Durant mes études d'ingénierie automobile à l'université, j'ai conçu une boîte de vitesses à synchronisation verrouillée dans le cadre de mon stage et je l'ai imprimée en 3D. J'ai utilisé SOLIDWORKS. En découvrant 3DEXPERIENCE, j'ai entrevu la possibilité d'améliorer ma conception. Ces améliorations visaient à réduire le temps d'impression tout en conservant la même durabilité. J'ai rapidement compris que je pouvais atteindre ces objectifs grâce à xDesign – Design Guidance et SOLIDWORKS Collaboration.

Dans ce tutoriel, nous utiliserons une fonctionnalité de xDesign dans le rôle de Créateur 3D, à savoir le Guide de conception, pour rendre le châssis plus léger et plus durable.

Commençons par apprendre ensemble les bases du guidage de conception.

Qu’est-ce que le guide de conception ?

Design Guidance est un outil puissant pour créer une nouvelle pièce ou tester et améliorer la conception d'une pièce existante. La forme générée par Design Guidance est basée sur les charges et les contraintes que nous spécifions sur l' esquisse ou le modèle 3D.

Le menu « Conseils de conception » propose de nombreuses commandes, et tout au long de ce tutoriel, nous explorerons les principales mises en évidence dans l’image ci-dessous.

Assistant d'apprentissage

Cette commande vous permet de faire un tour d'horizon rapide de l'interface xDesign et de l'interface Design Guidance.

Contraintes

1. Blocage: Cette contrainte restreint tout mouvement (dans les axes X, Y et Z) du plan ou de la surface sélectionnés.

2. Contrainte de blocage : Cette contrainte limite le mouvement du plan ou de la surface sélectionné(e) dans une ou plusieurs directions. Elle permet au plan ou à la surface sélectionné(e) de glisser librement en dehors des directions contraintes.

Charges

1. Force

Vous pouvez utiliser la force pour simuler une énergie de poussée ou de traction. La force peut être appliquée au plan ou à la surface sélectionnée de deux manières.

a. Répartie: La force est appliquée uniformément sur toute la surface.

b. Point: La force est appliquée au centre de la surface sélectionnée.

2. Pression

Vous pouvez appliquer des forces perpendiculaires à la surface unitaire ou appliquer la pression atmosphérique.

3. Couple

Cela simule un mouvement de rotation ou de torsion.

Le guide de conception inclut des valeurs prédéfinies, ce qui permet aux utilisateurs de sélectionner rapidement les valeurs qu'ils souhaitent appliquer.

Nouvelle conception et refonte

1. Nouveau design

Cette commande crée un modèle 3D à partir des charges et des contraintes que nous spécifions. Il est intéressant de noter qu'aucun modèle 3D n'est requis pour utiliser cette fonctionnalité. Nous utiliserons la commande « Nouvelle conception » tout au long de ce tutoriel.

2. Refonte

À l'inverse, la fonction Redesign teste la précision de la conception en fonction des charges et des contraintes définies pour un modèle 3D existant. Cette fonctionnalité est similaire à l'optimisation topologique de SOLIDWORKS Simulation.

Maintenant que vous avez obtenu beaucoup d'informations sur les directives de conception, nous pouvons passer à notre projet.

Comment faire ?

Étape 1 : Dessin technique

Nous utiliserons la commande Nouvelle conception dans l'outil de conception. Pour ce faire, nous avons besoin de dessins 2D et des dimensions du châssis. Ces dessins et dimensions peuvent être obtenus à partir de SOLIDWORKS. À cette fin, j'ai créé le dessin technique suivant en suivant les étapes nécessaires.

Étape 2 : Création d’une esquisse dans xDesign

Dans les guides de conception, il faut une surface ou un plan pour appliquer des contraintes ou des charges. Pour cette étude, nous utiliserons des plans.

Dans l'écran de connexion xDesign, nous allons créer un nouveau composant appelé Châssis. Ensuite, nous créons un nouveau plan parallèle au plan YZ à une distance de 0 mm. En ouvrant une nouvelle esquisse sur ce plan, nous allons dessiner les perçages visibles sur la vue de face. Nous validons l'esquisse.

Ensuite, nous créons un nouveau plan à 95 mm, parallèle au plan XY. Un nouveau croquis est alors dessiné sur ce plan pour créer le rectangle visible sur la vue de dessus. Nous validons le croquis.

À ce stade, le design se présentera comme suit.

Étape 3 : Contraintes

Nous devons limiter les mouvements des six trous créés sur le plan YZ selon les axes X, Y et Z. Pour cela, nous utiliserons la commande « Bloquer ». Après avoir cliqué sur cette commande, sélectionnez les trous et confirmez la fenêtre de commande.

