Aufgabe und Anforderungen

Für das aktuelle Rennfahrzeug des Formula Student Team „Aixtreme Racing“ der FH Aachen, sollten neue Anbindungen und Teile für den Sitz im CAD-Modell konstruiert werden.

Im Gegensatz zum restlichen Fahrzeug, welches vollständig als CAD-Modell vorlag, wurde der Sitz handgefertigt und zugeliefert. Aufgrund seiner Form konnte dieser nicht händisch im CAD erstellt werden. Damit Halter am Rahmen sowie Gurtbefestigungen- und Führungen später exakt passen war eine sehr genaue Darstellung notwendig.

Es musste also eine vollwertige CAD-Datei des Sitzes erstellt werden, um später die Sicherheit des Fahrers u.a. durch neue Gurtanbindungen und Schraubverbindungen zu garantieren.

Der Sitz wurde daher 3d-gescannt und die 3d-Scandaten anschließend in ein CAD-Flächenmodell überführt, um die Notwendigen Operationen im CAD ausführen zu können.

Durchführung 3d-Scan

Um den Sitz vollständig mit dem 3d-Scanner erfassen zu können, waren zwei einzelne 3d-Scans notwendig (Vorder- und Rückseite). Da es sich bei dem Sitz um ein sehr dünnwandiges Teil handelt, müssen Vorder- und Rückseite mit ausreichend überlappender Geometrie eingescannt werden, um eine spätere korrekte Ausrichtung der beiden Scans zueinander zu ermöglichen und die beiden Datensätze zu einem Datensatz verschmelzen zu können. Hier wurden zusätzlich Markerpunkte für eine präzisere Ausrichtung direkt auf der Oberfläche des Sitzes angebracht, welche bei den jeweiligen Einzelsans mit erfasst wurden.

Um den Sitz in einer Position fixieren zu können, in der die beiden genannten 3d-Scans mit ausreichend Freiraum möglich waren, wurde zunächst eine Haltevorrichtung erstellt.

Da der Sitz aus Carbon gefertigt war, musste die Oberfläche zunächst mattiert werden, da der 3d-Scanner sonst durch die äußere Klarschicht hindurch die unebene Oberfläche des Carbongewebes scannen würde.

Verarbeitung der 3d-Scandaten im CAD-System

Die 3d-Scandaten wurden als Meshdatei (stl-Datei) geliefert. Dabei handelt es sich nicht um CAD-Daten, die auch ohne weitere Nachbearbeitung in den meisten CAD-Systemen nicht oder nicht gut zu verarbeiten sind.

Die 3d-Scandaten wurden daher beim Kunden in seinem CAD-System (Siemens NX) in ein CAD-Flächenmodell umgewandelt, um sie so für die weiteren Aufgaben nutzbar zu machen.

Ergebnis – vollständiges CAD-Modell des Rennwagens

Zuletzt wurde das CAD-Flächenmodell des Sitzes in das Gesamt-Assembly im CAD-Modell des Fahrzeugs eingesetzt. Dadurch konnten Anbindungen an den Sitz einfacher geplant und gefertigt werden, da im CAD eine einfachere und präzisere Abmessung und Planung möglich ist. Ein detailreicher und genauer 3d-Scan eignet sich perfekt für diese Anforderungen.

Über das Rennteam

„Die Formula Student wurde 1979 von der Society of Automotive Engineers (SAE) ins Leben gerufen, und ist seit 15 Jahren auch in Europa präsent. Seither nutzen auch wir die Möglichkeit der Formula Student Wettbewerbe, um das Design und die Funktionalität unseres Rennwagens, sowie das Engagement und Fähigkeit unserer Mitglieder jährlich auf mehreren Events gegenüber 80 Teams anderer Universitäten auf die Probe zu stellen.

Unser Team besteht aus 73 engagierten und motivierten Studierenden aus verschiedenen Fachbereichen, die ihr Know-how und ihre Fähigkeiten in diesem Projekt unter Beweis stellen möchten. Dabei reicht die Spanne vom ersten bis zum siebten Semester, wobei einige unserer Mitglieder auch schon im professionellen Motorsport tätig sind.

Jedes Jahr konstruiert und baut unser Team ein neues Auto, welches preislich zwischen 100.000 und 150.000 Euro liegt. Dabei macht ein großer Teil dieser Summe Rohmaterial aus, wie Rohre für den Heckrahmen oder Kohlefaser für das Monocoque. Wir planen, jedes Jahr auf mindestens drei Events zu fahren, die von 3.000 bis 6.000 Zuschauern besucht werden.

Beim Rennen in Spanien letztes Jahr ist der dritte Platz in der Disziplin Autocross ein großer Erfolg gewesen. Da sich die Größe unseres Teams dieses Jahr verdoppelt hat, sind wir voller Zuversicht noch größere Erfolge zu erzielen.“

Aixtreme Racing, April 2023, Bildquelle: https://www.fh-aachen.de/studium/studieren/mitmachen-und-engagieren/studentische-projekte/laengerfristige-projekte

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