Så bygger man en bil i datorn!
Så bygger man en bil i datorn!
Stefan Jansson, designer på Volvo Monitoring and Concept Center i Camarillo i Kalifornien beskriver hur Volvo SCC fick sin form med hjälp av datorer. Han var projektansvarig för den yttre formgivningen av SCC:
Projektet att utveckla en konceptbil skiljer sig i många avseenden från att utveckla en bil som skall gå i produktion. Men det finns också många likheter. Den viktigaste skillnaden är den tid och de ekonomiska resurser som avsätts. Detta beror på att en konceptstudie inte behöver nå samma grad av genomförbarhet som en produktionsmodell. Likheterna är slående, för projekten påminner mycket om varandra i inledningsskedet.
Vi arbetade i flera månader innan det faktiska designarbetet kunde påbörjas. I ett tidigt skede fick vi hjälp med att bestämma grundproportionerna av Doug Frasher, som hade det övergripande designansvaret under projektet, vår chefsdesigner Peter Horbury och våra ingenjörer.
Skisser
Att konstruera och bygga bilen i datorn är dagens ämne, men först vill jag understryka skissernas betydelse. Det finns inget som är lika inspirerande som känslan när man sätter pennan mot papperet i det första idéstadiet. Detta är fortfarande det bästa sättet att beskriva bilens ursprungliga känsla.
I dag kan man faktiskt göra även dessa första skisser på datorn, i ett program som heter Studiopaint. Fördelen är att skisserna kan ändras med avseende på proportioner och detaljer utan att de behöver ritas om från scratch. De kan också väldigt enkelt göras som ett paket och med rätt proportioner. Det var fyra designers som tog sig an våra förslag. Vi ser alltid till att varje enskild designer gör sitt bästa för att bilen skall få den rätta känslan och skicka rätt signaler.
Nära samarbete med teknikerna
Som jag nämnde tidigare började Doug det här samarbetet i ett tidigt skede och det hjälpte oss att
hitta grundmått och proportioner. Att bygga hela bilen i dator ger oss vissa fördelar. Ett exempel var siktlinjerna, som var mycket viktiga för oss i det här projektet. Vi placerade motorhuven mitt i siktlinjen och förlorade inte en millimeter av vare sig synfältet eller bilens visuella intryck. I den här processen arbetade vi med nolltolerans.
I alla designprojekt är ett nära samarbete med teknikerna en av de viktigaste faktorerna om man ska lyckas. Detta är inte av samma avgörande betydelse i ett konceptbilprojekt, men det är ändå viktigt. Den här kommunikationen måste man ha genom hela projektet, från första dagen till den sista.
Snabba modellutkast i programmet Alias
Sedan den ursprungliga designidén hade beslutats tillbringade vi en till två veckor med att bygga upp våra olika förslag i datorprogrammet Alias med utgångspunkt från det grundkoncept som hade tagits fram i samarbete med våra studiotekniker. Alias var ett fantastiskt verktyg när det gällde att förverkliga de formidéer de olika konstruktörerna hade för SCC.
I slutet av den här sessionen hade vi en genomgång med Peter Horbury där vi beslutade att utveckla mina förslag, men att ändra sidoprofilen. Han tyckte om den dubbla linjen som Doug Frasher hade föreslagit längs midjan och helhetsintrycket från "greenhouse" till kaross som kunde ses i Geza Loczis förslag. Eftersom vi alla hade gjort våra bilar i Alias kunde jag lätt importera de delarna från Gezas och Dougs datorer och se om Peter Horburys vision kunde förverkligas.
Peter var nöjd med bilens potentiella möjligheter och jag tog itu med att konstruera bilen med utgångspunkt från dessa måttparametrar. Detta är en stor fördel jämfört med den traditionella lermodellprocessen, där en sådan process skulle ha varit omöjlig. Vi sparade enorma mängder tid.
Fortsatt utveckling i Alias
För att referensmodellen som helhet skulle fungera blev jag tvungen att börja om från början och bygga upp en ny designmodell. Å andra sidan kunde jag tack vare referensmodellen komma igång snabbt och börja finjusteringen av detaljer och volymövergångar i ett tidigt skede. Om man behåller modellens grundkonstruktion, inklusive kurvlinjerna, kan man radera samtliga ytor och bygga upp helhetsbilden på ett par timmar. På ett par dagar om man vill ha fler detaljer .
Det som tar tid när man bygger upp en Aliasmodell är inte att faktiskt bygga upp modellen, utan att analysera den. När man tittar på vad man gjort och ska bestämma hur formen kan förbättras och hur man kan komma vidare. Under projektets gång har jag säkert byggt om hela Aliasmodellen minst 30 gånger. Detta är också något som skulle bli väldigt tidsödande, för att inte säga omöjligt, om man jobbar med lermodeller.
