Dalam hal ini, kami akan membicarakan salah satu proyek perusahaan Laduga.
Laduga adalah perusahaan teknik otomotif Rusia yang mengembangkan komponen dan sistem elektronik dan mekanik untuk kendaraan. Dia bekerja dengan perusahaan mobil dalam dan luar negeri - Daimler, General Motors, Audi, Opel, AVTOVAZ, KAMAZ, ROSTELMASH, UAZ, dan sejumlah lainnya.
Tentu saja, CATIA bukan satu-satunya paket perangkat lunak yang digunakan oleh perusahaan. Para insinyurnya bekerja dengan paket CAD (NX), paket CAE (PRADIS, LS-Dyna, Ansa, Ansys, Ansys CFX, Fluent, Ansa, Salome, Code-Aster, OpenFoam). Namun, CATIA memainkan peran kunci dalam proyek desain, desain aktual, dan pengoptimalan sesuai dengan standar dan persyaratan kendaraan.
Misalnya, bagaimana mendesain detail interior mobil penumpang, permukaan luarnya - spatbor, bumper, yaitu eksterior mobil? Anda tidak dapat melakukannya tanpa CAD yang serius. Suku cadang mesin atau elemen transmisi juga rumit.
Tugas yang sulit
Dalam proyek yang dijelaskan, insinyur desain dihadapkan pada tugas mengembangkan modul asupan untuk mesin mobil penumpang. Sehubungan dengan peluncuran lini baru mobil penumpang oleh pembuat mobil, diputuskan untuk memasang mesin baru pada mereka. Seperti yang sering terjadi, model mesin baru dikembangkan dengan memodernisasi yang lama: beberapa komponen diganti dan ditambahkan.
Secara khusus, karena mesin baru harus memiliki tenaga yang lebih besar dan kapasitas yang lebih besar, maka diperlukan modifikasi modul masukan.
Toolkit desainer
Perangkat lunak CATIA V5 memungkinkan Anda mengembangkan model produk tiga dimensi, gambar asosiatif suku cadang dan unit perakitan, mendukung kerja dengan rakitan besar, tautan asosiatif antara model 3D dan proyeksi dalam gambar, termasuk alat untuk pemodelan permukaan dan bekerja dengan tata letak digital (DMU).
“Perangkat lunak CATIA V5 yang kami gunakan memungkinkan kami membuat bagian dari bentuk yang kompleks, mendukung parameterisasi, mengedit geometri produk dengan cukup mudah, misalnya, untuk mengubah parameter geometris utama. Teknisi kami sudah memiliki pengalaman dengan produk perangkat lunak ini di industri otomotif. Dan ini sangat menentukan pilihannya ", - kata Valery Ovchinnikov, Direktur Jenderal Laduga LLC.
Pembagian kerja
Proyek intake manifold (modul intake) untuk mesin mobil penumpang merupakan salah satu yang terbesar dan terpanjang di perusahaan. Ini dilaksanakan dari Juli 2013 hingga September 2015. Desain dan persiapan dokumentasi desain dilakukan oleh spesialis perusahaan Laduga, dan mitra industrinya terlibat langsung dalam pembuatan produk dan pengiriman ke konveyor. Para desainer dan tim kalkulasi Laduga mengerjakan proyek tersebut.
Ada banyak persyaratan untuk desain produk. Modul harus dipasang dengan cepat dan mudah di konveyor, Anda memerlukan akses mudah ke busi dan kemampuan untuk mengukur level oli dengan mudah. Untuk menilai pemenuhan persyaratan ini, analisis kinematik model digunakan. Desain produk yang sebenarnya dilakukan dalam paket CATIA V5. Selain itu juga menyiapkan dokumentasi desain.
Banyak proyek serupa dari perusahaan Ladugadijalankan di CATIA V5. Mereka bertahan dari satu bulan atau lebih, tergantung pada tahap proyek mobil. Proyek lain, seperti yang terkait dengan elektronik, dapat dilakukan dengan menggunakan paket perangkat lunak lain berdasarkan kebutuhan pelanggan. Proses desainnya sendiri dilakukan bersama oleh desainer, teknolog, dan kalkulator. Penghitungan di Laduga dilakukan dalam paket CAE terpisah, termasuk yang dikembangkan oleh perusahaan itu sendiri.
Desainer tertentu bekerja dengan tugas pemodelan permukaan yang kompleks, sementara yang lain hanya menangani pemodelan perakitan, tata letak, atau produksi gambar - mereka memiliki tempat kerja yang lebih sederhana. Produk seperti CATIA membutuhkan insinyur yang sangat terampil, terutama saat menangani permukaan yang sulit. Oleh karena itu, perusahaan memiliki grup desainer terpisah yang menangani tugas-tugas tersebut.
