Een flair voor design en een passie voor perfectie
Bushwacker Inc. wendt zich tot de mogelijkheden voor reverse engineering van PolyWorks|Modeler om in slechts enkele dagen van concept naar prototype te gaan.
Al bijna 40 jaar produceert Bushwacker Inc., een familiebedrijf in Portland, Oregon, met passie en trots spatbordverbreders en vrachtwagenaccessoires voor de after-market van de auto-industrie. Erkend als een toonaangevende fabrikant, creëert Bushwacker innovatieve ontwerpen en produceert het bedrijf producten van hoge kwaliteit. Zoals Sterling Logan, Design Engineer bij Bushwacker, verklaarde: "Om dit te doen, hebben we geavanceerde tools nodig."
De uitdaging
Bushwacker is toegewijd aan stijl, en innovatie is een onderdeel van elk product dat ze maken. Ze nemen elk detail van elk ontwerp nauwkeurig onder de loep en gebruiken de nieuwste normen op het gebied van ontwerp en productie. Voor Bushwacker kan kwaliteit worden samengevat in drie woorden: pasvorm, afwerking en stijl. Maar: "Kwaliteit is een bewegend doel", merkte Logan op. OEM's blijven de lat hoger leggen voor de kwaliteit van auto's op het gebied van pasvorm en afwerking, terwijl de lijnen van de carrosseriestijl steeds geraffineerder worden. En om in de wedstrijd te blijven, moeten de producten van Bushwacker hetzelfde doen.
Kwaliteit verzekeren om in de wedstrijd te blijven
"Onze klanten verwachten dat de accessoires passen bij de stijllijnen van het voertuig. En met de hoogwaardige oppervlakken die autofabrikanten produceren, valt de kleinste opening of de kleinste interferentie met de stijllijnen van het voertuig onmiddellijk op. We moeten dus een product leveren dat perfect past", zei Logan. 3D-scannen is cruciaal om dit doel te bereiken.
Na te hebben geëxperimenteerd met alternatieve oplossingen en scanservices, kocht Bushwacker een scansysteem van topklasse met een zevenassige Romer Infinite 2.0-arm, een Perceptron ScanWorks V5-laserscanner en de PolyWorks® 3D-meetsoftware van InnovMetric. Het kennen van de precieze digitale gegevens van de oppervlakken van een voertuig stelt Bushwacker in staat om haar talenten te richten op productontwerpen met het vertrouwen dat ze perfect zullen passen. Met 3D-scannen wordt pasvorm buiten beschouwing gelaten, terwijl het proces vereenvoudigd wordt en er minder manuren nodig zijn.
Laserscannen van een Jeep Grand Cherokee om het voorste kwartpaneel met stijllijnen en montagelocaties vast te leggen.
"Met de scanner en de PolyWorks-software kunnen we in slechts een paar dagen van concept naar prototype gaan."
Sterling Logan Design Engineer, Bushwacker
Bumperbeschermer op de Chevrolet Cruze op SEMA, in drie dagen van concept naar ontwerp.
Om de snelle reactietijd dankzij 3D-scannen te benadrukken, gaf Logan het volgende voorbeeld. "Een klant nam een paar dagen voor de show van de Specialty Equipment Market Association (SEMA) contact met ons op met het verzoek om een bumperbeschermer voor de Chevrolet Cruze te ontwerpen. In slechts drie dagen hadden we prototypes van bumperbeschermers en openden we de show met een gloednieuw product."
Logan liet zien hoe het product in slechts drie dagen klaar was. Op de eerste dag scande Bushwacker de Chevrolet Cruze, verwerkte de gegevens met PolyWorks|Modeler™ en importeerde het in Siemens NX. Op dag twee ontwierpen ze de bumperbeschermer en maakten ze een mal voor een prototype. Op dag drie werden de onderdelen gemaakt en naar de SEMA-show gevlogen.
In de beginjaren gebruikte Bushwacker het favoriete materiaal van OEM-carrosseriebedrijven: klei. Ontwerpers brachten klei aan op het voertuig en boetseerden het nauwgezet naar het gewenste ontwerp. De resulterende vorm werd vervolgens overgebracht op houten mallen, zodat de styling aan de andere kant van het voertuig in klei kon worden nagemaakt. Vervolgens werden er gipsen mallen gegoten van de kleimodellen, die gebruikt werden om prototypes van gereedschap voor thermovormen te maken.
