挑战

　　无法在 3D 中进化复杂的组件2D 设计过程导致许多错误整个产品生命周期中的零件和数据管理效率低下无法足够快地进行创新或优化无法准确识别潜在问题。

　　在赛车运动中，每一个弯道、加速和超车都是经过训练的车手在赛道上的每一段都超越自己的技能。还有一个工程团队的工作——通过推动设计创新，每天制造更具竞争力的汽车。这正是 CUPRA 的专业领域。事实上，多亏了 PTC 的 CAD 和 PLM 软件，CUPRA 已经成功地优化了其车辆部件的设计和制造，实现了继续在赛道上留下印记的高性能。

　　CUPRA，体育竞技品牌

　　CUPRA 诞生于 2018 年，是一个具有挑战性和非传统的品牌，基于激动人心的风格和现代性能，以创新的车辆和体验从巴塞罗那激发世界。

　　2021 年，CUPRA 参加了本赛季计划在 TCR 世界、大陆和国家系列赛和锦标赛中进行的 70 场比赛。同时，该品牌通过参与Extreme E和PURE ETCR继续其电气化战略。事实上，世界上第一辆 100% 电动乘用车 CUPRA e-Racer 的诞生，是对该品牌技术专长的初步考验。它的目标是为这款赛车的未来发展做出贡献，并获得有关后来应用于街车的高性能电动机的知识。

　　从屏幕到现实

　　要使汽车在赛道上具有竞争力，需要无数小时的努力和奉献。部分工作与设计和制造车辆部件的过程有关。

　　就 CUPRA 而言，这项任务在 1998 年有一个转折点，当时他们开始使用 PTC 参数化软件，当时称为 Pro/ENGINEER。事实上，在 CUPRA 实施软件之前，团队无法设计某些部分，因为它们固有的复杂性。PTC 的参数化软件提供了 CUPRA 更快地改进组件以及测试其性能所需的功能 “开始使用 PTC 参数化软件是开创性的。事实上，它改变了我们的设计方式。我们提高了效率，改变更容易实施。它还大大缩短了零件开发和交货时间，并提高了质量，”CUPRA Racing 整车设计主管 Jaume Tarroja 解释道。

　　PTC Creo 的指数级演进

　　一开始，只使用了软件中包含的基本功能。随着更高的要求，增加了更多的模块，以便在为他们的车辆设计新组件时使工作更加舒适和快捷。“我们过去以 2D 形式设计组件，然后将它们送去制造——随之而来的错误可能会发生。现在我们可以在 3D 中查看所有组件组装好的汽车。事实上，我们可以在电脑屏幕上可视化整辆车。我们可以在不改变设计的情况下，在完全稳定的环境中改装汽车。这对我们来说是向前迈出的一大步，”Tarroja 说。

　　尽管 CUPRA 团队充分利用了 Creo 软件，但四个领域脱颖而出：

　　自上而下的设计。自上而下的设计为工程师提供了一个骨架模型来定义车辆的总体结构。与此相关，工程师可以设计和组装他们的组件，并获得额外的好处，即如果骨架模型发生重新设计或变化，这些更改将自动在所有组件中实施。由于骨架模型包含运动学机制，工程师可以快速模拟车辆的实际运动，以确定组件之间的任何干扰或碰撞。对于 CUPRA 来说，这是一个基本步骤，可以避免许多错误和数小时的设计重复。

　　有限元零件模拟。此选项允许工程师在真实情况下模拟组件上的应力。它提供了一个非常精确的视图，即设计是否正确以及可能的弱点。

　　钣金。它简化了金属部件的创建。从一开始，它就帮助 CUPRA 实现了具有更高性能、更好结果和经济节省的更轻的零件。

　　管道和布线。可以模拟电气布线和冷却的布局。这是 CUPRA 向前迈出的一大步；以前，原型被建模并交付给供应商，然后供应商对其进行复制。现在，多亏了 PTC 的软件，CUPRA 的工程师可以用计算机模拟一切，包括布线系统和管道，这样在制造零件时，第一次尝试就一切正常。

　　值得一提的是，CUPRA 用于组件设计的参数化曲面和自由式特征。它允许自由模制已开发零件的曲线和形状。为此，它使用细分成型功能，在不改变现有形状的情况下提供更高的表面控制和更精细的细节。

　　除了所有这些功能之外，CUPRA 路线图还包括新的 PTC Creo 功能，这些功能旨在提高 CUPRA 的竞争力。将要实施的新模块包括 IA 控制生成设计、增材制造优化设计和行为建模。正如 Tarroja 所说，“在机械组件环境中，PTC Creo 为我们提供了无与伦比的稳定性和精度水平。”

　　作为补充，CUPRA 还支持 PTC 的 Windchill 软件，这是一种 PLM 解决方案。Windchill 是一种信息管理系统，可在从最初构思、设计和制造到产品最终维护的整个组件生命周期中以经济高效的方式集成数据和流程。

　　以 CUPRA 为例，该应用程序于 2014 年实施，为其产品管理向前迈出了一大步。使用 Windchill，可以修改组件或整车，并且知道只需单击一下即可将整个团队更新为最新版本。这减少了错误和时间。

　　二十年优化组件设计和制造过程

　　在使用 PTC 解决方案二十多年后，CUPRA 对结果非常满意。正如 Tarroja 所说，“在竞争激烈的世界中，你必须改进前一年制造的汽车。需要不断改进，以降低制造成本。”PTC 解决方案在这方面发挥了关键作用。“我们一直看到 PTC 设计工具随着行业的发展而发展，这增加了我们改进的可能性，”他指出。

　　CUPRA 还享有额外的福利。例如，CUPRA 提高了零件设计的效率。“我们能够在计算机上创建 3D 组件，并在制造零件之前执行所有压力测试，因此我们可以减少设计错误。因此，在制造时，该零件在第一次尝试时就可以完美运行。通过这种方式，新车的上市时间可以缩短 20% 以上，”Tarroja 说。

　　同时，CUPRA 已经能够减轻组件的重量并优化设计过程。事实上，组件的重量优化通常在 10% 左右，而不会降低其机械性能。这在很大程度上要归功于有限元模块。总体而言，由于 Creo 中出色的钣金功能，这使组件的成本降低了约 15%。

　　最后，设计和制造时间也减少了。一个明显的例子是短轴的开发，这是一个连接前轴上所有元件的高复杂性部件。使用 PTC 的 Creo 软件工具，CUPRA 团队通过减轻其重量并保持其机械性能来改进组件。这样，正如 Tarroja 解释的那样，“尽管组件的开发时间会根据零件的复杂性和体积而变化，但使用 PTC Creo，我们可以在两周内准备好制造组件。”

　　简而言之，CUPRA 可以借助 PTC Creo 软件引领赛车世界。

　　结果

　　组件成本降低 15%CUPRA 设计流程的转变紧密集成的产品管理系统减少了错误在某些情况下，组件仅在两周内开发完毕并投入生产