Passion, victoire, compétition, émotions fortes, évolution, expérience : voici six aspects pour lesquels les êtres humains (et en particulier les adeptes du volant) apprécient les voitures rapides.

« La course automobile est une expérience sensorielle. C'est une question de son, de vitesse, de couleur, de ressenti communiqué par les vibrations du moteur. Plus vous y passez de temps, plus vous ressentez cela, et cette sensation est amplifiée par le fait de regarder un pilote chevronné qui s'évertue à garder le contrôle. C'est comme un mélange entre de la gymnastique au niveau olympique et un combat de gladiateurs. » — Doug Boles, président de l'Indianapolis Motor Speedway.

Voyons les choses en face : les êtres humains aiment les voitures rapides. Elles provoquent une réaction de lutte ou de fuite et nous font nous sentir puissants. Il n'est donc pas surprenant que nous essayions d'inventer les moyens les plus rapides et les plus sûrs pour concevoir ces véhicules.

À l'impulsion d'un afflux d'activité et d'une vision nouvelle, Giaffone Racing devait se mettre en quête d'une technologie prometteuse pour bousculer ses marchés et éviter une stagnation afin de conserver son avance sur ses concurrents. Les ingénieurs ont dû remettre en cause les méthodes traditionnelles. Qui fabriquait le moteur le plus rapide, les pneus les plus lisses ? Fallait-il créer quelque chose de tout à fait différent ?

Sur la base de ces éléments, les ingénieurs de Giaffone se sont tournés vers SOLIDWORKS. Giaffone Racing avait commencé par déployer en 2006 le logiciel de conception SOLIDWORKS Professional, le logiciel d'analyse et de conception SOLIDWORKS Premium et le logiciel de gestion des données techniques SOLIDWORKS PDM Professional.

L'ingénieur Adriano Schommer explique que c'est en cherchant une nouvelle technologie répondant ses intentions que Giaffone Racing a découvert les fonctions d'études de topologie du logiciel SOLIDWORKS Simulation Professional. Grâce à l'optimisation de la topologie du logiciel, les ingénieurs en conception ont pu générer automatiquement une géométrie de composant optimisée pour équilibrer le ratio rigidité/poids, minimiser la masse ou minimiser le déplacement maximal.

En approfondissant leurs recherches, ils se sont aperçus que l'optimisation de la topologie pouvait réduire de façon considérable le temps de production et, en utilisant les autres solutions SOLIDWORKS, accélérer les processus de développement liés à la conception des nouveaux moteurs.

Par exemple, pendant la création du bras de suspension de stock-car, Adriano Schommer a réalisé une étude de topologie en partenariat avec la division Amérique latine de Dassault Systèmes pour minimiser la masse et affiner la forme optimisée afin d'obtenir une voiture plus légère de 60 %.

« Les outils d'optimisation de topologie du logiciel SOLIDWORKS Simulation Professional nous aident à créer des pièces plus légères, plus résistantes et plus rigides en moins de temps, sans itérations de conceptions par tâtonnement », explique Adriano Schommer. « Pour le bras de suspension, nous avons réalisé une étude de topologie en partenariat avec Jose Pereiras, responsable technico-commercial sénior au Chili. L'expérience de Jose a été essentielle pour obtenir rapidement des résultats. Nous avons d'abord optimisé le poids, mais nous nous sommes rendu compte que la conception n'était pas assez rigide. Alors nous avons travaillé sur le profil d'optimisation de la topologie pour modifier la conception et renforcer la robustesse et la rigidité. Grâce à l'optimisation de la topologie de SOLIDWORKS, nous avons pu réaliser la conception finale en une seule itération. »

PÉNÉTRATION DU MARCHÉ DES RALLYES AVEC UN AVANTAGE TECHNOLOGIQUE

Giaffone Racing a utilisé pour la première fois les fonctionnalités d'étude de topologie de SOLIDWORKS lors du développement de nouveaux composants pour les Stock Car Series au Brésil, en commençant par le bras de suspension, ou joint d'articulation, qui attache la roue, le disque de frein, le moyeu, l'étrier de frein et le bras de direction du véhicule. Le but est d'acquérir une certaine expérience avec ce nouvel outil de conception sur le circuit pour relever tous les défis dans l'environnement de la course automobile. Pour le moment, des études ont été menées pour un Buggy V8 engagé dans le rallye le plus difficile du Brésil, « Rally dos Sertões », où les pièces conçues devront tenir sur une course de plus de 3 600 km traversant quatre États brésiliens en 2019.

