Функциональные 3D-печатные американские горки в SolidWorks World 2019

Головокружительные «Steel Vengeance. Batman».  Хотя на первый взгляд они могут звучать как названия комиксов, на самом деле это названия популярных американских горок, расположенных в парках развлечений по всей территории США, которые вызвали страсть и интерес Мэтта Шмотцера.

Системный инженер, работающий над новыми системами дозирования топлива для двигателей 2.0L / 2.3L в Ford Motor Company днем, Шмотцер посвящает свое свободное время боковой линии реплики американских горок, которая сочетает в себе его рвение к захватывающим поездкам с его навыками моделирования SolidWorks и 3D полиграфическая экспертиза. Invertigo, полностью функциональная копия Schmotzer в масштабе 1:25 с одноименными перевернутыми американскими горками-шаттл-бумерангом на острове Кингс около Цинциннати, штат Огайо, будет представлена ​​на выставке SolidWorks World 2019  10-13 февраля в Далласе, штат Техас.

Страсть поклонника американских горок к приключениям началась после того, как в детстве он катался на Железном Драконе, мягких подвесных американских горках в Седар-Пойнт в Сандаски, штат Огайо, в детстве. Семья Шмотцера посетила Седар-Пойнт, который объявляет себя столицей мира американских горок с 18 поездками на американских горках каждое лето, и хотя этот опыт способствовал любви Шмотцера к американским горкам, он не поймал реплику американских горок. Он ошибался до тех пор, пока не научился использовать программное обеспечение для проектирования SOLIDWORKS, одновременно выполняя свой старший проектный проект в Университете Пердью и инструменты 3D-печати во время своей работы в Ford.

«Я специализировался в области машиностроения и специализировался в области компьютерной графики как студент в Purdue», — вспоминает Шмотцер. «Хотя я проходил некоторые курсы по программному обеспечению для проектирования CATIA® 3D и регулярно использую CATIA в своей работе в Ford, Школа машиностроения потребовала, чтобы я использовал программное обеспечение для проектирования 3D SOLIDWORKS®, чтобы завершить свой старший проектный проект. Я подобрал и научился пользоваться SOLIDWORKS довольно легко благодаря его интуитивно понятному пользовательскому интерфейсу и с тех пор продолжаю использовать SOLIDWORKS для своего хобби-реплики американских горок ».

Шмотцер, который теперь занимает место в консультативном совете Dassault Systèmes SOLIDWORKS 3D by Me, предоставляя информацию о том, что любители хотят видеть в пакете 3D CAD, начал работу над репликой Invertigo в начале 2017 года, после нескольких лет использования 3D-принтеров в его работа в Форде. «У меня всегда была любовь к американским горкам и страсть к созданию моделей американских горок с конечной целью создания функциональной уменьшенной версии, — объясняет Шмотцер. «С программным обеспечением SOLIDWORKS и технологией 3D-печати я понял, что у меня есть инструменты, необходимые для создания функциональных копий, моделирования деталей в SOLIDWORKS и экономичной их 3D-печати, что превратило создание в моем гараже работающей американской горки из мечта в реальность».

Invertigo был первым выбором американских горок Шмотцера, потому что он хотел создать точную копию американских горок, на которых он действительно ездил, а также нуждался в относительно короткой компоновке, чтобы разместить масштабную копию в своем гараже. Шмотцер взял макет для Invertigo из видеоигры NoLimits Coaster Simulator 2 и экспортировал точки данных координат XYZ макета позвоночника дорожки в электронную таблицу Microsoft® Excel®, с помощью которой он применил требуемый коэффициент масштабирования перед импортом масштабированных координат в SOLIDWORKS. Затем он использовал Solidworks для разработки профиля дорожки, структур поддержки, поездов, механизмов и запуск станции.

Хотя моделирование и 3D-печать компонентов Invertigo были довольно простыми, Шмотцер говорит, что он столкнулся с проблемами в обеспечении бесперебойной работы автомобилей на трассе и прохождения трассы. «Детали было довольно легко смоделировать и уменьшить, но физика на работе плохо масштабируется, потому что трение и сила не являются пропорциональными», — подчеркивает Шмотцер. «Например, автомобиль с американскими горками весит от 1000 до 2000 фунтов, а автомобиль-реплика весит менее 25 фунтов. Самыми сложными задачами были снижение трения на колесах поезда, обеспечение правильной работы подъемных подъемников во время движения с гравитационным приводом и минимизация вибрации рельса, чтобы гарантировать, что поезд завершает весь круг движения, не сходя с колеи».

