CUPRA optimise la conception et la fabrication de ses composants automobiles avec PTC Creo

De l'écran à la réalité

Rendre une voiture compétitive sur piste demande d'innombrables efforts et heures de dévouement. Et une partie de ces efforts est consacrée au processus de conception et de création des composants du véhicule.

L'adoption du logiciel de modélisation paramétrique de PTC en 1998, qui se nommait alors Pro/ENGINEER, a marqué à cet égard un tournant décisif pour CUPRA. Auparavant, la conception de certaines pièces s'avérait très difficile pour ses équipes en raison de leur complexité inhérente. Le logiciel de PTC a apporté aux équipes CUPRA les fonctionnalités dont elles avaient besoin pour faire rapidement évoluer leurs composants et pour tester leurs performances. « L'adoption du logiciel de PTC a tout changé. En fait, il a bouleversé notre processus de conception. Nous avons gagné en efficacité et grandement simplifié la mise en œuvre des modifications. La solution nous a également permis de réduire drastiquement nos délais de développement et d'exécution des pièces et d'en améliorer la qualité », explique Jaume Tarroja, Head of Full Vehicle Design chez CUPRA Racing.

Un bond en avant avec PTC Creo

Au départ, seules les fonctionnalités standard incluses dans la solution étaient utilisées. A mesure que de nouveaux besoins sont apparus, d'autres modules ont été ajoutés afin de rendre le processus de conception plus ergonomique et rapide. « Nous avions pour habitude de concevoir nos composants en 2D, puis d’envoyer ces modèles 2D à la fabrication, avec toutes les erreurs qui pouvaient en résulter. Désormais, nous pouvons visualiser la voiture en 3D avec tous les composants assemblés. En fait, nous visualisons l'intégralité du véhicule sur l'écran de l'ordinateur. Nous pouvons le modifier sans changer sa conception au sein d’un environnement de travail totalement stable. Nous avons fait un véritable bond en avant », indique Jaume Tarroja.

Les équipes CUPRA tirent tout particulièrement bénéfice des fonctionnalités suivantes de la solution Creo :

• Conception descendante. Le mode de conception descendante fournit aux ingénieurs un modèle squelette qui leur permet de définir la structure générale de leur véhicule. De la même manière, ils peuvent concevoir et assembler leurs composants avec l'avantage supplémentaire que, si une nouvelle conception ou une variante du modèle squelette entre en jeu, ces modifications sont automatiquement implémentées dans tous les composants. Comme le modèle squelette comprend un mécanisme cinématique, ils peuvent rapidement simuler le mouvement réel du véhicule afin d'identifier toute interférence ou collision entre les composants. Pour CUPRA, il s'agit là d'une étape clé qui permet à ses équipes d'éviter de nombreuses erreurs et de réduire le nombre d’itérations.
• Simulation de pièces par éléments finis. Cette option permet de simuler la contrainte exercée sur les composants en situation réelle. Elle fournit une vision très précise de la conception et de ses éventuels points faibles.
• Tôlerie. La solution rationalise la création de composants de tôlerie. Dès sa mise en œuvre, il a permis à CUPRA de réaliser des pièces plus légères, plus performantes, d’obtenir de meilleurs résultats et de réaliser des économies.
• Tuyauterie et câblage. La solution permet de simuler la disposition du câblage électrique et du circuit de refroidissement. Le bénéfice est ici très important pour les CUPRA. Auparavant, un prototype était fabriqué et livré au fournisseur, qui le reproduisait ensuite. Désormais, grâce à la solution de PTC, les ingénieurs de CUPRA peuvent tout simuler sur ordinateur, y compris le système de câblage et les tuyauteries. Ainsi, ces éléments une fois fabriqués s’intègrent parfaitement à l’ensemble du premier coup.

Il est intéressant de mentionner également la fonctionnalité de modélisation surfacique paramétrique et de style libre qui, chez CUPRA, est utilisée dans la conception des composants. Elle permet de mouler librement les courbes et les formes des pièces développées. À cette fin, une fonction de moulage par subdivision est utilisée, qui permet de mieux contrôler la surface et d'obtenir des détails plus fins sans modifier la forme existante.

CUPRA a par ailleurs pour intention de se doter de nouveaux modules Creo afin de gagner encore en performance. Parmi ceux que l'entreprise compte mettre en œuvre figurent le module de conception générative pilotée par IA, celui de conception optimisée pour la fabrication additive et celui de modélisation comportementale. « Dans l'environnement des composants mécaniques, Creo nous offre des niveaux de stabilité et de précision inégalés » affirme Jaume Tarroja.

En complément, CUPRA s’est aussi équipée du logiciel Windchill, la solution PTC de gestion du cycle de vie des produits (PLM). Ce système de gestion de l'information permet d'intégrer les données et les processus de manière efficace tout au long du cycle de vie des composants, depuis l'idée initiale, la conception et la fabrication, jusqu'à la maintenance du produit.

Sa mise en œuvre en 2014 a considérablement aidé CUPRA dans la gestion de ses produits. Avec Windchill, l’équipe est informée instantanément de toute modification d’un composant ou du véhicule, et peut accéder à la dernière version de conception disponible d’un simple clic. ce qui réduit les erreurs et accélère le travail.

Deux décennies d'optimisation du processus de conception et de fabrication des composants

Après plus de vingt ans d'utilisation des solutions PTC, CUPRA se montre très satisfait des retombées. « Dans le monde de la compétition, vous devez sans cesse améliorer vos véhicules afin, notamment, de réduire les coûts de fabrication ». Et les solutions PTC ont joué un rôle majeur à cette fin. PTC a toujours su faire évoluer ses outils de conception pour répondre aux besoins des industriels, nous ouvrant le champ des possibles en termes d'amélioration », souligne Jaume Tarroja.

CUPRA bénéficie également de divers autres avantages, et a par exemple pu transformer son processus de conception de pièces vers un modèle plus efficient. « Nous sommes en mesure de créer le composant en 3D sur ordinateur et d'effectuer tous les tests de contrainte avant de fabriquer la pièce, ce qui limite grandement les problèmes de conception. La pièce fabriquée fonctionne parfaitement du premier coup. Résultat : nous sommes parvenus à réduire de plus de 20 % nos délai de mise sur le marché d'un nouveau véhicule », explique Jaume Tarroja.

Parallèlement, CUPRA a pu réduire le poids de ses composants et optimiser leur processus de conception. En général, il est possible d’optimiser le poids des composants avec un gain de l’ordre de 10 % sans en changer les propriétés mécaniques. Et ce, en grande partie, grâce aux modules d'éléments finis. Au final, avec les fonctionnalités très performantes de Creo en matière de tôlerie, le coût des composants s'en trouve réduit d'environ 15 %.

Enfin, le temps de conception et de fabrication a lui aussi pu être réduit. Le gain est tout à fait flagrant, par exemple, pour la fusée d'essieu, une pièce très complexe qui relie tous les éléments de l'essieu avant. Grâce aux outils Creo de PTC, CUPRA a pu améliorer sa conception et réduire son poids tout en conservant ses propriétés mécaniques. Ainsi, comme l'explique Jaume Tarroja, « Bien que le délai de développement d'un composant varie en fonction de la complexité et du volume de la pièce, avec PTC Creo, nous parvenons à sortir un nouveau modèle pour mise en production en l'espace de deux semaines seulement ».

Avec PTC Creo, CUPRA est ainsi idéalement outillée pour faire progresser le sport automobile.