Dari prototipe hingga produk
Tentu saja, modul intake utamanya tentang aerodinamika. Tugasnya adalah mengisi silinder mesin dengan udara sebanyak mungkin. Dalam dua bulan, para desainer dan insinyur menjalani banyak solusi.
Kami mempertimbangkan opsi untuk kaleng modul dengan tambahan melalui sumur untuk mengontrol aliran udara, rusuk internal, dan berbagai bentuk saluran (runner). Semua ini dihitung untuk memverifikasi persyaratan aerodinamika dan akustik. Kriteria utama aerodinamika adalah pengisian maksimum silinder dan distribusi udara yang seragam di atas silinder. Dan penilaian tingkat kebisingan sangat penting, karena rumah plastik modul lebih lembut dibandingkan dengan modul aluminium tradisional.
Berdasarkan hasil perancangan, dibuatlah produk prototipe. Modul intake bekerja di kompartemen mesin dalam kondisi sulit. Sayangnya, pencetakan 3D standar pada tahun 2013 menghasilkan komponen yang terlalu rapuh yang tidak dapat menahan suhu tinggi atau beban berat. Oleh karena itu, teknologi pembuatan prototipe utama di sini adalah pengecoran dalam cetakan silikon.
Produk serial - terbuat dari poliamida berisi kaca. Ini adalah bahan yang sangat kuat yang memenuhi persyaratan kebisingan dan getaran. Ini dapat beroperasi dalam kondisi yang keras dengan tingkat getaran tinggi dan suhu lebih dari 120 derajat Celcius - kondisi pengoperasian yang sama di bagian atas mesin di bawah kap.
Secara umum, proses pembuatan prototipe diatur sebagai berikut. Prototipe pertama biasanya berfungsi: persyaratan fungsional, aerodinamika dan kebisingan yang sama diperiksa di atasnya. Pada saat yang sama, parameter ketebalan bodi tidak perlu dipertahankan, materialnya mungkin berbeda, yang utama adalah bagian tersebut tahan uji ini.
Setelah uji fungsional, prototipe berikutnya diproduksi, yang sudah mendekati versi final. Itu harus dibuat dari bahan dasar untuk memastikan bahwa produk memenuhi semua persyaratan teknologi dan fungsional target.
Semua ini adalah uji bangku mesin. Dan sekarang saatnya menguji desain kita pada mobil. Dan bukan hanya satu! Penguji diminta untuk menyediakan 20-30 salinan prototipe.
Pencetakan 3D dalam hal ini tidak selalu layak secara ekonomi, dan pengecoran dalam cetakan silikon kembali berperan. Inti dari teknologi ini adalah sebagai berikut: menggunakan pencetakan 3D, kami mendapatkan model utama, yang berdasarkan cetakan silikon itu kami dapatkan. Formulir ini akan tahan produksi sekitar 30 eksemplar (untuk bagian yang lebih sederhana, lebih mungkin).
Dan kemudian mobil dengan prototipe modul akan menyebar ke semua penjuru pasar penjualan di masa depan. Dataran, pegunungan dengan atmosfer yang jernih, gurun kering yang panas, kelembapan tinggi, musim dingin dan musim panas - dalam kondisi inilah para penguji, bersama dengan insinyur elektronik, mengkalibrasi mesin untuk sistem intake baru.
Setelah pengujian berhasil, tahapan berikut berjalan: produksi perkakas serial, pemeriksaan akhir produk yang diproduksi di atasnya, mendapatkan persetujuan dari pemasok untuk pembuatan dan pengiriman suku cadang ini ke konveyor, dan, sebagai hasilnya, dimulainya produksi serial suku cadang.
Dalam waktu singkat
Dan bagaimana dengan waktunya?
“Kami punya waktu dua bulan untuk memastikan konsep yang diadopsi. Jika selama ini kami tidak menerima pemenuhan kebutuhan target, maka semua tonggak proyek otomotif akan bergeser. Situasinya kritis, karena biasanya mustahil untuk melaksanakan proyek semacam itu dalam dua bulan, ”kata Valery Ovchinnikov. "Itu perlu untuk membuat prototipe dan menunjukkan bahwa spesifikasi yang ditentukan dapat dicapai."
Pekerjaan dimulai pada bulan Juni, dan pada bulan September perusahaan harus menyerahkan prototipe untuk pengujian. Pada dasarnya, para insinyur terlibat dalam pengoptimalan yang disebut "bank" dari modul asupan. Selama satu setengah atau dua bulan mereka tidak berhasil, tetapi kemudian mereka berhasil menemukan solusi asli yang menunjukkan hasil terbaik.
