Como probablemente todos sepáis, los tiempos en los que el diseño del monoplaza se realizaba sobre una pizarra y hojas de papel llegaron a su fin. Hoy en día, salvo en contadas excepciones (tal y como nos cuenta Adrian Newey en su libro), el proceso en el que se define cómo será el coche que veremos en la pista tiene lugar en soporte informático. ¿Habéis oído hablar del CAD? Os lo explicamos a continuación.
El término CAD proviene del inglés “Computer Aided Design”, que en castellano significa “Diseño Asistido por Ordenador”. Los programas de CAD tienen múltiples utilidades, lo que ha provocado que se conviertan en una herramienta indispensable no sólo en el mundo de la automoción, sino en la industria en general.
Es en este entorno virtual donde las ideas de los ingenieros comienzan a tomar forma. Partiendo de poco más que líneas y puntos con sus coordenadas, mediante una serie de operaciones más o menos sencillas (o complejas, en función del cuerpo), se puede obtener el modelo geométrico tridimensional deseado. A continuación, os explicamos algunas de las herramientas más útiles que encontramos dentro de los programas de CAD a la hora de diseñar una pieza de un monoplaza.
- Generación de piezas 3D: Este es el módulo del software de CAD usado cuando se quieren diseñar piezas que tienen un cierto volumen, es decir, no se trata de una (o varias) láminas. Si quisiéramos diseñar desde un tornillo hasta un engranaje o un disco de freno, este sería el módulo a emplear.
- Generación de superficies: Cuando hablamos de piezas que son muy delgadas o están formadas por capas, podemos crearlas empleando superficies. Los elementos aerodinámicos como alerones, flaps y la carrocería del monoplaza se diseñan empleando esta opción.
- Montajes, conjuntos: Una de las opciones más útiles que tienen los programas de CAD es que nos permiten unir y posicionar todas las piezas que queramos, unas respecto a otras, para formar el ensamblaje o conjunto final. Aquí nos podemos encontrar desde cajas de cambios completas hasta el modelo final del monoplaza.
- Planos: Para fabricar y montar las distintas piezas es necesario realizar una serie de planos, donde se indican coordenadas, cotas, tolerancias y materiales, entre otras muchas cosas. En la imagen inferior podéis ver un plano de montaje de un embrague de discos.
El modelo en 3D de los monoplazas es la herramienta base para posteriormente realizar las simulaciones necesarias, tanto estructurales (Finite Element Analysis, FEA) como fluidodinámicas (Computational Fluid Dynamics, CFD). Por otro lado, cada una de las piezas se fabrica siguiendo las geometrías e instrucciones contenidas en el modelo 3D y los planos. Hay que indicar que en el CAD no sólo se incluyen sistemas mecánicos, sino que también nos encontramos con los sistemas eléctricos, neumáticos e hidráulicos.
¿Qué software CAD se usa en la F1?
Llegados a este punto, seguramente estéis interesados en saber cuáles son los programas de CAD que se usan en la competición. Esto varía de unos equipos a otros y de unas competiciones a otras. Sin embargo, a continuación os indicamos los más empleados:
- CATIA: Se trata del software de referencia en cuanto a lo que el diseño asistido por ordenador se refiere. Dentro de la F1 es el más empleado por los equipos, pero también es muy utilizado en el resto de la industria de la automoción. Los módulos mencionados anteriormente se corresponden con los que tiene CATIA. Además, cuenta con otros módulos de diseño eléctrico, de superficies metálicas o simulación por elementos finitos.
- Siemens NX (Unigraphics): Si bien no tantos equipos de F1 lo utilizan, es posiblemente el mayor competidor de CATIA en la industria. Al igual que este, además de los módulos mencionados, también permite realizar simulaciones por elementos finitos.
Referencias:
[1] Singh, S., (31 de mayo) #8 – The Computer as a Tool. Online en: https://surjan.substack.com/p/8-the-computer-as-a-tool
[2] Amigo, A., (31 de marzo de 2018) F1 2018 Brake Disc. Online en: https://grabcad.com/library/f1-2018-brake-disc-1
[3] Petr, (14 de junio de 2018) F1 front wing. Online en: https://grabcad.com/library/f1-front-wing-2
[4] IndeterminateDesign, (24 de abril de 2020) 3D Printed 2010-2014 F1 Gearbox Model. Online en: https://www.f1technical.net/forum/viewtopic.php?t=29035
[5] CATERHAM F1 RESTORATION, (20 de marzo de 2016) «@CaterhamF1 2010 F1 AP Clutch assembly drawing». Online en: https://twitter.com/kevts/status/711636623084163072
[6] Mandal, S., (22 de noviembre de 2018) F1 Model. Online en: https://grabcad.com/library/f1-model-3
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