Zastosowanie i zalety skanowania 3D w projektowaniu klatek bezpieczeństwa

W obliczu rosnącego popytu i coraz surowszych norm firma DriftGarage, certyfikowany przez FIA producent klatek bezpieczeństwa od 2017 roku, nawiązała współpracę z Modception w celu usprawnienia produkcji. Dzięki wykorzystaniu serii FreeScan Combo oraz projektowania CAD proces ten pozwolił zwiększyć precyzję, skrócić czas pracy i zapewnić najwyższą jakość klatek bezpieczeństwa.

Czym jest klatka bezpieczeństwa?

Klatka bezpieczeństwa to kluczowy element bezpieczeństwa w sportach motorowych, zaprojektowany w celu ochrony kierowców i poprawy osiągów pojazdu. Ta konstrukcja przypominająca ramę zazwyczaj składa się z głównej lub bocznej belki zabezpieczającej, przedniej belki zabezpieczającej, tylnych podpór oraz elementów łączących. Oprócz wzmocnienia karoserii samochodu w celu zwiększenia jej sztywności, klatka bezpieczeństwa odgrywa kluczową rolę w ochronie kierowców podczas kolizji, pochłaniając siły uderzenia i minimalizując obrażenia. Ponadto zapewnia stabilność przy dużych prędkościach, zmniejszając ryzyko dachowania i gwarantując bezpieczniejsze warunki wyścigowe.

Tradycyjny sposób budowy klatki bezpieczeństwa

Tradycyjne tworzenie klatek bezpieczeństwa opiera się na procesach ręcznych, począwszy od pomiarów i projektowania. Kluczowe wymiary karoserii mierzy się za pomocą podstawowych narzędzi, takich jak taśmy miernicze i suwmiarki, a następnie tworzy się wstępne projekty w oprogramowaniu CAD. Następnym etapem jest dobór materiałów i cięcie, podczas którego wybiera się rury ze stali o wysokiej wytrzymałości i niskiej masie lub z aluminium, a następnie ręcznie tnie je na określone długości za pomocą maszyn do cięcia lub pił. Następnie rury są ręcznie gięte tak, aby pasowały do wnętrza samochodu, przyspawane do karoserii i dopasowywane w celu zapewnienia bezpiecznego mocowania. Na koniec klatka bezpieczeństwa przechodzi profesjonalną kontrolę w celu zapewnienia zgodności z normami bezpieczeństwa.

Jednak proces ręczny często wymaga wielokrotnych regulacji i nie jest zbyt wygodny. Oprócz tego, że są czasochłonne i pracochłonne, tradycyjne metody mają istotne wady:

• Problemy z dokładnością: Ręczne pomiary i gięcie mogą prowadzić do błędów, szczególnie w przypadku skomplikowanych konstrukcji, co zagraża bezpieczeństwu i dopasowaniu.
• Duża zależność od wiedzy specjalistycznej: Proces ten w dużym stopniu opiera się na doświadczonych technikach, co powoduje wahania jakości.

Zastosowanie skanowania 3D w produkcji klatek bezpieczeństwa

Lajos Turi, założyciel firmy Modception i weteran w dziedzinie modyfikacji pojazdów wyścigowych, wykorzystał serię SHINING 3D FreeScan Combo do produkcji klatek bezpieczeństwa. Dzięki zastosowaniu technologii skanowania 3D proces ten charakteryzował się większą dokładnością, zmniejszeniem liczby ręcznych regulacji oraz poprawą ogólnej wydajności, co zapewniło zgodność klatek bezpieczeństwa z rygorystycznymi normami branżowymi.

Oto przegląd całego procesu.

1 Przygotowanie

Demontuje się siedzenia i tapicerkę, aby odsłonić metalową ramę. W razie potrzeby demontuje się również pobliskie elementy zawieszenia. W przypadku skanerów laserowych, takich jak FreeScan Combo, natryskiwanie powierzchni zazwyczaj nie jest konieczne, ponieważ skaner może rejestrować dane bezpośrednio z większości powierzchni. Aby zapewnić dokładne wyrównanie, w wnętrzu samochodu umieszcza się następnie markery.