À l'aide d'une étude de topologie SOLIDWORKS, les ingénieurs en conception peuvent générer automatiquement une géométrie de composant optimisée pour remplir un objectif donné (comme l'équilibrage du ratio rigidité/poids, la minimisation de la masse ou du déplacement maximal) basé sur un espace de conception, des charges ou des contraintes géométriques spécifiques, incluant ceux imposés par le procédé de fabrication. « Au lieu d'effectuer d'innombrables itérations pour valider les performances de la conception et sa fabricabilité, nous avons utilisé les outils de topologie de SOLIDWORKS pour générer rapidement la forme optimisée du nouveau bras de suspension », déclare Denis Ramon Peixoto. « En plus de nous offrir un avantage technologique pour pénétrer un nouveau marché, les fonctionnalités d'optimisation de topologie de SOLIDWORKS nous ont permis de raccourcir de deux mois le cycle de développement. »

DES COMPOSANTS PLUS LÉGERS, PLUS RÉSISTANTS ET PLUS RIGIDES

Non seulement les études de topologie de SOLIDWORKS permettent à Giaffone Racing de gagner du temps, mais elles aident aussi les ingénieurs à atteindre rapidement leurs objectifs en matière d'ingénierie, en leur fournissant souvent de précieuses informations sur le comportement de leurs conceptions. Par exemple, pendant le développement du bras de suspension de stock-car, Adriano Schommer a réalisé une étude de topologie en partenariat avec la division Amérique latine de Dassault Systèmes pour minimiser la masse et affiner la forme optimisée, afin d'obtenir un produit plus léger de 60 % (1 kg au lieu de 3 kg). Bien que suffisamment robuste pour résister aux contraintes, cette pièce au poids optimisé n'était pas assez rigide, un problème qu'Adriano Schommer a facilement résolu en épaississant légèrement certaines parties.

« Les outils d'optimisation de topologie du logiciel SOLIDWORKS Simulation Professional nous aident à créer des pièces plus légères, plus résistantes et plus rigides en moins de temps, sans itérations de conceptions par tâtonnement », souligne Adriano Schommer. « Pour le bras de suspension, nous avons réalisé une étude de topologie en partenariat avec Jose Pereiras, responsable technico-commercial sénior au Chili. L'expérience de Jose a été capitale pour avancer en toute confiance et obtenir plus rapidement les résultats souhaités avec le processus. Nous avons d'abord optimisé le poids, puis remarqué que la conception n'était pas assez rigide. Nous avons alors travaillé avec le profil d'optimisation de topologie pour modifier la résistance et la rigidité de la conception. Avec l'optimisation de topologie de SOLIDWORKS, nous sommes parvenus à la conception finale en une seule itération. »

Le coordinateur d'ingénierie Denis Ramon Peixoto explique ensuite : « notre stratégie consiste à rester à la pointe de la technologie pour garantir notre succès ». Il précise que la solution d'optimisation de topologie a permis à Giaffone de créer « des gammes de produits hors route » et de continuer à « garder une longueur d'avance ».

SOLIDWORKS et Giaffone Racing ont accompli ensemble des exploits extraordinaires, par exemple une baisse de 70 % de la durée de développement. Non seulement les études de topologie de SOLIDWORKS ont fait gagner du temps à Giaffone Racing, mais ses ingénieurs sont également parvenus à comprendre plus rapidement et plus facilement les contraintes de la conception.

Grâce aux fonctions d'études de topologie de SOLIDWORKS Simulation Professional, Giaffone Racing conçoit de nouveaux composants pour les courses de stock-car au Brésil en commençant par le bras de suspension, en illustration, qui relie la roue, le disque de frein, le moyeu, l'étrier de frein et le levier de direction au véhicule. Une étude de topologie SOLIDWORKS a permis à Giaffone d'optimiser ce composant et de réduire son poids tout en conservant sa rigidité.

Si Giaffone a opté pour cette solution SOLIDWORKS, c'est parce qu'en combinant ces solutions de topologie au processus d'analyse et de conception existant de SOLIDWORKS, le fabricant de voitures de course brésilien a pu gagner en agilité et progresser rapidement. La possibilité de développer des pièces allégées de manière plus fiable a largement pesé dans la balance, de même que l'élimination des contraintes de taille pour les expéditions.

En mettant en œuvre les solutions SOLIDWORKS, la société est parvenue à :

• réduire le délai de fabrication ; raccourcir de près de deux mois le cycle de développement des bras de suspension ;
• gérer les contraintes pour les expéditions ; réduire de 60 % le poids des bras de suspension ;
• améliorer la qualité globale des produits ; réaccéder au marché avec des pièces plus légères, plus robustes et plus esthétiques ;
• minimiser les complications at augmenter la productivité. Les méthodes de fabrication conventionnelles associées à de nouvelles techniques ont permis d'offrir la flexibilité requise.

PRODUCTION DE PIÈCES PAR FABRICATION CLASSIQUE ET ADDITIVE

Grâce aux fonctionnalités d'optimisation de topologie de SOLIDWORKS, Giaffone Racing peut continuer d'utiliser des techniques de fabrication classiques pour de nombreuses conceptions et recourir aux méthodes de fabrication additive pour les pièces incompatibles avec les méthodes conventionnelles. Par exemple, le nouveau bras de suspension de stock-car brésilien sera imprimé en 3D en métal, certainement en titane, en partenariat avec AMS Brasil, leader de la fabrication additive au Brésil. La fabrication additive élimine de nombreuses limitations des opérations classiques d'usinage, de forgeage et de moulage, comme les pièces avec des contre-dépouilles et des parties creuses, ce qui permet de créer des pièces jusqu'ici impossibles à fabriquer.

« L'optimisation de topologie de SOLIDWORKS et la fabrication additive sont des nouvelles technologies qui nous permettront d'atteindre nos objectifs d'expansion du développement et de la fabrication des produits », déclare Adriano Schommer. « Nous tirons parti de la technologie d'optimisation de topologie de SOLIDWORKS pour créer des pièces plus légères, plus résistantes et plus esthétiques. »