Volgens Logan bestond dit proces uit vele uren nauwgezet werk. Maar zelfs dan zouden ze nog maanden verwijderd zijn van een productieklare mal. Logan zei: "We kwamen in de buurt, maar het was zelden perfect bij de eerste poging." Geobsedeerd door de kwaliteit van zijn ontwerpen, perfectioneerde Bushwacker de pasvorm en het ontwerp door middel van vier of vijf cycli van prototype-mallen, controle van de pasvorm, visuele evaluatie, aanpassing van de mal en opnieuw controleren.
"Maar nu met de mogelijkheden voor reverse engineering van laserscannen en de PolyWorks-software, hoeven we nog maar zelden wijzigingen aan te brengen aan onze mallen of ontwerpen van onderdelen. Veranderingen die we wel aanbrengen, zijn gericht op de subtiele ontwerpwachtrijen die onze verbredingen stijl geven – elk ontworpen voor een specifieke look", aldus Logan.
Scangegevens voor de achterbumper en kofferklep van de Chevrolet Cruze, klaar voor gebruik in het ontwerp van een beschermer voor de achterbumper.
CAD-afbeelding van het definitieve ontwerp en de plaatsing van de bumperbeschermer (grijs) op de Chevrolet Cruze.
Jeep JK: Flair voor design
Logan kijkt terug op het verleden en het heden: "Toen we het bedrijf begonnen, waren onze eerste verbreders voor de oude Jeep CJ. Het klei- en gipsproces werkte toen prima omdat het plaatmetaal voor de spatborden vlak was. Dit geldt zeker niet voor de carrosserie van de nieuwe Jeep JK."
De Jeep JK was een uitdaging vanwege de lijnen van de carrosserie en de montageconfiguratie. Zelfs met 3D-scannen spendeerde Bushwacker zes maanden aan het ontwikkelen van de gepatenteerde verbreders in 'pocket'-stijl, verbreders in platte stijl en Trail Armor. Logan merkte op dat voor alle andere projecten 3D-scannen de productlanceringen gemiddeld heeft teruggebracht tot slechts één of twee maanden na de eerste concepten.
Het Jeep JK-project benadrukte ook een ander voordeel van 3D-scannen: het verkrijgen van montagelocaties. Om de installatie te vergemakkelijken, probeert Bushwacker altijd om alleen de af fabriek aanwezige bevestigingspunten te gebruiken voor zijn accessoires. Voor de 'pocket'-verbreder leidde dit tot een innovatieve combinatie van binnenste en buitenste verbreders, en de gescande gegevens leverden de exacte locaties van de montagepunten ten opzichte van de carrosseriepanelen.
"Zonder laserscannen was het
voor ons misschien niet
mogelijk geweest om de accessoires
voor de Jeep JK uit te rollen."
Sterling Logan, Design Engineer, Bushwacker
Het innovatieve ontwerp en de aandacht voor detail hebben hun vruchten afgeworpen voor de accessoires voor de Jeep JK. Op SEMA veroverden de platte verbreders van Bushwacker de tweede prijs in de categorie 'Best New Off-Road/Four-Wheel Drive Product', terwijl de Trail Armor de eerste plaats in de wacht sleepte voor 'Best New Exterior Accessory Product'.
De voordelen
3D-scannen bij Bushwacker
Voor alle projecten combineert Bushwacker zijn laserscanarm, PolyWorks en Siemens NX (voorheen Unigraphics NX) in een proces van drie stappen: scannen, voorbereiden en ontwerpen.
In sommige gevallen reist het 3D-scansysteem naar het doelvoertuig, maar in de meeste gevallen rijdt Bushwacker het voertuig naar zijn faciliteiten. Voor de eerste stap van het proces gebruikt Bushwacker PolyWorks|Modeler™ voor de besturing van de laserscanner en het live vastleggen van gegevens. "Met PolyWorks is er geen afmattend instelproces om alles te laten communiceren voordat we beginnen met scannen", en volgens Logan duurt het slechts 10 tot 15 minuten om alles in te stellen en te beginnen met scannen. Hij voegde daaraan toe: "De interface is ook intuïtief en gemakkelijk te gebruiken."
