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Le champion 2010 de V8 Supercars fait confiance aux logiciels TopSolid pour le développement de ses voitures. Lorsque James Courtney a décroché le titre de champion 2010 de V8 Supercars après la dernière course à Sydney, Jim Beam Racing (autrefois connue sous le nom de Dick Johnson Racing ou DJR) est devenue l'équipe la plus titrée de l'histoire des courses de voitures de tourisme. L'équipe, qui dispose de trois voitures, a terminé, sur le fil, à la deuxième place du championnat 2010 par équipe.

Mais peu de personnes savent que l'outil choisi pour le développement de la Ford Falcon de James Courtney est la suite logicielle TopSolid de CFAO/ERP.


Un pont qui relie conception et fabrication

DJR a, dans un premier temps, adopté TopSolid dans son centre de fabrication du Queensland, en se basant sur l'excellente réputation de la solution dans le domaine de la FAO. Aujourd'hui, TopSolid est non seulement le module de CFAO 3D favori du service de conception industrielle, mais il est également utilisé comme outil de diagnostic visant à étudier le comportement des voitures sur la piste. TopSolid relie en toute transparence chaque étape du processus, de la conception à la fabrication.

L'opérateur Jorg Rechlin, le premier membre de l'équipe DJR à avoir été conquis par TopSolid, nous explique le choix de TopSolid :

« Il y a deux ans environ, l'équipe a investi dans un centre d'usinage horizontal 5 axes conçu par Haas pour l'optimisation de la culasse. Je découvrais ce domaine et nous devions repenser nos logiciels. Ceux que nous avions étaient limités et ne disposaient pas de capacités 5 axes. L'atelier est composé de quatre machines CNC Haas – un centre d'usinage horizontal 5 axes, un centre d'usinage vertical 4 axes, un tour 2 axes et un tour 2 axes avec capacités d'outillage en temps réel.

Nous ne souhaitions pas avoir des programmes distincts pour les fichiers 3D, pour l'usinage complexe et pour l'usinage de base. Nous nous serions retrouvés avec trois types de logiciels. Nous avions entendu parler des fortes capacités de TopSolid en matière de FAO. Lorsque nous avons vu que TopSolid proposait une offre CAO/FAO groupée, nous avons décidé de l'adopter. Je voulais une solution tout-en-un ».

Le contrôle des collisions grâce à la simulation TopSolid

« Autre point : j'avais entendu parler de collisions sur les machines Haas pendant des usinages complexes. Je voulais éviter ça à tout prix. TopSolid dispose de modèles de machine pour la simulation et je savais que cela garantirait des opérations d'usinage sans incident. C'était vraiment primordial pour moi ».

Les logiciels TopSolid permettent de concevoir et fabriquer les composants de la tubulure d'admission et de l'allumeur, des outils d'optimisation et d'allègement des culasses, les carters d'huile usinés, l'ensemble complet de pompe à eau, les composants de la suspension, les écrous des roues, les moules des chambres de balayage et les supports de l'alternateur, la pompe à huile et la servodirection. Une large palette de matériaux a déjà été utilisée, des aciers à haute résistance à la traction comme le chrome-molybdène à l'aluminium et le plastique des séries 6000 et 7000.

Selon Jorg, tout est effectué en interne, y compris les gabarits et montages pour les pièces complexes. Il ajoute que la souplesse de TopSolid le distingue de ses concurrents.

« TopSolid a pu nous apporter tout ce que nous souhaitions, du simple forage et du taraudage à l'optimisation complexe des culasses sur 5 axes et au fraisage 3D. La solution CFAO, de par sa polyvalence, permet de modifier et d'éditer facilement les fichiers importés et de créer des gabarits dans le fichier FAO sans avoir à revenir à l'étape de conception, puis à importer pour appliquer les trajectoires de l'outil. Nous disposons également de la souplesse nécessaire pour modifier le gabarit instantanément, avant de régénérer les trajectoires de l'outil d'un simple clic ».

DJR dispose de peu de temps entre deux courses pour le développement des voitures, et l'atelier d'usinage, constamment sous pression, doit pouvoir travailler en service réduit pour répondre aux délais serrés.

« Parfois, nous usinons des composants alors que le projet complet n'est pas encore entièrement conçu. Grâce à la solution FAO de TopSolid, les mises à jour du fichier CAO natif sont facilement transposées dans le fichier FAO, afin de créer un autre programme de G-code ».

« Je suis rassuré en sachant que le G-code va se comporter exactement comme prévu. La vitesse de la machine n'a pas grand intérêt si vous devez faire la coupe deux fois. Notre principe : "Bien faire, du premier coup". Vous ne pouvez pas construire des pièces avec un CNC qui ne fonctionne pas. Je peux optimiser les culasses en toute confiance sans m'inquiéter d'une panne ou de la perte de moulages coûteux ».

