Применение и преимущества 3D-сканирования при проектировании каркасов безопасности

На фоне роста спроса и ужесточения стандартов производитель каркасов безопасности DriftGarage, сертифицированный FIA с 2017 года, заключил партнерство с Modception для оптимизации производства. Использование сканеров серии FreeScan Combo и CAD-проектирования позволило повысить точность, сократить трудозатраты и создать каркасы безопасности высочайшего качества.

Что такое каркас безопасности?

Каркас безопасности — это важнейший элемент безопасности в автоспорте, предназначенный для защиты пилотов и улучшения характеристик гоночных автомобилей. Эта каркасная конструкция обычно включает в себя основную или боковую дугу безопасности, переднюю дугу безопасности, задние опоры и соединительные компоненты. Помимо усиления кузова автомобиля для придания ему дополнительной жесткости, каркас безопасности играет ключевую роль в защите пилотов в случае столкновения, поглощая силу удара и сводя к минимуму травмы. Кроме того, он обеспечивает устойчивость на высоких скоростях, снижая риск опрокидывания и повышая уровень безопасности в гоночных условиях.

Традиционный способ изготовления каркаса безопасности

Традиционный процесс изготовления каркасов безопасности выполняется вручную, начиная с этапов измерений и проектирования. Ключевые размеры кузова автомобиля измеряются с помощью базовых инструментов, таких как рулетки и штангенциркули, после чего в программном обеспечении CAD создаются предварительные проекты. На следующих этапах предусмотрены выбор легких и прочных стальных или алюминиевых труб и их ручная резка на секции заданной длины с помощью отрезных станков или пил. Затем трубы вручную изгибаются с учетом конструкции салона, привариваются к кузову и регулируются для надежной фиксации. Наконец, специалисты проводят проверку каркаса на соответствие стандартам безопасности.

Однако ручной процесс часто требует многократных корректировок и не отличается удобством. Помимо временных затрат и трудоемкости традиционные методы имеют и другие заметные недостатки:

• Проблемы с точностью: ручное измерение и гибка могут привести к ошибкам, особенно при изготовлении сложных конструкций, что ставит под угрозу безопасность и точность подгонки.
• Высокая зависимость от опытных специалистов: для выполнения процесса требуются опытные технические специалисты, что приводит к нестабильному уровню качества.

Применение 3D-сканирования в изготовлении каркасов безопасности

Лайош Тури, основатель Modception и опытный эксперт в области разработки индивидуальных решений для автоспорта, использовал сканеры серии FreeScan Combo для изготовления каркасов безопасности. Использование технологии 3D-сканирования позволило улучшить точность процесса, сократить объем ручных корректировок, повысить общую эффективность и обеспечить соответствие каркасов безопасности строгим отраслевым стандартам.

Полное описание рабочего процесса приведено ниже.

1. Подготовка

С автомобиля снимаются сиденья и элементы отделки салона, чтобы получить доступ к металлическому каркасу. При необходимости разбираются смежные детали подвески. При использовании лазерных сканеров, таких как FreeScan Combo, обычно не требуется нанесение спрея на поверхность, так как сканер может получать данные непосредственно с большинства поверхностей. Для точного совмещения на внутреннюю часть автомобиля наносятся маркеры. 

Демонтируйте элементы салона, чтобы получить доступ к металлическому каркасу.

2. Сканирование и обработка

Лайош рекомендует поочередно сканировать отдельные секции автомобиля, так как этот метод имеет несколько преимуществ:

• Он снижает нагрузку на компьютерные мощности, повышая плавность сканирования.

• Он помогает избежать ошибок в отслеживании, которые могут привести к общему сбою сканирования при пропуске первоначальной метки.

Сканирование таких элементов, как стойки амортизаторов в моторном отсеке, начинается изнутри автомобиля с последующим переходом на наружную сторону, что обеспечивает точную фиксацию всех ключевых деталей.

С помощью глобальных маркеров сканы совмещаются автоматически с возможностью непосредственного объединения в сетку. Затем происходит совмещение данных по системе координат с последующей очисткой и упрощением для использования в CAD.

3D-данные автомобиля

3. Моделирование и проектирование

После импорта 3D-данных автомобиля в программное обеспечение для проектирования на них накладывается шаблон каркаса безопасности, который затем корректируется для оптимальной подгонки. Сварные трубы располагаются таким образом, чтобы обеспечить прочность конструкции и при этом оставить достаточно пространства для пилота. В ключевых соединительных точках предусматривается усиление с помощью специальных деталей для равномерного распределения нагрузок по шасси.

Моделирование и проектирование каркаса безопасности

4. Изготовление каркаса безопасности

После утверждения проекта детали из листового металла экспортируются для лазерной резки, а модель трубы обрабатывается с помощью программного обеспечения Bend-Tech. Это программное обеспечение генерирует инструкции по резке и гибке, которые позволяют DriftGarage с первой попытки изготавливать трубы с идеальной подгонкой без необходимости в физических проверках.

Каркас безопасности

Преимущества серии FreeScan Combo в рассматриваемой сфере применения

• Повышение эффективности: применение сканеров серии FreeScan Combo ускоряет процессы проектирования и изготовления, устраняя необходимость в трудоемких настройках и обеспечивая более оперативный сбор данных.
• Надежность и точность: передовые технологии сканирования и отслеживания объектов обеспечивают точную подгонку и совмещение для сложных деталей.
• Экономическая эффективность: сокращение сроков настройки и сканирования приводит к снижению производственных затрат и уменьшению количества доработок.

«Мой рабочий процесс стал значительно быстрее и точнее, а качество данных сканирования стало настолько высоким, что я использую их без перепроверки и ни разу не столкнулся с проблемами. Теперь, когда у меня появилась возможность попробовать Combo, я ощутил разницу между профессиональными сканерами и сканерами метрологического класса и убедился в том, насколько быстрее и лучше можно работать с инструментами более высокого класса».

-- Лайош Тури

Заключение

Благодаря внедрению технологии 3D-сканирования Modception значительно усовершенствовала процессы проектирования и изготовления каркасов безопасности по индивидуальному заказу. Эффективность, точность и гибкость сканеров серии FreeScan Combo позволили оптимизировать рабочий процесс, сократить сроки настройки и обеспечить идеальную подгонку. Это дало DriftGarage возможность наладить процесс быстрого и экономичного изготовления высококачественных, сертифицированных FIA каркасов безопасности, в конечном итоге повышая как безопасность пилотов, так и эффективность гоночных автомобилей.

Хотите внедрить 3D-сканирование в свой рабочий процесс? Свяжитесь с нашими инженерами для получения информации и рекомендаций или узнайте больше на странице сканеров серии FreeScan Combo.