Le rectangle créé sur le plan XY définira l'épaisseur du châssis. Il suffit d'appliquer une contrainte vers le bas. Pour cela, nous utiliserons l'option « Fixation ». Nous n'utilisons pas de pinces car nous ne souhaitons pas créer une géométrie 3D connectée au plan XY. Après avoir cliqué sur la commande « Fixation », sélectionnez le rectangle et confirmez la fenêtre de commande.

Cela ressemblera désormais à ceci.

Étape 4 : Chargements

Les quatre trous extérieurs du châssis supportent les éléments fixes. Ces éléments étant très légers, il est inutile d'appliquer des charges à ces trous. Les deux trous intérieurs supportent les éléments mobiles. Les arbres sur lesquels sont montés les engrenages sont reliés à ces deux trous. C'est pourquoi nous appliquerons des forces et des couples à ces deux trous. Dans ce projet, j'ai déterminé un coefficient de sécurité de 2.

Forcer

2,5 kg × 9,81 m/s² × 2 = 49,05 N

Couple

7,2 Nm x 2 = 14,4 Nm

Après avoir cliqué sur la commande Force, sélectionnez 2 trous et entrez la valeur de la force (49,05 N) dans le champ prévu à cet effet. Une fois la direction de la force déterminée (vers le bas), confirmez la fenêtre de commande.

Comme le sens de rotation des engrenages est différent, nous appliquerons la commande Couple à chaque trou séparément. Sur le plan médian, le trou supérieur tourne dans le sens horaire et l'autre dans le sens antihoraire. Après avoir cliqué sur la commande Couple, nous sélectionnons le trou supérieur, saisissons la valeur de couple de 14,4 Nm et confirmons la fenêtre de commande. Nous répétons la même opération pour l'autre trou en inversant le sens de rotation.

Cela ressemblera désormais à ceci.

Étape 5 : Matériaux

Le matériau par défaut dans xDesign est le plastique ABS. Vous pouvez utiliser le navigateur de matériaux du menu Outils pour sélectionner un autre matériau. À titre d'exemple, la procédure d'attribution des matériaux est illustrée dans la vidéo associée.

Étape 6 : Nouvelle conception

La commande « Nouveau design » comporte de nombreux onglets et fonctionnalités. Après avoir cliqué sur cette commande, nous effectuerons les ajustements suivants.

1. Dans la section Granularité des voxels de l' Paramètres , nous sélectionnons le niveau de détail de décongélation comme Fin.
2. Nous déterminons la masse cible à partir de la Masse souhaitée section
3. Dans l' Volume , nous créons un cadre de sélection pour inclure la géométrie de notre dessin. En cliquant sur la case Générer, nous activons l'Aide à la conception pour créer le modèle organique le plus adapté.
4. Une fois le modèle organique créé, nous pouvons définir la masse requise à partir de l'onglet Résultat, selon nos besoins.

Nous confirmons la commande.

Cela ressemblera désormais à ceci.

Étape 7 : Conception paramétrique

Le bureau d'études a créé un modèle organique à partir des calculs. Afin de préparer ce modèle pour la production, nous créons et enregistrons un modèle paramétrique en nous basant sur le modèle organique.

Notre modèle ressemble à ceci.

Étape 8 : Découpage du modèle

Avant d'utiliser Design Guidance, le temps d'impression du modèle était de 9 heures et 40 minutes. Le temps d'impression du modèle créé à l'aide de Design Guidance est de 7 heures et 16 minutes.

Grâce aux conseils en conception, nous avons accéléré la production de 25 % en seulement 2 heures et 24 minutes.

Étape 9 : SOLIDWORKS Connected

Enfin, j'intégrerai la pièce conçue dans xDesign à l'aide de SOLIDWORKS Connected dans l'assemblage de la boîte de vitesses. SOLIDWORKS Connected étant directement connecté à mon espace de stockage cloud, j'ai recherché la pièce par son nom et l'ai glissée dans mon environnement d'assemblage. L'assemblage a été réalisé rapidement grâce aux commandes d'assemblage rapide.

Dans ce tutoriel, j'ai détaillé l'intérêt de la de conseils de conception fonctionnalité. À bientôt pour la prochaine formation !

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Rıdvan Polat

Cofondateur de ChampionXperience

Ridvan Polat est ingénieur d'application SOLIDWORKS Elite, fondateur de ChampionXperienceet expert reconnu SOLIDWORKS, ENOVIAet 3DEXPERIENCE . Il est spécialisé dans le support technique CATIA et ENOVIA ainsi que dans l'accompagnement des entreprises dès leur prise en main de 3DEXPERIENCE , les aidant ainsi à optimiser leurs flux de travail PLM.

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