens NX, il utilise PolyWorks pour filtrer les données bruitées, remplir les trous et créer des courbes et des surfaces NURBS. « Je sélectionne une zone et je laisse PolyWorks créer automatiquement les courbes; puis, je relie ces dernières et je crée des surfaces NURBS », dit M. Logan. « Je trouve que ce processus est vraiment semblable à celui de Siemens NX; en fait, c'est intuitif. »
Dans NX, la surface NURBS générée par PolyWorks forme la ligne de base pour la conception d'un accessoire. Des panneaux de carrosserie aux points de montage, l'idée de Bushwacker prend forme. Tout au long du processus, les concepteurs recréent l'accessoire et le véhicule pour visualiser la forme et l'ajustement.
Chaque nouvelle pièce subit une révision de projet avant la conception et l’usinage de prototypes de moules. « Les données de surface de haute qualité fournies par PolyWorks nous permettent d'analyser la pièce en format CAO pour vérifier son ajustement et sa finition avant de créer une vraie pièce », poursuit M. Logan. Néanmoins, l'évaluation finale s'effectue toujours sur les prototypes physiques. M. Logan maintient que les problèmes sautent aux yeux lorsqu’un élargisseur est installé pour la première fois, et ces problèmes ne sont pas visibles à l'écran.
Du modèle numérisé aux surfaces NURBS lisses dans ModelerMC.
La prochaine étape
Depuis peu, Bushwacker travaille également avec PolyWorks pour l'inspection. PolyWorks|InspectorMC confirme le degré élevé de qualité des moules, des prototypes et premiers modèles de production, qualité qui fait d'ailleurs la renommée de l'entreprise. « PolyWorks|Inspector est très puissant. Il nous permet de procéder à des inspections à l’interne, ce qui nous permet d'évaluer les pièces et les moules rapidement lorsque nous en avons besoin », soutient M. Logan. « Dans l'économie actuelle, conclut-il, nous devons rester à la fine pointe de la technologie et PolyWorks nous aide à maintenir cet objectif. »
