Purdue University FSAE

Purdue University Formula SAE-team hittar sätt att vinna

Varje år designar och bygger Purdues FSAE-team en prototyp till en formelbil som ska tävla mot andra bilar som byggts av collegeteam runt om i världen. Det enda CAD/CAM-program som de litar på för att få jobbet gjort är Mastercam.

Snabba fakta

• Använd produkt: Fräs, Lathe, Dynamic Motion
• Industriell verksamhet: Utbildning

Projektdetaljer

• Utmaningen: Design och prototyptillverkning av en liten racerbil med öppet hjul och öppen cockpit som måste utmärka sig genom acceleration, manövrerbarhet och uthållighet samtidigt som den är säker och hållbar.
• Lösningen: Gratis Mastercam för Formula SAE-team.
• Fördelar:
  • Funktionerna Verifiera och Backplot visar möjliga bearbetningsfel innan de uppstår.
  • Verify möjliggör anpassning av detaljer med specifika toleranser, modellering av den färdiga detaljen och jämförelser mellan förhandsgranskningen och den externa STL-modellen.
  • Konturverktygsbanor använder sofistikerade beräkningar för att avlägsna material i höga hastigheter.
  • Dynamiska OptiRough-verktygsbanor avlägsnar snabbt material utan att ge avkall på precision eller säkerhet.

SAE International (tidigare Society of Automotive Engineers) har utmanat högskolestudenter att designa och bygga små racerbilar sedan den första Formula SAE-tävlingen 1981. Tävlingen har vuxit under de nästan 40 år som den har funnits och bara i Nordamerika arrangeras tre Formula SAE-tävlingar per år – i Michigan, Kalifornien och Ontario i Kanada – och det finns över 20 tävlingar internationellt.

Även om designrestriktionerna för prototyperna med öppet hjul och öppen cockpit är relativt milda är det övergripande målet strikt: att skapa en högpresterande racerbil som är tillräckligt hållbar för att klara alla tävlingsmoment och som kan marknadsföras på ett lönsamt sätt och enkelt reproduceras. Vid tävlingen genomgår bilarna olika tester: acceleration över 75 meter, åttor med 25 fots cirkelradie, bromsning och manövrering runt koner samt ett 13,66 mil långt heat för att testa uthållighet och bränsleekonomi.

Purdue Universitys Formula SAE-team har deltagit i dessa tävlingar nästan sedan programmet startade. Som alla collegelag består det helt och hållet av studenter och förlitar sig enbart på sina medlemmars förmågor, snarare än att vara beroende av vuxna. ”Vi kommer i princip att tillverka hela bilen”, säger Adam Dewey, Drivetrain Team Leader. ”Det finns några få saker som vi inte tillverkar, som motorn, stötdämparna och däcken. I övrigt gör vi i princip allting internt.” Varje underteam, som Drivetrain Team, har sin egen studentledare.

För att hålla sig konkurrenskraftiga bland andra internationella team med några av världens smartaste unga ingenjörer måste Purdues team vara säkra på precisionen och hållbarheten hos alla bilens delar. Teamet använder Mastercam för att tillverka nästan alla maskinbearbetade komponenter och modeller som deras bil kräver.

”Jag tror att den funktion som vi tycker är mest användbar är simuleringen”, säger Dewey, ”Vi kan modellera verktygsbanorna för att se om det kommer att uppstå några oväntade fel på grund av att verktyget kanske inte är tillräckligt långt eller kör in i verktygshållaren. Det hjälper oss också att uppskatta tidsåtgången och ta reda på vad som är bästa sättet att förenkla verktygsbanan och kanske spara lite tid vid bearbetningen.” Studenterna kör Verify för att simulera bearbetningsprocessen och för att kontrollera eventuella kollisioner. Eventuella problem som de upptäcker kan åtgärdas snabbt och enkelt i programvaran.

Alex Roberts, Suspension Team Leader, höll med om att simuleringsmöjligheterna var avgörande för bearbetningen av vissa delar: ”Drivlinan och fjädringskomponenterna var en knepig geometri. Stolparna kopplar ihop många olika punkter i fjädringen och de måste vara perfekta så att vi kan fästa så många av de andra komponenterna på racerbilen som möjligt.”

När studenterna har frågor kan de ringa till sin lokala Mastercam-återförsäljare ShopWare för att få en erfaren programmerare att felsöka deras problem.

Även om varje teammedlem vill att Purdues bil ska vinna Formula SAE Michigan, vet alla att de har nytta av upplevelsen oavsett om de tar hem en pokal eller inte. Efter examen har studenterna i teamet inga problem att hitta en karriär inom tillverkningsindustrin eller att bli antagna till prestigefyllda forskarutbildningar runt om i världen.

Chefstekniker Adam Christopherson sa: ”Jag skulle fortfarande hävda att FSAE är det bästa programmet på grund av den erfarenhet man får av att arbeta med andra studenter. Det handlar om ledarskap och samarbete, och det finns definitivt en hel del icke-tekniska saker som är avgörande för att lyckas med det man vill göra i framtiden. Man lär sig att gå längre än vad som är standard i klassrummet.”

Offert från kund

”Jag tror att den funktion som vi tycker är mest användbar är simuleringen. Vi kan modellera verktygsbanorna för att se om det kommer att uppstå några oväntade fel på grund av att verktyget kanske inte är tillräckligt långt eller kör in i verktygshållaren. Det hjälper oss också att uppskatta tidsåtgången och räkna ut vad som är bästa sättet att förenkla verktygsbanan och kanske spara lite tid vid bearbetningen.”

– Adam Dewey, teamledare för drivlinan, Purdue University Formula SAE-team