Вы здесь

Разработка корпуса факела

Разработка корпуса факела
Задача: 
Разработать математическую модель для производства

Мы должны брать из прошлого огонь, а не пепел.

Жан Жорес

 

Красивый внешний облик очень часто скрывает под собой целый ряд удивительных решений. При разработке нового изделия, авторы стремятся удивить будущего пользователя, побуждая в нем стремление восхититься внешним видом продукта и восторженно задать себе вопрос: «Как вообще это собрано?». Однако, чтобы достигнуть этого восторга, разработчика ждет приключение по созданию из «очень красивой картинки» «очень красивого изделия» с максимальным сохранением внешнего вида и дизайнерских изысков. В данной статье будет рассказано об участии нашей компании в разработке математической модели конструкции корпуса факела олимпиады Сочи 2014. Первоначально факел предполагалось делать весьма интересным способом – из массивной отливки, на которую сверху устанавливалась штампованные детали весьма замысловатой, но очень симпатичной формы.

Облик первоначального варианта

Облик первоначального варианта

 

Эти штампованные детали, представляют собой основу внешнего вида факела. Как выяснилось, сделать такую деталь штамповкой – далеко не простая задача из-за особенностей ребристых форм. Было реализовано несколько попыток, однако до великолепного результата, достойного мирового символа спорта, им чего-то не хватило.

 

 

Разработка корпуса. Первые пробы по перекомпоновке.

Разработка корпуса. Первые пробы по перекомпоновке.

 

После чего довольно остро встал вопрос скорости разработки, необходимо было оперативно внести изменения в конструкцию, по которой в последующем было бы возможно изготовление с сохранением облика. На данном этапе мы включились в рабочий процесс. Пришлось искать множество различных путей реализации и выбирать между ними. Из нескольких концепций было утверждено, что корпус будет собираться из отдельных деталей, а цельной литой отливки не будет. Был рассмотрен ряд вариантов разбиения общей оболочки на составные детали, с несколькими вариантами их линий разъема.

Разработка корпуса. Самый брутальный вариант при таком дизайне - все крепить на болты снаружи.

Разработка корпуса. Самый брутальный вариант при таком дизайне — все крепить на болты снаружи.

 

Рассмотрен ряд комбинаций по соединению этих деталей между собой – начиная от брутальных резьбовых соединений, до салазок и направляющих, клеев, захватов и магнитов.

Корпус. Подложка для баллона.

Корпус. Подложка для баллона.

 

Отдельно был рассмотрен вариант, предполагающий крепление преимущественно на неодимовых магнитах, обладающих очень большим усилием сцепления. Для центровки предполагалась установка штифтов, так как магниты вряд ли смогли бы удержать детали в направлении, перпендикулярном действию их силы.

Соединение деталей глаза магнитами и штифтами.

Соединение деталей глаза магнитами и штифтами.

 

В результате вполне разумно было принято, что концепция магнитных креплений интересна, но нельзя ограничиваться только магнитами. Поэтому был разработан комбинированный вариант, использующий магниты, штифты и резьбовые соединения. Магниты было решено оставить еще и потому, что они обеспечивали удобство сборки – детали подхватывались одна другой и их оставалось только более точно выставить друг относительно друга для крепления, а-ля зарядка для MacBook.

Магниты

Магниты

 

Один из самых симпатичных элементов в облике факела – ребристая поверхность. Это отдельная очень сложная математическая операция, на которую было затрачено немало времени еще при разработке внешнего каркаса модели (до детальной проработки внутреннего устройства). Здесь тоже не обошлось без сложностей.

 

Ребристая поверхность

Ребристая поверхность

 

При отработке технологии пришлось воссоздать сразу несколько вариантов ребер – с различной глубиной и расстоянием между гребнями. Ряда переработок можно избежать, когда изначально известны возможности оборудования, на котором будет изготавливаться деталь. Первоначально при разработке таких данных не было, поэтому пришлось пройти ряд согласований.

Полный облик газовой системы

Полный облик газовой системы

 

Основная задача, которую нужно было решить при разработке – компоновка газовой системы и ее крепление. Газовый баллон имеет продолговатую изогнутую форму. Благодаря такой форме, сквозное центральное отверстие корпуса факела не мешает баллону, но благодаря этому отверстию форма баллона вынужденно изогнута.

Газовая система могла быть проще и компактней

Газовая система могла быть проще и компактней

 

В результате был разработан комбинированный вариант, состоящий из резьбовых соединений и магнитных креплений. Корпус был разделен на три основные детали, две из которых ребристые, особо сложные, изготавливаются отливкой, и одной относительно простой верхней накладки. Параллельно в инициативном порядке были разработаны предложения по облегчению конструкции газовой части. На рисунке далее представлен пример двух способов изготовления детали, выполняющей одну и ту же функцию, отличающиеся по массе в 5 раз.

Несущая деталь.

Несущая деталь.

 

На рисунке представлено, как всего за два программных действия можно снизить массу детали в 6 раз (исходная деталь весит более 100 граммов, полученная в результате математических операций – 15 граммов).

Можно было сделать и так.

Можно было сделать и так.

 

В конечном счете мы были очень рады узнать, что именно последний разработанный нами вариант с комбинацией резьбовых соединений и магнитных креплений был принят как основной в последующей цепочке разработки, прошел технологическую подготовку и представлен широкой публике 17 января 2013 года.

Фрагмент чертежа общего вида одной из частей

Фрагмент чертежа общего вида одной из частей

 

12Впоследствии после технологических разработок и переделок, технологами были добавлены ребра жесткости, литники и прочие конструктивные элементы, корпус факела стал выглядеть следующим образом:

Модель корпуса с ребрами, готовая к производству

Модель корпуса с ребрами, готовая к производству

 

8

Мы рады интереснейшему сотрудничеству с компанией «Астраросса-дизайн», дизайнером факела Владимиром Пирожковым и главным инженером Андреем Водяником. Разработка корпуса факела была одним из самых интересных проектов года, хотя конечно он мог бы быть легче и лучше, но не всем инженерным замыслам дано сбыться в сверхсжатые сроки.13

7

 121212

   2

Алексей Карфидов 235