L'équipe gagne également du temps en n'ayant pas à attendre aussi longtemps que le G-code arrive.

« La durée d'inactivité des machines est plus courte : pour une nouvelle optimisation, il suffit de remplacer le modèle 3D par le nouveau modèle modifié. Et voilà ! J'obtiens une meilleure productivité du tour CNC avec les capacités d'outillage en temps réel car TopSolid a supprimé une tâche fastidieuse : créer différentes trajectoires d'outil, sans parler du risque de fautes de frappe et de code incorrect lorsque vous êtes pressé ».

Jorg ajoute : « La fonctionnalité FAO n'est pas pour tout le monde. Certains préfèrent utiliser un logiciel simple, qui convient parfaitement si vous réalisez uniquement des tâches élémentaires avec des équipements de base. Mais, si vous voulez plus de contrôle et une plus grande satisfaction dans votre travail, voici la solution. Ce logiciel vous permettra de tirer parti au maximum de votre machine ».

Mark Woolfrey, ingénieur-concepteur chez DJR, a commencé à tester TopSolid en voyant les avantages apportés à l'atelier d'usinage. Il ne voulait pas avoir à convertir des fichiers pour la FAO. Depuis, il modélise la majeure partie des milliers de pièces de la Falcon et explique que TopSolid l'a aidé dans des domaines aussi variés que les économies de carburant et la durée des arrêts au stand.

« Avec l'éthanol, notre nouvelle préoccupation est l'économie. Nous avons ainsi dû repenser les formes des pavillons des orifices d'admission. Il s'agit d'une ingénierie ultracomplexe. TopSolid est très performant dans la conception de formes complexes. Une grande partie des pièces que nous réalisons pour la voiture sont invisibles mais elles sont toutes vitales. Il suffit qu'une petite pièce tombe en panne et vous êtes hors-course. Quelle que soit la complexité de la pièce, je sais que nous n'aurons pas de problème de fabrication ».

Mark ajoute : « Nous cherchons constamment à aller plus vite et à revenir sur la piste le plus rapidement possible. Nous avons revu la conception des piles à combustible et l'emplacement du bouchon de remplissage du réservoir pour réduire la durée du ravitaillement. Il suffit d'une seconde dans un arrêt au stand pour faire la différence entre terminer premier et second. Dans ce type de course, une seconde peut tout changer ».

Capacités d'analyse par éléments finis et de cinématique de TopSolid

Mark a fait franchir à TopSolid un nouveau palier en utilisant les fichiers CAO 3D pour le diagnostic des véhicules. Il peut maintenant observer le comportement de la voiture et de ses composants sur n'importe quelle piste en Australie.

« J'utilise les fonctions d'analyse des éléments finis et de cinématique pour étudier la géométrie du châssis et pour développer les suspensions. Grâce aux informations de l'enregistreur de données de la voiture, je peux rejouer des scénarios de nos voitures sur différentes pistes et dans diverses conditions de course. Je peux voir dans mon fichier CAO les changements de carrossage, d'arceaux de sécurité et de centre de roulis. Si la voiture ne nous apporte pas les résultats souhaités, nous pouvons geler les données et voir quelles pièces influencent son comportement. Nous voyons concrètement ce qui se passe à n'importe quel stade d'une course ».

« TopSolid me permet de concevoir une suspension et d'être assuré que, même à la course maximale des pistons, il n'y aura pas de choc ».

Mark a commencé par se former sur le tas avant de s'inscrire à des formations organisées par CIM Solutions ; il a ainsi découvert de nombreuses fonctionnalités du module logiciel. Il dit que plus il « joue » avec le logiciel, plus il apprend. Et il le trouve également convivial.

« L'interface de TopSolid 7 est totalement différente de celle de la version 6. Toutes les icônes sont visibles et facilement accessibles dans des listes déroulantes. ».

Jorg apprécie beaucoup le distributeur de TopSolid en Australasie, CIM Solutions.

« L'assistance qu'ils nous apportent est excellente. C'est une autre raison pour laquelle j'ai choisi ce logiciel ».

« Lorsque l'on travaille en tant qu'opérateur chez DJR, on est totalement impliqué dans le respect des délais non négociables de chaque course – par tous les temps – et, grâce à TopSolid, nous atteignons cet objectif ».

Steve Thomas, de CIM Solutions, déclare que même si TopSolid n'a pas la proéminence d'autres solutions CFAO – étant présent en Australie depuis moins de dix ans – il a fait ses preuves encore et encore comme un produit de niveau mondial.

« TopSolid est aujourd'hui au sommet du sport automobile en Australie et commence à marquer de son empreinte les secteurs de l'ingénierie, de la fabrication, de l'exploitation minière, de l'énergie, etc. Même s'il lui reste encore du chemin à parcourir, sa supériorité est indéniable ».