Velizy-Villacoublay, le 1er février 2022

CUPRA s’est appuyée sur les logiciels de CAO et de PLM de PTC pour optimiser le processus de conception et de fabrication des composants de ses véhicules, permettant à l’entreprise d’atteindre de hautes performances sportives et de marquer l’histoire des courses automobiles.

CUPRA, une marque de voiture de sport et de compétition

Créée en 2018 et basée à Barcelone, CUPRA est une marque automobile challenger et non conventionnelle qui propose des véhicules ultra performants au design innovant, pensés pour offrir des expériences uniques.

En 2021, CUPRA a pris part à 70 courses du championnat international TCR. En même temps, la marque poursuit sa stratégie d’électrification à travers sa participation à Extreme E et PURE ETCR. Le lancement de CUPRA e-Racer, la première voiture de tourisme 100% électrique au monde, a constitué une première étape pour éprouver l’expertise technologique de la marque. L’objectif : continuer à faire progresser cette voiture de course et améliorer la performance des moteurs électriques qui pourront ensuite être intégrés dans les voitures de tourisme.
 

Du concept à la réalité

D’innombrables heures d’efforts et de dévouement sont nécessaires pour rendre une voiture compétitive sur la piste. Et une partie de ces efforts est consacrée au processus de conception et de création des composants du véhicule.

L’utilisation du logiciel de modélisation PTC en 1998, qui s’appelait alors Pro/ENGINEER, a marqué un tournant décisif pour CUPRA. Auparavant, la conception de certaines pièces se révélait trop complexe. Le logiciel de PTC a permis de faire évoluer la conception de ces composants beaucoup plus rapidement et de pouvoir tester leurs performances.

« Le logiciel de modélisation de PTC a révolutionné notre processus de conception. Nous avons gagné en efficacité et les changements sont devenus plus faciles à mettre en œuvre. Les délais de développement et de production des pièces ont été également considérablement réduits ; le logiciel a également grandement contribué à améliorer leur qualité », explique Jaume Tarroja, responsable de la conception des véhicules complets chez CUPRA Racing.

Un bond en avant avec Creo de PTC

Au départ, seules les fonctionnalités standard incluses dans la solution étaient utilisées. A mesure que de nouveaux besoins apparaissaient, d’autres modules ont été ajoutés afin de rendre le processus de conception plus ergonomique et rapide. « Nous avions pour habitude de concevoir les composants en 2D, puis d’envoyer ces modèles 2D aux équipes de production, avec les erreurs qui pouvaient en résulter. Désormais, nous pouvons visualiser la voiture en 3D avec tous les composants assemblés. Nous pouvons apporter des modifications à la voiture sans changer le design de celle-ci au sein d’un environnement de travail totalement stable. C’est un grand pas en avant pour nous », déclare Jaume Tarroja.

Cinq domaines d’applications du logiciel Creo plébiscités par CUPRA :

• Conception descendante. Le mode de conception descendante fournit un modèle de squelette permettant aux ingénieurs de définir la structure générale des véhicules. Ainsi, ceux-ci peuvent concevoir et assembler leurs composants en sachant que, si une reconception ou une variation du modèle squelette a lieu, ces changements sont automatiquement propagés à tous les composants. Si le modèle squelette contient un mécanisme cinématique, les ingénieurs peuvent rapidement simuler le mouvement réel du véhicule afin de déterminer toute interférence ou collision entre les composants. Cette étape clé évite de nombreuses erreurs et réduit le nombre d’itérations.
• Simulation de pièces par éléments finis. Cette option permet de simuler la contrainte exercée sur les composants dans une situation réelle. Elle fournit une vision très précise de la conception et de ses éventuels points faibles.
• Tôlerie. Le logiciel rationalise la création de composants de tôlerie. Dès sa mise en œuvre, il a aidé CUPRA à réaliser des pièces plus légères, plus performantes, d’obtenir de meilleurs résultats et de réaliser des économies.
• Tuyauterie et câblage. Le logiciel peut simuler la disposition du câblage électrique et du circuit de refroidissement. Auparavant, un prototype était fabriqué et livré au fournisseur, qui le reproduisait ensuite. Désormais, grâce à la solution de PTC, chaque composant peut être modélisé précisément dans Creo, y compris le système de câblage et les tuyauteries. Ainsi, ces éléments une fois fabriqués s’intègrent parfaitement à l’ensemble du premier coup.
• Les capacités de modélisation surfacique paramétrique et la fonction « freestyle » pour la modélisation de formes complexes. La modélisation surfacique paramétrique permet de modéliser des surfaces complexes par lissage ou balayage à partir de courbes paramétriques tandis que la fonction « freestyle » permet de créer directement une surface non paramétrique complexe à partir d’une primitive et de la modifier sans agir directement sur la surface elle-même mais en manipulant le maillage de contrôle du modèle subdivisé. Ces fonctions « freestyle » peuvent également être alignées à leur frontières à de la géométrie paramétrique afin de contrôler précisément leurs dimensions et les conditions aux limites.

CUPRA prévoit d’utiliser d’autres fonctionnalités du logiciel Creo afin de gagner en performance. Parmi les nouveaux modules à mettre en œuvre figurent la conception générative pilotée par IA, la conception optimisée pour la fabrication additive et la modélisation comportementale. « Dans l’environnement des composants mécaniques, Creo nous offre des niveaux de stabilité et de précision inégalés » ajoute Jaume Tarroja.

En complément, CUPRA s’est dotée du logiciel PLM Windchill. 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 des produits, réduisant tout risque d’erreur et les pertes de temps associées. Avec Windchill, l’équipe est informée instantanément de toute modification d’un composant ou du véhicule. Ainsi, elle peut accéder à la dernière version de conception disponible d’un simple clic.  

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 résultats. « 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 dans cette démarche.  » 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 a ainsi pu transformer son processus de conception de composants vers un modèle plus efficient. « Nous sommes en mesure de créer le composant en 3D sur ordinateur et d’effectuer tous les tests de résistance avant de fabriquer la pièce, ce qui nous permet de réduire les problèmes de conception. La pièce fabriquée fonctionne parfaitement du premier coup. De cette manière, le délai de mise sur le marché d’un nouveau véhicule peut être réduit de plus de 20 % », explique Jaume Tarroja.

Parmi les autres avantages apportés par Creo :

–  le poids des composants a diminué et le processus de conception a été optimisé. 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.  Ce résultat est obtenu, en grande partie, grâce aux modules d’éléments finis. Ces derniers, combinés avec les fonctionnalités très performantes en matière de tôlerie de Creo, permettent de réduire le coût des composants d’environ 15 %.

–  le temps de conception et de fabrication a lui aussi été réduit. Le développement de la fusée d’essieu en est un exemple probant. Il s’agit d’une pièce très complexe qui relie tous les éléments de l’essieu avant. Les travaux de l’équipe de CUPRA conjugués aux outils de PTC ont permis d’améliorer sa conception et de réduire son poids tout en conservant ses propriétés mécaniques avec un haut degré d’efficacité. Ainsi, comme l’explique Jaume Tarroja, « Bien que le temps de développement d’un composant dépende de la complexité et du volume de la pièce, avec Creo nous pouvons fournir un nouveau modèle aux équipes de production en deux semaines seulement. »

En résumé, CUPRA peut faire progresser le sport automobile grâce au logiciel de modélisation de PTC.

Plus sur PTC : www.ptc.com