UMATEX Росатом использует 3D-сканер RangeVision для создания спортивного обвеса мотоцикла команды Kawasaki Puccetti Racing

Задача: создание спортивного обтекателя мотоцикла Kawasaki с улучшенными аэродинамическими характеристиками для участия в гонках
Решение: RangeVision Spectrum, ScanCenter NG
Резюме: Гоночный байк оцифровали профессиональным 3D-сканером RangeVision Spectrum. Точную 3D-модель обтекателя, полученную в результате сканирования, подвергли аэродинамическому моделированию. В результате был разработан и произведен композитный обтекатель с повышенными аэродинамическими характеристиками. Команда Kawasaki Puccetti Racing использовала гоночный мотоцикл с композитным обвесом на этапе Pirelli Italian Round Чемпионата мира по супербайку World SBK весной 2019 года и одержала на нем блистательную победу.

Мощный двигатель далеко не всегда приводит к успеху в гонках. Бывает, в гонке побеждает менее мощный мотоцикл, но с наилучшей аэродинамикой. Именно поэтому, для участия в крупных соревнованиях, команды готовят своих железных коней основательно. Не стала исключением и команда Kawasaki Puccetti Racing, планировавшая улучшить свои показатели на очередном этапе Чемпионата мира по супербайку WorldSBK, который прошел в Италии в мае 2019 года.

Для проведения апгрейда своего спортбайка команда Kawasaki Puccetti Racing остановилась на исполнителе в лице компании UMATEX Росатом, которая является производителем углеродного волокна и продуктов на его основе. Перед специалистами компании стояла задача создания спортивного обтекателя мотоцикла с улучшенными аэродинамическими характеристиками, малым весом и высокой прочностью. В качестве материала для нового обтекателя был выбран карбон на основе углеродного волокна производства UMATEX Росатом. Высочайшая прочность, жесткость, низкий вес углепластика и исключительная аэродинамика деталей дает возможность разгоняться до скоростей свыше 300 км в час, а также позволяет более эффективно использовать торможение при прохождении поворотов. Все это дает гонщику дополнительные преимущества на трассе и повышает его шансы на успех.

Первым этапом работы над новым обвесом стало проведение 3D-сканирования мотоцикла. Целью сканирования было получение высококачественной 3D-модели для последующей обработки и моделирования детали. Для этой задачи специалисты UMATEX Росатом выбрали оптический 3D-сканер RangeVision Spectrum, который позволяет оцифровать объекты с 3D-разрешением до 0,06 мм и точностью до 0,04 мм. Этого более чем достаточно для решения поставленной задачи. Spectrum обладает великолепными возможностями создания высокоточных объектов с качественным захватом текстуры. 3D-сканер также отличается малым весом и компактностью, что обеспечивает легкую транспортировку и быстрое приведение сканера в готовность. Дмитрий Суворов, специалист компании UMATEX Росатом, участвующий в данном проекте, пояснил, почему они остановили выбор на этом сканере: «Качество и точность моделей, создаваемых сканером Spectrum, действительно впечатляет. В то же время 3D-сканер легкий, компактный и удобный для перевозки. Нам это тоже было важно, так как для проведения работ мы выезжали из России в Италию». Сканер Spectrum был предоставлен для данного проекта компанией-производителем RangeVision.

Процесс 3D-сканирования был разделен на несколько этапов:

• наклеивание маркеров и напыление спрея,
• сканирование мотоцикла с обвесом,
• сканирование мотоцикла со снятым обвесом.

Спортивный обтекатель должен соответствовать внешнему виду серийной детали, поэтому в первую очередь необходимо было получить общую геометрию объекта. Для этого мотоцикл был отсканирован в полной комплектации. Чтобы получить максимальные данные для дальнейшего внесения правок в модель обтекателя, мотоцикл был отсканирован повторно, но уже со снятым обвесом. Это позволило получить информацию о местах креплений и стыков детали с другими частями мотоцикла.

Мотоцикл является достаточно крупным объектом для оцифровки, его габариты составляют около двух метров в длину. Поэтому в этой ситуации 3D-сканирование проводилось с использованием маркеров и напыления поверхности специальным спреем. Это позволяет получать более качественные модели и экономить время.

Следующим этапом стало 3D-моделирование и доработка объекта до нужных характеристик. Перед специалистами стояла задача создания объекта с лучшей аэродинамикой, но в то же время максимально облегченного и обладающего нужными показателями прочности. Специалисты компании UMATEX Росатом занялись проработкой новой геометрии обтекателя, чтобы мотоцикл был способен развивать более высокие скорости, чем прежде. Для просчета аэродинамических характеристик детали в процессе проектирования применялись особые алгоритмы аэродинамического моделирования. 

После того, как итоговая 3D-модель нового обвеса была готова, ее разделили на отдельные элементы, чтобы облегчить производственный процесс и дальнейший монтаж.

Как только подготовительные работы были окончены, предстояло воплотить новую деталь в реальность. Для этого специалисты UMATEX Росатом обратилась в компанию PICASO 3D, которая обладает обширным опытом в области аддитивных технологий и производит высококлассные 3D-принтеры под своим брендом. Компания PICASO 3D осуществила 3D-печать оснастки из угленаполненного материала FORMAX.

После этого слои карбона были уложены в готовые формы оснастки и отправлены на тепловую обработку. Для пропитки деталей армирующим материалом использовался метод вакуумной инфузии, который позволяет повысить качество материала и достигнуть большей плотности укладки слоев карбона.

После сборки всех частей специалисты получили новый карбоновый обвес с улучшенными характеристиками. Осталось смонтировать обтекатель на спортбайк и проверить его в деле. 

Во время монтажа выяснилось, что деталь подошла идеально и по геометрии кузова, и по местам креплений, что доказывает важность использования 3D-сканера в подобных проектах.

Новый карбоновый обтекатель был установлен на мотоцикл пилота команды Kawasaki Puccetti Racing накануне очередного этапа Чемпионата мира по супербайку World SBK, который проходил в Италии. Гонщик команды пришел к финишу с лучшим временем в двух заездах из двух, что стало его первой крупной победой на соревнованиях такого уровня!

После установки композитного обвеса выяснилось, что скоростные показатели мотоцикла увеличились на 3-4 км в час. Гонщик в свою очередь отметил, что на прямых отрезках он действительно стал показывать лучшие скорости. Таким образом, исходя из достигнутых целей заказчика, можно говорить об эффективности подхода к созданию деталей, включающего в себя 3D-сканирование, аэродинамическое 3D-моделирование и применение аддитивных технологий.