Talent do projektowania i zamiłowanie do perfekcji
Firma Bushwacker Inc. wykorzystuje funkcje inżynierii odwrotnej narzędzia PolyWorks|Modeler™, aby w ciągu zaledwie kilku dni opracować prototyp na bazie jego koncepcji.
Od prawie 40 lat firma Bushwacker Inc. z Portland w stanie Oregon z pasją i dumą produkuje błotniki i akcesoria do samochodów ciężarowych na rynek wtórny. Uznawana za wiodącego producenta, tworzy innowacyjne projekty i produkuje wysokiej jakości produkty. Jak twierdzi Sterling Logan, inżynier projektowy w Bushwacker, „by to robić, potrzebujemy innowacyjnych narzędzi”.
Wyzwanie
Bushwacker stawia na styl, a innowacja to część każdego ich produktu. Skrupulatnie analizuje każdy szczegół projektu, wykorzystując najnowsze standardy w projektowaniu i produkcji. Jakość według Bushwacker można podsumować w trzech słowach: dopasowanie, wykończenie i styl. Jednak „jakość to ruchomy cel” — mówi Logan. Producenci OEM wciąż podnoszą poprzeczkę w zakresie jakości pojazdów pod względem dopasowania i wykończenia, zaś linie stylistyczne nadwozia są coraz bardziej wyszukane. By pozostać w grze, produkty Bushwacker muszą być z tym zgodne.
Zapewnienie jakości w celu pozostania w grze
„Nasi klienci oczekują, że akcesoria będą dobrze komponować się ze stylistyką pojazdu. A dzięki wysokiej jakości powierzchniom produkowanym przez producentów samochodów najmniejsza szczelina lub najmniejsza ingerencja w linie stylistyczne pojazdu staje się natychmiast widoczna. Musimy więc dostarczyć idealnie dopasowany produkt” — stwierdza Logan. Kluczowe w tym zakresie jest skanowanie 3D.
Po przetestowaniu alternatywnych rozwiązań i usług skanowania Bushwacker nabył najwyższej klasy system skanowania, który zawiera siedmioosiowe ramię Romer Infinite 2.0, skaner laserowy Perceptron ScanWorks V5 oraz oprogramowanie pomiarowe PolyWorks® 3D firmy InnovMetric. Znając dokładne dane cyfrowe powierzchni pojazdu, Bushwacker może skupić się na projektowaniu produktów, mając pewność, że będą one idealnie dopasowane. Dzięki skanowaniu 3D dopasowanie zostało usunięte z równania, co upraszcza proces i skraca czas pracy.
Skanowanie laserowe Jeepa Grand Cherokee w celu uchwycenia przedniego skrzydła z liniami stylistycznymi i miejscami montażu.
„Dzięki skanerowi i oprogramowaniu PolyWorks możemy przejść od koncepcji do prototypu w ciągu zaledwie kilku dni”.
Sterling Logan inżynier projektowy w Bushwacker
Osłona zderzaka w Chevrolecie Cruze na targach SEMA, trzy dni od koncepcji do projektu.
Aby pokazać szybki czas odpowiedzi dzięki skanowaniu 3D, Logan przytacza następujący przykład. „Klient skontaktował się z nami na kilka dni przed targami Specialty Equipment Market Association (SEMA) z niestandardową prośbą o zaprojektowanie osłony zderzaka do Chevroleta Cruze. W ciągu zaledwie trzech dni mieliśmy prototypowe osłony zderzaków i pokazaliśmy na targach zupełnie nowy produkt”.
Logan opisał, jak ukończono produkt w ciągu zaledwie trzech dni. Pierwszego dnia Bushwacker zeskanował Chevroleta Cruze, przetworzył dane za pomocą PolyWorks|Modeler i zaimportował je do Siemens NX. Drugiego dnia zaprojektował osłonę zderzaka i obrobił prototypową formę. Trzeciego dnia części wyprodukowano i wysłano na targi SEMA.
W poprzednich latach firma Bushwacker używała materiału, który był najczęściej wybierany podczas warsztatów stylizacji nadwozi OEM: gliny. Projektanci nakładali na pojazd glinę i żmudnie rzeźbili ją do uzyskania pożądanego efektu. Powstały kształt przenoszono następnie na drewniane szablony, by odwzorować układ w glinie na przeciwległej stronie pojazdu. Następnie z modeli glinianych odlewano formy gipsowe, które służyły do wykonania prototypowych narzędzi do termoformowania.