In PolyWorks|Modeler kunnen de fijnste kenmerklijnen gemakkelijk worden geëxtraheerd.
Het digitale model verandert dynamisch om het scanpad te volgen; het geeft geweldige visuele feedback om de gebruiker te laten weten wat er nog vastgelegd moet worden!
"Ik vind het geweldig dat het digitale model tijdens het scannen dynamisch verandert om mijn scanpad te volgen. Het geeft me geweldige visuele feedback om me te laten weten waar ik ben en wat ik nog moet vastleggen", verklaarde Logan. Als hij denkt dat de scan compleet is, gaat hij vervolgens naar de tool voor vergelijken van PolyWorks, die afwijkingen tussen scans laat zien."Dit is mijn vangnet voor een incidentele bedieningsfout, zoals een scanner waar tegenaan gestoten wordt. Ik krijg onmiddellijk feedback over wat ik opnieuw moet scannen", zei Logan.
Als gebruiker van Siemens NX vindt Logan ook dat de PolyWorks|Modeler-interface en -tools vertrouwd en vergelijkbaar zijn. Hij gebruikt PolyWorks om de bestanden voor te bereiden voor import in Siemens NX, dat hij gebruikt voor gegevensmanipulatie en ontwerp. "We hebben krachtige modelleertools nodig om onderdelen en ontwerpen te maken die de subtiele stijllijnen van het voertuig volgen. PolyWorks helpt ons bij het vastleggen van de details, en die gegevens worden in Siemens NX gebruikt om onze onderdelen te ontwerpen. Voor ons is het een perfecte mix", zei Logan.
Om de gegevens voor Siemens NX voor te bereiden, gebruikt hij PolyWorks om eventuele ruis uit de gegevens te filteren, gaten op te vullen en splines en NURBS-oppervlakken te maken. "Ik selecteer een gebied en laat PolyWorks automatisch de splines maken; vervolgens verbind ik deze en maak ik NURBS", aldus Logan. "Ik vind dat het erg lijkt op het proces voor Siemens NX, dus in feite is het intuïtief. Voor zover ik weet, is er niets beter – niets is gemakkelijker dan PolyWorks", zei Logan.
In Siemens NX worden de door PolyWorks gegenereerde NURBS de basis voor het ontwerpen van accessoires. Vanaf de carrosseriepanelen en montagepunten krijgt de visie van Bushwacker vorm. Tijdens het hele proces renderen de ontwerpers het accessoire en het voertuig om de vorm en pasvorm te visualiseren.
Elk nieuw onderdeel ondergaat een 'digitale' ontwerpevaluatie voordat er prototype-mallen worden ontworpen en CNC-bewerkt. "Dankzij de oppervlaktegegevens van hoge kwaliteit die PolyWorks levert, kunnen we het onderdeel in CAD nauwkeurig controleren op pasvorm en afwerking voordat we ooit een echt onderdeel maken", merkt Logan op. Toch vertrouwen ze nog steeds op fysieke prototypes voor de uiteindelijke evaluatie. Logan zei: "Er vallen je dingen op als je voor het eerst een verbreder op het voertuig monteert, dingen die je op het scherm niet kunt zien of niet ziet."
Van gedigitaliseerd model naar gladde NURBS-oppervlakken in PolyWorks|Modeler.
De volgende stap
Onlangs heeft Bushwacker zijn vertrouwen in PolyWorks uitgebreid naar inspectie. PolyWorks|Inspector™ bevestigt de hoge kwaliteit waar het bedrijf bekend om staat van zijn mallen, prototypes en eerste productiestalen. "PolyWorks|Inspector is bijzonder krachtig. Het stelt ons in staat om inspectie in huis te halen, waardoor we onderdelen en mallen snel en wanneer nodig kunnen evalueren", aldus Logan. Hij concludeerde: "In de huidige economie moeten we voorop blijven lopen en PolyWorks heeft ons daarbij geholpen."