Pemodelan 3D dan persiapan dokumentasi
Dengan bantuan pemodelan 3D, para desainer menganalisis arah aliran udara, keseragaman pengisian silinder dan, jika perlu, segera mengubah bentuk "kaleng" dari modul masukan. Ternyata tidak hanya mungkin untuk memenuhi persyaratan tugas teknis, tetapi juga untuk melampaui mereka. Modul asupan baru telah meningkatkan kinerja mesin, menghasilkan tenaga dan torsi yang lebih tinggi daripada sebelumnya. Ini bahkan meningkatkan efisiensi. Pada bulan September-Oktober, tes dimulai, yang mengkonfirmasi kesimpulan dari tes virtual, dan kemudian spesialis Laduga mulai merancang lambung kapal dari plastik.
« , — . , — . — , , , ».
Dokumentasi desain juga diserahkan kepada kontraktor dalam format CATIA. Perubahan desain dimungkinkan di seluruh proyek, bahkan setelah dimulainya produksi serial, dan menurut kontrak, perusahaan menyediakan teknik selama beberapa bulan setelah dimulainya penjualan. Terkadang secara detail dibutuhkan perbaikan, perubahan peralatan, dan ini adalah perubahan pada dokumentasi desain.
Tugas ini sangat disederhanakan oleh dukungan asosiatif di CATIA. Saat model 3D diperbarui, gambar secara otomatis diperbarui dengan revisi manual minimal.
Kegagalan untuk menguji dan memperbaiki bug
Di akhir penghitungan numerik, hasilnya selalu diverifikasi dengan tes. Pada prototipe modul intake yang diproduksi, pengujian dilakukan untuk pengoperasian mesin dalam mode yang berbeda.
« , : , — . — . : «» ».
Kekuatan bahan prototipe yang tidak mencukupi (ini bukan bahan utama pada tahap proyek ini) dan berbagai mode uji penelitian menyebabkan kerusakan struktur.
Diperlukan peningkatan kekuatan dan kekakuan modul intake. Untuk ini, perhitungan berulang kekuatan, akustik dan getaran dilakukan selama optimasi. Hasilnya adalah struktur multi-tepi yang kompleks. Berdasarkan hasil perhitungan kekuatan dan kekakuan, para insinyur memperoleh gambaran tentang distribusi tegangan, yang menjadi dasarnya mereka menambahkan tulang rusuk yang kaku ke struktur. Perhitungan diulangi berulang kali agar tidak menumpuk massa yang tidak perlu dan mencapai hasil yang diinginkan.
Setelah itu, prototipe akhir berhasil diuji. Dan kemudian produk "mulai bekerja". Desain modul intake yang diusulkan dimasukkan ke dalam produksi dan digunakan pada mobil hingga hari ini.
Rencana baru
Produsen mobil tersebut sekarang sedang membuat mesin generasi kedua, yang akan dilengkapi dengan modul intake baru. Perusahaan "Laduga" mendesain, produk baru ini juga menggunakan perangkat lunak CATIA .
Tanpa perangkat lunak ini, pekerjaan tidak mungkin dilakukan. Ini mendukung desain permukaan spline yang kompleks, dan fungsionalitas seperti itu tidak tersedia di produk tingkat rendah, ”kata Valery Ovchinnikov. - Namun terlepas dari kemampuan program, diperlukan kompetensi insinyur itu sendiri. Dia harus dapat menggunakan fungsionalitas kompleks seperti itu, bekerja dengan permukaan seperti itu, "menyetrika" mereka.
Kesulitan transisi
Sekarang salah satu tugas utama perusahaan adalah transisi ke CATIA versi 6. Ini akan terlibat dalam proyek baru. Transisi seperti itu adalah komplikasi tambahan dari pertukaran file, menguasai produk, mengintegrasikannya, dan akhirnya hanya belajar.
« , . — 6- PLM. , , . . CATIA , 3D- . ECAD . . — . ».
“Dengan diperkenalkannya CATIA V6, bersama dengan fakta bahwa kami menggunakan banyak perangkat lunak yang berbeda, masalah ekspor dan impor data muncul. Ini membutuhkan penggunaan plugin, konverter tambahan. Integrasi yang mulus gagal. Tapi, pada akhirnya, masalah ini juga akan terselesaikan, ”Valery Ovchinnikov yakin.
“Bahkan desainer terkemuka menggunakan fungsionalitas CATIA tidak lebih dari 20% karena fakta bahwa banyak fitur telah dikembangkan dalam beberapa tahun terakhir,” katanya. - Bagaimana cara menguasai fungsi ini atau itu, seberapa berguna bagi kami adalah pertanyaan metodologis, dan kami masih mempelajarinya. Itu diperlukan untuk mengembangkan metodologi desain menggunakan fungsionalitas baru. "
« Dassault Systemes – « ». , CATIA 3DExperience», — .