Realizando o ajuste fino de peças automotivas para aumentar o desempenho
A Pratt & Miller usa as soluções do PolyWorks® para reprojetar peças, reduzindo significantemente tempo e custos.
A Pratt & Miller Engineering foi fundada em 1989 por Gary Pratt e Jim Miller. O objetivo dos sócios fundadores era era criar uma empresa de engenharia de classe mundial que pudesse conduzir os programas com base automotiva do conceito à realidade, do início ao final do processo. Desde então, a Pratt & Miller tornou-se uma líder respeitada do setor, fornecendo a clientes automotivo e não automotivos engenharia de ponta e soluçoes para fabricação de baixo volume.
A habilidade da Pratt & Miller de gerenciar com eficácia programas de corridas é demonstrada pelo desempenho de suas equipes de Corvettes e Cadillacs CTS-V, bem como por outros vários programas automotivos para clientes. Esses programas já venceram vários campeonatos e também obtiveram vitórias em cinco classes nas 24 Horas de Le Mans e uma vitória geral na Rolex 24 em Daytona. Em agosto de 2007, a Pratt & Miller assinou um contrato de patrocínio com a InnovMetric Software pelo uso da suite de software do PolyWorks para realizar a engenharia reversa dos componentes dos carros em software de CAD.
O desafio
Na Pratt & Miller Engineering em New Hudson, Michigan, ou uso de dados de nuvens de pontos em aplicações de engenharia reversa ajudou a fazer com que novas ideias de design automotivo se tranformassem de conceito em realidade, rápido e eficientemente.
Desde sua fundação em 1989, a Pratt & Miller Engineering desenvolveu uma enorme gama de projetos automotivos sofisticados, engenharia, fabricação e serviços de gestão de programas de corridas. A empresa oferece testes completos de cinemática e compliance de veículos, análise de desempenho de 7 postos, ensaios em túnel de vento com escala integral e fracional, e testes de avaliação e dinâmica do veículo.
O uso de modelos gerados por computador para fornecer insights de engenharia sobre os conceitos do projeto é essencial para a eficiência geral e precisão dos testes da empresa e programas de avaliação. Para criar estes modelos, é necessário digitalizar certas formas, primariamente partes curvas do corpo do carro, e usar essas informações dimensionais para criar modelos CAD. No passado, os técnicos da Pratt & Miller construíam um modelo usando pontos de dados individuais e criavam curvas manualmente a partir desses dados.
“Este processo era extremamente demorado,” disse Blair Sonnen, engenheiro da Pratt & Miller, “ e não nos fornecia a precisão e exatidão de que precisávamos. Se tivéssemos de reprojetar uma peça para melhorar seu desempenho, tínhamos que construir outro modelo da mesma maneira. Para reduzir o tempo gasto neste processo, e melhorar precisão, ocasionalmente, contratávamos uma empresa externa para que viesse à fábrica e coletasse esses dados dimensionais usando o processo de digitalização, ou criasse superfícies curvas a partir dos dados de pontos discretos que havíamos coletado, mas esta não era uma maneira custo-efetiva de criar modelos.”
A solução
Recentemente, a empresa expandiu seus inúmeros recursos de engenharia com a adição do software de metrologia PolyWorks® 3D da InnovMetric Software Inc., um software de metrologia repleto de recursos, que automatiza e agiliza muitas das operações associadas à coleta e comparação dos dados dimensionais com a intenção do projeto. Na Pratt & Miller,o software PolyWorks está sendo usado para melhorar a eficiência do programa de engenharia reversa da empresa para sua equipe de corrida campeã GT-1 Corvette, em desenvolvimento conjunto com a General Motors.
“O software PolyWorks é uma peça chave em nosso programa de engenharia reversa; ele permite que nós digitalizemos os modelos rapidamente e coloquemos o design em nossos programas de análise muito mais rápido do que no passado. Isto nos permite avaliar o projeto muito mais rapidamente para que possamos incorporar imediatamenteas alterações necessárias ao projeto e retomar a produção mais rapidamente," Gary Pratt, Vice-presidente, Pratt & Miller.
Na prática, os engenheiros de projeto criam um modelo de argila de uma peça da carroceria de um automóvel, como o painel frontal. Depois disso, o modelo é digitalizado usando o software PolyWorks com um braço FARO Platinum equipado com um apalpador FARO Laser Line, que é capaz de coletar dados dimensionais a uma taxa de até 19.200 pontos por segundo.
A digitalização dimensional do modelo de argila é feita usando o módulo IMAlign do software. Depois da coleta dos dados, o Sr. Sonnen baixa os dados para sua estação de trabalho pessoal, onde usa o software PolyWorks|Modeler™ para criar um modelo preciso da peça. Este software pode criar modelos poligonais da classe A para operações de usinagem de três e cinco eixos e simulações aerodinâmicas.
Um dos recursos do software PolyWorks|Modeler é sua caixa de ferramentas de alinhamento com recursos completos. “Vou usar o módulo IMAlign novamente para criar um alinhamento Best-Fit dos vários percursos de digitalização. Em seguida, exporto os percursos de digitalização alinhados para o módulo IMMerge do software a fim de criar uma malha poligonal que define graficamente a forma da peça digitalizada,” disse o Sr. Sonnen.
Nesse ponto, ele passa por um processo iterativo, combinando os modelos. Então, o modelo combinado é importado para o módulo IMEdit para corrigir a geometria digitalizada de forma imperfeita, usando procedimentos de preenchimento de furos planos e baseados em curvatura. A partir daí, o modelo segue para a criação da rede de curvas e ajuste automático de superfície NURBS. A metodologia de superfície rápida oferece superfícies NURBS otimizadas e utilizáveis para o software CAD Unigraphics da Pratt & Miller.
O software PolyWorks é uma peça chave no programa de engenharia reversa da Pratt and Miller
O PolyWorks|Modeler é um programa de software abrangente usado para criar modelos poligonais precisos e suaves, e superfícies NURBS a partir de dados de nuvem de pontos de alta densidade.
Os benefícios
É nas áreas de modelagem poligonal e criação rápida de superfícies que o software PolyWorks reduz significativamente o tempo e o custo de métodos menos automatizados de criação de modelos para análise, de acordo com o Sr. Sonnen.
Usando o modelo CAD, os engenheiros da Pratt & Miller podem submeter a peça virtual a uma bateria completa de avaliações de desempenho, incluindo ferramentas CFD avançadas para analisar o impacto aerodinâmico e estruturas de campo de fluxo de veículos, bem como o modelo proprietário da empresa Análise Dinâmica Automatizada de Sistemas Mecânicos (ADAMS) para simulações de pistas virtuais. Com base nas avaliações, o projeto da peça pode ser aprimorado incrementalmente antes que o ferramental de produção seja produzido, resultando em uma economia significativa de tempo e custos, e em uma grande melhoria no desempenho do veículo.
Parece que está funcionando. A Equipe Corvette Racing conquistou sucessivos campeonatos na American Le Mans Series e resultados impressionantes nas 24 Horas de Daytona da Rolex e nas 24 Horas de Le Mans. Nesse processo, a Pratt & Miller criou uma abordagem de engenharia para o projeto de desempenho que tem grandes aplicações para fabricantes de equipamentos originais nas indústrias automotiva, aeroespacial e marítima.