Шмотцер решил проблему трения, используя специальные керамические подшипники, заменил механизм подъема с цепной передачей на систему на основе магнита и заменил рельсы с 3D-печатью пластиковыми трубками, которые он приклеил к гусенице с 3D-печатью, участки которой скреплены болтами. вместе с крепежом M2. Реплика Invertigo состоит из 33 отдельных секций дорожки и располагается на столе размером 4 × 8 футов. Функциональная копия американских горок будет запущена и выставлена ​​на выставке SOLIDWORKS World 2019 в Далласе.

Стальная месть, комментирует Бэтмен

Новости о достижениях Шмотцера с копией Invertigo вскоре привлекли внимание поклонников американских горок, включая руководство Cedar Point, которое привлекло Шмотцера для создания точной копии своей новой американской горки: Steel Vengeance. Дебютировав в 2018 году, Steel Vengeance превратил старые деревянные горки Mean Streak в гипергибридные горки сталь-на-дереве, которые сочетают в себе старую конструкцию катания и деревянную опорную конструкцию с современными характеристиками стальных горок, включая 90-градусный — начальное падение стопы; четыре инверсии; и 30 секунд эфирного времени, больше всего на американских горках на Земле.

Хотя точная копия Steel Vengeance в масштабе 1:42, которая демонстрируется в Cedar Point, является статической моделью, которая не работает, проект все еще был сложным, поскольку он объединял 3500 3D-печатных компонентов со сложной структурой поддержки из липы. «Cedar Point дал мне чертежи для поездки, в результате чего была получена самая крутая модель в мире», — отмечает Шмотцер. «Они не хотели операционной привлекательности — только новинка, которую можно было продемонстрировать в рамках запуска Steel Vengeance. Тем не менее, я многому научился, создавая реплики Invertigo и Steel Vengeance — знания, которые были использованы для моего следующего проекта: «Бэтмен: поездка».

Автоматизация SolidWorks для создания секций треков

Шмотцер смог сократить время моделирования и 3D-печати на реплике «Бэтмен: поездка», используя свой опыт первых двух проектов реплики для разработки более систематического подхода; используя дополнительные, более быстрые 3D-принтеры; и используя открытый API-интерфейс SOLIDWORKS для автоматизации создания секций дорожек в SOLIDWORKS. «С Invertigo на печать каждой из 33 секций трека ушло 12 часов, поэтому на создание всего трека ушло более месяца», — отмечает Шмотцер.

«Но что действительно добавило времени проектирования, так это соединение отдельных секций трека в SOLIDWORKS», — продолжает Шмотцер. «Мне пришлось вручную соединять все секции треков на Invertigo, что заняло около трех недель. На Batman the Ride есть 86 участков трассы, что более чем вдвое больше, чем у Invertigo. Итак, я работал с моей женой, ученым-компьютерщиком, чтобы объединить серию макросов с исполняемым файлом, который она создала в Microsoft Visual Studio®, чтобы автоматизировать процесс объединения дорожек. То, что раньше занимало три недели ручного труда на Invertigo, теперь это просто нажатие кнопки на Batman the Ride. Я также увеличил количество используемых 3D-принтеров с шести до 10. »

Шмотцер говорит, что в качестве своего следующего проекта он выбрал «Поездку Бэтмена», потому что 11 из них установлены в парках развлечений Six Flags по всей территории Соединенных Штатов, и больше людей знакомы с поездкой, чем с отдельными поездками, которые находятся только в одном месте. «Часть того, что мне нравится в этом хобби, это то, что мне нравится встречать новых людей и вносить вклад в удовольствие других», — говорит Шмотцер. «Что может быть лучше для достижения этой цели, чем создание копий американских горок, которые многие люди знают и любят».

Вдохновляющие дизайны тематического парка будущего

Шмотцер также хочет использовать свое увлечение репликой американских горок, чтобы вдохновить дизайнеров и инженеров американских горок и тематических парков на завтрашний день. Именно поэтому он привез и продемонстрировал свою копию Invertigo во время посещения со студентами курса по проектированию тематических парков (TPED) в Пердью, где Шмотцер работает над получением степени магистра в области машиностроения.

«Это была отличная встреча со студентами TPED и ответы на их вопросы», — говорит Шмотцер. «Если мое увлечение репликой американских горок может вдохновить хотя бы одного из них на карьеру дизайнера американских горок, то я все делаю правильно. Я просто люблю американские горки и люблю общаться с другими поклонниками американских горок ».

Что будет дальше с Шмотцером? «Макет для Millenium Force [в Cedar Point], моих любимых американских горках, наполовину готов, и я закончил дизайн и напечатал разделы Magnum XL-200 [также в Cedar Point], другого фаворита», — Шмотцер говорит. «Кто знает, сколько я заработаю в ближайшие годы».

 

Back to Top