Zdemontować elementy wnętrza, aby odsłonić metalową ramę

2 Skanowanie i przetwarzanie

Lajos zaleca skanowanie samochodu w oddzielnych sekcjach, ponieważ ta metoda ma kilka zalet:

• Zmniejsza obciążenie zasobów komputerowych, zapewniając płynniejszy przebieg skanowania.
• Pomaga uniknąć błędów w śledzeniu, które mogłyby spowodować niepowodzenie całego skanowania, gdyby pominięto skanowanie początkowych punktów orientacyjnych.

W przypadku obszarów takich jak wieże amortyzatorów w komorze silnika skanowanie rozpoczyna się od wnętrza samochodu i przebiega na zewnątrz, co gwarantuje dokładne uchwycenie wszystkich kluczowych elementów.

Dzięki markerom globalnym skany są automatycznie wyrównywane i można je bezpośrednio przekształcić w siatkę. Dane są następnie wyrównywane względem układu współrzędnych, oczyszczane i upraszczane do wykorzystania w programach CAD.

Dane 3D samochodu

3 Modelowanie i projektowanie

Po zaimportowaniu danych 3D samochodu do oprogramowania projektowego umieszcza się szablon klatki bezpieczeństwa i dostosowuje go tak, aby zapewnić optymalne dopasowanie. Spawane rury rozmieszcza się tak, aby zapewnić równowagę między wytrzymałością a przestrzenią dla kierowcy. Kluczowe punkty połączeń wzmacnia się niestandardowymi elementami, aby równomiernie rozłożyć obciążenia na podwoziu.

Modelowanie i projektowanie klatki bezpieczeństwa

4. Produkcja klatek bezpieczeństwa

Po zatwierdzeniu projektu elementy blaszane są przekazywane do cięcia laserowego, a model rurowy jest przetwarzany za pomocą oprogramowania Bend-Tech. Oprogramowanie to generuje instrukcje cięcia i gięcia, umożliwiając firmie DriftGarage produkcję rur, które idealnie pasują już za pierwszym razem, bez konieczności fizycznej kontroli dopasowania.

Klatka bezpieczeństwa

Zalety serii FreeScan Combo w tym zastosowaniu

• Zwiększona wydajność: Seria FreeScan Combo przyspiesza proces projektowania i produkcji, eliminując uciążliwe konfiguracje i umożliwiając szybsze pozyskiwanie danych.
• Niezawodna dokładność: zaawansowane technologie skanowania i śledzenie elementów zapewniają precyzyjne dopasowanie i wyrównanie skomplikowanych części.
• Oszczędność kosztów: skrócony czas konfiguracji i skanowania przekłada się na niższe koszty produkcji oraz mniejszą liczbę poprawek.

„Mój proces pracy stał się znacznie szybszy i precyzyjniejszy, a jakość moich danych skanowania jest tak wysoka, że mogę na nich ślepo polegać – nigdy mnie nie zawiodły. Teraz, gdy miałem okazję wypróbować Combo, mogłem przekonać się, jaka jest różnica między skanerami profesjonalnymi a metrologicznymi oraz o ile szybsze i lepsze mogą być wyniki przy użyciu narzędzi wyższej klasy.”

— Lajos Turi

Wnioski

Dzięki wdrożeniu technologii skanowania 3D firma Modception znacznie usprawniła proces projektowania i produkcji niestandardowych klatek bezpieczeństwa. Wydajność, dokładność i elastyczność serii FreeScan Combo usprawniły proces produkcji, skróciły czas przygotowania i zapewniły idealne dopasowanie. Dzięki temu firma DriftGarage mogła szybciej i bardziej ekonomicznie produkować wysokiej jakości klatki bezpieczeństwa z certyfikatem FIA, co ostatecznie przyczyniło się do poprawy zarówno bezpieczeństwa, jak i osiągów w sportach motorowych.

Czy chcesz włączyć skanowanie 3D do swojego procesu pracy? Skontaktuj się z naszymi inżynierami, aby uzyskać informacje i wskazówki, lub odwiedź naszą stronępoświęconą serii FreeScan Combo, aby dowiedzieć się więcej.