En bilmodell ska ha en enda upphovsman. Den måste byggas upp som en helhet, för att kunna uppfattas som en helhet.
Om man konstruerar en bil på det traditionella sättet genom att bygga en lermodell tillsammans med modellbyggare, så finns det en extra tolkningsfas när man ska försöka beskriva vad man vill uppnå. Man måste beskriva sin vision för någon annan och definiera den genom tydliga instruktioner om hur volymer och övergångar ska hanteras.
Nyckeln till våra framgångar på Volvo är att vi som är designers bygger våra egna Aliasmodeller. Detta betyder att vi har total kontroll över designprocessen utan att behöva riskera tolkningsproblem.
Fysisk utvärdering av konceptet
Som jag nämnde tidigare är den svåraste delen inte att bygga bilen i Alias, utan processen att verifiera det man vill bygga och se till att resultatet faktiskt blir som man vill ha det. Detta gäller inte bara hur bilen faktiskt ser ut, utan också dess funktion.
Vi tyckte att vi behövde utvärdera våra nya, innovativa A-stolpar, så vi visste att de faktiskt fungerade
i enlighet med våra säkerhetsstandarder. Vi visste att de måste provas som fysiska delar och helst i verkliga situationer på gatan. Vi byggde en A-stolpe i vår SLA-maskin (Stereo Lithography) och monterade den på en hyrd jeep. Det är lätt att ta bort hela A-stolpen och vindrutan på en sådan bil.
Denna fysiska A-stolpe var en mycket lätt del att bygga, eftersom vi visste att vi hade utvecklat formen i datorn. Jag hade gjort de yttre ytorna i Alias, medan en ingenjör hade tagit fram insidorna i sitt Catia-program. Vi satt bara fem meter från varandra, så vi kunde arbeta tillsammans. Sedan var det lätt att göra en SLA-modell utifrån det. Om vi hade bett våra modellbyggare att skapa delen från skisser och tekniska ritningar, så skulle det ha tagit veckor och det skulle aldrig ha blivit lika exakt som den noggrannhet på några tiondels millimeter som SLA-maskinen ger.
För utvärdering av formen beslutade vi oss för att göra en skalenlig modell av hela exteriören i skala 1:12. Vårt tidschema var pressat, så det var allt vi hade tid för. Men det hjälpte oss enormt mycket. Tack vare att jag kunde gå runt modellen i stället för att vända och vrida på den i datorn, upptäckte jag saker och ting som jag tyckte att jag behövde rätta till. Har man väl sett problemen i verkligheten, kommer man också att se dem i Alias-modellen. Allt finns där. Det behövs bara en liten knuff i rätt riktning för att upptäcka det.
En av de sista sakerna vi gjorde innan vi släppte den slutgiltiga designen var att fräsa ut en fullskalemodell i solid polystyren. Den hade samma funktion som SLA-modellen, men som bekant finns det inget som går upp emot en fullskalemodell om man vill göra en korrekt analys.
Fortsatt utveckling i Alias
Under den fysiska utvecklingsfasen fortsatte jag att utveckla form och detaljer. Jag byggde också dörrhandtag, dörrspeglar, plenumområdet, torkarblad, bakluckans handtag, baklyktor och strålkastare, inklusive inredningen.
När det gäller strålkastarna arbetade jag tillsammans med vår leverantör Hella för att få fram den form och de optiska egenskaper man kan se på bilen. En viktig faktor när det gäller att utveckla detaljer i datorn är storleken. Det är lätt att lura sig själv så att intrycket av storlek blir fel. Man kan zooma in så att detaljen ser jättelik ut, eller zooma ut så att den ser ut som en leksak. Men gör man helt enkelt en bild och skriver ut den, så får man en uppfattning om storleken. Det minskar risken för överraskningar när man börjar tillverka detaljerna. Detta är en typisk inlärningsprocess hos Alias.
Den slutliga modellen
Har man gjort ett bra jobb på datorn, så borde man nästan kunna luta sig tillbaka och se hur alltsammans faller på plats. Det händer aldrig, men det var ganska nära. Det var bara ett område på hela exteriören, långt ner på bakre stötfångaren, där det behövdes lite handpåläggning. Jag hade gjort en så grundlig utvärdering av konstruktionen på datorn, att det mesta av det jag träffade på under byggfasen var verkliga bagateller. Jag behövde bara kontrollera att de målade rätt färg på rätt del etc. Min huvuduppgift blev att finnas på plats om något skulle dyka upp.