Według Logana proces ten wymagał wielu godzin żmudnej pracy. Jednak nawet wtedy od formy gotowej do produkcji dzieliły ich miesiące. Logan mówi: „Byliśmy blisko, ale rzadko kiedy wychodziło idealnie przy pierwszej próbie”. Mając obsesję na punkcie jakości swoich projektów, Bushwacker dopracowywał dopasowanie i wygląd przez cztery lub pięć cykli tworzenia form prototypowych, sprawdzanie dopasowania, ocenę wizualną, modyfikację form i ponowną kontrolę.
„Obecnie, dzięki możliwościom inżynierii odwrotnej skanowania laserowego i oprogramowaniu PolyWorks, rzadko musimy wprowadzać jakiekolwiek zmiany w formach lub projektach części. Wprowadzane przez nas zmiany dotyczą drobnych elementów konstrukcyjnych, które nadają osłonom stylu — każda z nich została zaprojektowana dla konkretnego efektu wizualnego” — mówi Logan.
Dane skanowania tylnego zderzaka i zatrzasku bagażnika Chevroleta Cruze gotowych do użycia w projekcie tylnej osłony zderzaka.
Obraz CAD przedstawiający ostateczny projekt osłony zderzaka (szarej) i jej umiejscowienie w Chevrolecie Cruze.
Jeep JK: Talent do projektowania
Logan zastanawia się nad przeszłością i teraźniejszością: „Kiedy zaczynaliśmy prowadzić firmę, nasze pierwsze osłony przeznaczone były do starego Jeepa CJ. Proces z użyciem gliny i tynku działał wtedy dobrze, ponieważ blacha na błotniki była płaska. Z pewnością nie można tego powiedzieć o stylu nadwozia nowego Jeepa JK”.
Jeep JK stanowił wyzwanie ze względu na linie stylistyczne nadwozia i układ montażowy. Nawet przy użyciu skanowania 3D Bushwacker przez sześć miesięcy opracowywał swoje opatentowane osłony kieszeniowe, osłony z płaską powierzchnią i Trail Armor. Logan uważa, że w przypadku wszystkich innych projektów skanowanie 3D skróciło średnio wprowadzenie produktu na rynek do zaledwie jednego lub dwóch miesięcy od momentu powstania pierwszych koncepcji.
Projekt Jeep JK pokazał również kolejną zaletę skanowania 3D: pozyskanie punktów montażowych. By ułatwić montaż, Bushwacker zawsze stara się używać dla swoich akcesoriów wyłącznie fabrycznych punktów montażowych. W przypadku osłony kieszeniowej doprowadziło to do innowacyjnego połączenia zewnętrznej i wewnętrznej osłony, a zeskanowane dane dostarczyły dokładnych lokalizacji punktów montażowych w stosunku do paneli nadwozia.
„Bez skanowania laserowego
być może nie bylibyśmy w
stanie wprowadzić na rynek
akcesoriów do Jeepa JK”.
Sterling Logan, inżynier projektowy w Bushwacker
Innowacyjny design i dbałość o szczegóły zaprocentowały w przypadku akcesoriów do Jeepa JK. Na targach SEMA płaskie osłony Bushwacker zajęły drugie miejsce w kategorii Best New Off-Road / Four-Wheel Drive Product, natomiast Trail Armor zdobył pierwsze miejsce w kategorii Best New Exterior Accessory Product.
Korzyści
Skanowanie 3D w Bushwacker
W przypadku wszystkich projektów Bushwacker łączy swoje ramię do skanowania laserowego, PolyWorks i Siemens NX (dawniej Unigraphics NX) w trzyetapowym procesie: skanowanie, przygotowanie i projektowanie.
W niektórych przypadkach system skanowania 3D dojeżdża do pojazdu docelowego, ale w większości przypadków Bushwacker przyjeżdża pojazdem do zakładów. W pierwszym etapie procesu Bushwacker wykorzystuje PolyWorks|Modeler™ do sterowania skanerem laserowym i rejestrowania danych na żywo. „Dzięki PolyWorks mogliśmy zrezygnować z wyczerpującego procesu konfiguracji, by wszystkie elementy mogły się ze sobą komunikować, zanim zaczniemy skanować”. Według Logana konfiguracja i rozpoczęcie skanowania zajmują jedynie 10 do 15 minut. Dodaje: „Interfejs jest również intuicyjny i łatwy w obsłudze”.
