Az Amber One projekt célja egy karbonkompozit utascellás, kerékagymotorral szerelt prototípusjármű megtervezése és a hozzá tartozó platform megépítése volt, elsősorban kutatási célból. A koncepció meghatározásánál fontos szerepet játszott a csekély tömeg, a nagy teljesítmény, a megfelelő járműdinamika, valamint a körülményekhez képest a biztonsági előírások betartása. A fejlesztés során a specifikáció meghatározásától az autó teszteléséig viszonylag nagy szabadságot kapott a csapat, ami magyarországi viszonylatban egyedülálló lehetőséget jelentett. A CAD-es tervezés PTC Creo 3.0-val történt.

A kulcs a hatékonyság – skeletonalapú rendszer

A projektre extrém kevés idő állt rendelkezésre (12 hónap), ezért fel kellett építeni egy teljes járművet leíró, teljesen paraméteres, többszintű és nagyméretű skeletonrendszert. A top-down tervezési filozófiát követő skeletonalapú rendszerrel változás esetén nincs szükség az alkatrészek manuális módosítására, hanem a folyamat automatizálható. Ezen a területen a csapat már sokéves rutinnal rendelkezett, amely a korábbi évek sikeres projektjei során alakult ki és gyarapodott. Az általuk kidolgozott felépítéssel egyrészt a járművel szemben támasztott követelmények végigvezethetők rendszer-, majd összeállítás-, végül komponensszintre, másrészt az alkatrészek egy jól működő egységbe integrálhatók. Ennek köszönhetően a fejlesztési idő jelentősen csökkenthető, és a hibajavítások is könnyebben kezelhetők.

Class-A surface-modellezés

A Creo 3.0 tervezőrendszer új felületmodellező modulja, a Freestyle lehetővé tette, hogy ugyanazon CAD-es környezeten belül állítsanak elő könnyedén és gyorsan Class-A felületeket, mint ahol a modellezés többi része is zajlik. A magasabb rendben is folytonos és szakadásmentes felületek előállítása azért jelentett nagy előnyt, mert nem kellett egy más programban készült mesterfelület importálásával és az ezzel járó kellemetlenségekkel bajlódni, emellett könnyen módosíthatták a jármű exteriorját és interiorját. A skeletonrendszerben történő felosztás után a burkolat-alkatrészek megkapták a felületeket, ahol a rögzítési technológiát, a csatlakozásokat, a peremezést, a falvastagságok megadását és a szerszámozást kellett megoldani. A parametrikus felépítésnek és a rendkívül sokoldalú felületmodellező eszközöknek köszönhetően a komplex kialakítással rendelkező burkolatelemek és a hozzá tartozó kompozit-, illetve fémkonzolok megtervezése sem jelentett gondot.

Range Extender beillesztése

A range extender generátora által leadott villamos teljesítmény a motorokat hajtó akkumulátort tölti. Ennek a folyamatnak a megvalósulásáért egy összetett rendszer felel, amely magába foglalja a belső égésű motort, az invertert, a hűtés-, a villamos, az üzemanyag-, a szívó- és a kipufogórendszert. A komplexitás miatt elengedhetetlen volt, hogy ezeknek az egységeknek az egymás és a járműmodell többi része közötti kapcsolódási pontjai megfelelően legyenek kialakítva. Ezt a modell megfelelően strukturált felépítése tette lehetővé. Egy main skeleton tartalmazta a szükséges csatlakozópontokat, illetve a részegységek vázlatos geometriáját, amelyek publikálása után került sor a teljes összeállítás részletes kidolgozására. A rendszer lehetővé tette, hogy bizonyos méretek módosítása után a tartószerkezet geometriája, a hűtés csatornái, villamos rendszer vezetékei, továbbá a burkolaton elhelyezett be- és kiömlő nyílások a változtatásoknak megfelelően automatikusan módosuljanak.

Kompozit vázrendszer

Az önhordó váz magába foglalja az ergonomikus, biztonságos utascellát, biztosítja a megfelelő merevséget és a többi részegység számára a csatlakozófelületeket. A szénszál erősítésű kompozitból készült váz modellezése leghatékonyabban felületmodellezéssel valósítható meg, ezért a geometriája ezzel a technikával készült el. Ennek megtervezése során igen hasznosnak bizonyultak a Creo 3.0 sokoldalú felületmodellező funkciói. A kompozitváz több héjelemből került összeragasztásra, amelyek csatlakozófelületei miatt fontos volt, hogy azokat egy skeletonpartban lehessen parametrikusan modellezni. Ezt követően a main skeleton szinten elkészült különálló héjelem-geometriákat az alacsonyabb szintekre már külön partokban publikálták, ahol ezek alapján az adott elemhez tartozó szerszámok is megtervezésre kerültek. Mivel a vázszerkezetnek volt a legtöbb közös csatlakozási pontja más részegységek komponenseivel, így a megtervezése során rendkívül hasznosnak bizonyult a Creo 3.0 által biztosított stabil modellfelépítési struktúra.

Automatizált futómű-kiszerkesztés

Ahhoz, hogy a futómű a feladatait optimálisan láthassa el, komplex térbeli szerkesztési műveleteket kell végrehajtani, hogy megkapják a geometriát és így a különböző bekötési és csatlakozási pontokat a futóműalkatrészek és az egyéb, például vázelemek között. Esetünkben meghatározták, milyen futómű-paramétereket kell megtartani a bekötési pontok elmozdítása esetén is, és a szerkesztési folyamatokat ez alapján végezték el parametrikusan.

A Creo segítségével sikerült elérni, hogy 39 bemenő paraméter megadása után a futómű geometriáját automatikusan kiszerkessze a program. Ennek segítségével ha például arra volt szükség, hogy a lengőkarok vázoldali bekötési pontjai máshova kerüljenek, vagy éppen az agymotorok hűtése miatt egy kerékcsonkállványon a csatlakozási pontot feljebb kellett helyezni, azt a futómű-paraméterek elállítása nélkül, gyorsan megtehették.

A hajtás-, szabályozó- és kiegészítő rendszerek

Elektromos hajtású jármű lévén nagyszámú elektronikai egységet kellett elhelyezni a járműben, illetve biztosítani kellett nekik a megfelelő rögzítést, az egymással való villamos összeköttetést (kábelkorbácsok), valamint a nagy teljesítményű modulok számára a vízhűtést. A projekt során saját fejlesztésű és vásárolt elektronikai egységeket helyeztek el a járműben. A vásárolt eszközöknél a gyártó a fejlesztők rendelkezésére bocsátott STEP modellt, illetve használati utasítást, ami alapján adottak voltak az egységek rögzítő-, illetve csatlakozási felületei, míg a saját fejlesztésű eszközöknél ezeket a szakemberek maguk definiálták egyeztetve a villamosmérnök kollégákkal.

A kábelkorbács, a fék- és a hűtésrendszer tervezése hasonló módon történt. Miután kijelölték és véglegesítették az elektronikai komponensek helyét, adott volt, hogy ezek csatlakozói hol helyezkednek el. Ezután kijelölték, hogy hol vezessék el a hozzájuk vezető kis- és nagyfeszültségű kábeleket, hűtéscsöveket és fékcsöveket, és végül az egész rendszer összeállt.