W PolyWorks|Modeler najdrobniejsze linie cech można łatwo wyodrębnić.
Cyfrowy model dynamicznie zmienia się, podążając za ścieżką skanowania. Zapewnia to doskonałe wizualne informacje zwrotne, dzięki którym użytkownik wie, co jeszcze trzeba zarejestrować!
„Uwielbiam to, że w trakcie skanowania cyfrowy model dynamicznie się zmienia, podążając za ścieżką skanowania. Zapewnia mi to doskonałą wizualną informację zwrotną, dzięki której wiem, gdzie jestem i co jeszcze muszę uwzględnić” — mówi Logan. Gdy stwierdza, że skanowanie jest ukończone, przechodzi do narzędzia porównawczego PolyWorks, które pokazuje różnice między skanami. „To zabezpieczenie na wypadek sporadycznego błędu operatora, jak np. uderzenie skanera. Dostaję natychmiastową informację zwrotną dotyczącą tego, co muszę ponownie zeskanować” — stwierdza Logan. „W rezultacie otrzymujemy czyste, dokładne dane” — dodaje.
Jako użytkownik Siemens NX Logan stwierdza również, że interfejs i narzędzia PolyWorks|Modeler są znajome i dosyć zbliżone. Korzysta on z PolyWorks do przygotowania plików do importu do Siemens NX, którego używa do obsługi danych i projektów. „Potrzebujemy potężnych narzędzi do modelowania, by tworzyć części i projekty, które są zgodne z subtelnymi liniami stylistycznymi pojazdu. PolyWorks pomaga nam uchwycić szczegóły, a dane te wykorzystujemy w Siemens NX do projektowania naszych części. Dla nas to idealne połączenie — mówi Logan.
Aby przygotować dane dla Siemens NX, używa on PolyWorks do odfiltrowania wszelkich zaszumionych danych, wypełnienia otworów oraz utworzenia splajnów i powierzchni NURBS. „Wybieram obszar i pozwalam, by PolyWorks automatycznie utworzył splajny; następnie łączę je i tworzę NURBS” — mówi Logan. „Uważam, że jest to bardzo podobne do procesu dla Siemens NX, więc w gruncie rzeczy działam intuicyjnie. Z tego co wiem, nie ma nic lepszego i łatwiejszego niż PolyWorks” — stwierdza Logan.
W Siemens NX wygenerowane przez PolyWorks powierzchnie NURBS stają się podstawą do projektowania akcesoriów. Od paneli nadwozia i punktów montażowych wizja Bushwacker nabiera kształtu. W trakcie procesu projektanci wykonują rendering elementu i pojazdu, aby zwizualizować formę i dopasowanie.
Każda nowa część przechodzi „cyfrowy” przegląd projektu przed zaprojektowaniem form prototypowych i obróbką CNC. „Wysokiej jakości dane powierzchniowe, które dostarcza PolyWorks, umożliwiają nam na dokładne sprawdzenie części w CAD pod kątem dopasowania i wykończenia, zanim jeszcze wykonamy faktyczną część” — zauważa Logan. Jednak nadal polegają na fizycznych prototypach w celu dokonania ostatecznej oceny. Logan mówi: „Gdy po raz pierwszy montujesz osłonę na pojeździe, dostrzegasz rzeczy, których nie widziałeś na ekranie”.
Od zdigitalizowanego modelu do gładkich powierzchni NURBS w PolyWorks|Modeler.
Kolejny krok
Ostatnio firma Bushwacker rozszerzyła korzystanie z PolyWorks o inspekcję. PolyWorks|Inspector™ potwierdza wysoką jakość form, prototypów i pierwszych próbek produkcyjnych, z której firma jest znana. PolyWorks|Inspector jest niezwykle potężny. Umożliwia nam przeprowadzenie inspekcji na miejscu, dzięki czemu jesteśmy w stanie ocenić części i formy szybko i gdy jest to potrzebne” — mówi Logan. Podsumowuje: „W obecnej gospodarce musimy pozostać na czele, a PolyWorks nam w tym pomaga”.
