Vea la montaña rusa funcional impresa en 3D en SOLIDWORKS World 2019

El Invertigo. Venganza de acero. Batman. Aunque esto pueda sonar como títulos de cómic a primera vista, son en realidad los nombres de las  montañas rusas mas populares ubicadas en los parques de diversiones en los Estados Unidos las cuales han cosechado la pasión y el interés de Matt Schmotzer.

Un ingeniero en sistemas que trabaja en nuevos sistemas de medición de combustible para motores de 2,0 L/2,3 L en la Ford Motor Company por día, Schmotzer dedica su tiempo libre a una réplica de la montaña rusa que combina su entusiasmo por los paseos emocionantes, con sus habilidades de modelado de SOLIDWORKS y 3D printing expertise. Invertigo, la réplica a escala 1:25 completamente funcional de Schmotzer la montaña rusa de lanzadera de boomerang invertida del mismo nombre en King´s Island, cerca de Cincinnati, Ohio, estará en exhibición en SOLIDWORKS World 2019 de febrero 10-13 en Dallas, Texas.

La pasión de este aficionado por la réplica de esta montaña rusa y a los paseos emocionantes comenzó después de que montó Iron Dragon, una montaña rusa suave suspendida en Cedar Point en Sandusky, Ohio, de niño. La familia de Schmotzer visitó Cedar Point, que se hace llamar a si misma como La capital mundial de las montañas rusas, con 18 paseos en la montaña rusa, cada verano, y mientras esas experiencias contribuyeron al amor de Schmotzer por las montañas rusas, no atrapó el roller-coaster-replica-making bug hasta que aprendió a utilizar el software de diseño de SOLIDWORKS mientras completaba su proyecto de diseño Senior en la Universidad de Purdue y herramientas de impresión 3D durante su trabajo en Ford.

«Estudié ingeniería mecánica y me especialicé en tecnología de gráficos informáticos en licenciatura en Purdue», recuerda Schmotzer. «Mientras tomé algunos cursos sobre el software de diseño 3D CATIA® y regularmente utilizo CATIA en mi trabajo en Ford, la escuela de ingeniería mecánica requería que utilizara el software de diseño 3D de SOLIDWORKS® para completar mi proyecto de diseño Senior. Aprendí a usar SOLIDWORKS muy fácilmente debido a su interfaz de usuario intuitiva y he continuado utilizando SOLIDWORKS para mi hobby de réplica de montaña rusa desde entonces »

Schmotzer, que ahora tiene un asiento en la Junta Consultiva de Dassault Systèmes SOLIDWORKS 3D by me Advisory Board, proporcionando información sobre lo que los aficionados quieren ver en un paquete CAD 3D, comenzó a trabajar en la réplica de Invertigo a principios de 2017, después de varios años de uso de impresoras 3D en su trabajo en Ford.  «Siempre he tenido un amor por las montañas rusas y una pasión por la construcción de modelos de montaña rusa con el objetivo final de crear una versión escalable funcional y operativa», explica Schmotzer. «Con el software SOLIDWORKS y la tecnología de impresión 3D, me di cuenta que tengo las herramientas que necesito para crear réplicas funcionales, modelar las piezas en SOLIDWORKS e imprimirlas de forma rentable en 3D, lo que transformó la construcción de una montaña rusa de trabajo en mi garaje de un sueño en una realidad.

Invertigo fue la primera elección de montaña rusa de Schmotzer porque quería crear una réplica de una montaña rusa que en realidad había montado y también necesitaba un diseño relativamente corto para adaptarse a la réplica a escala en su garaje. Schmotzer tomó el diseño de Invertigo del videojuego NoLimits Coaster Simulator 2 y exportó los puntos de datos de coordenadas XYZ del layout del lomo de la pista a una hoja de cálculo de Microsoft® Excel®, con la que aplicó el factor de escalado deseado antes de importar las coordenadas escaladas en SOLIDWORKS. A continuación, utilizó SOLIDWORKS para diseñar el perfil de la pista, la estructura de soporte, los trenes, los mecanismos y la estación de lanzamiento.

Aunque el modelado y la impresión 3D de los componentes Invertigo era bastante sencillo, Schmotzer dice que encontró desafíos en conseguir los coches para funcionar suavemente en la pista y completar el circuito de la montaña rusa. «Las piezas eran bastante fáciles de modelar y reducir, pero la física en el trabajo no escala bien porque la fricción y la fuerza no son propocionales», subraya Schmotzer. «Por ejemplo, un coche de montaña rusa pesa 1.000 a 2.000 libras y el coche réplica pesa menos de 25 libras. Los mayores desafíos fueron reducir la fricción en las ruedas del tren, conseguir que las colinas de levantamiento funcionen correctamente en un recorrido impulsado por la gravedad, y minimizar la vibración del carril para garantizar que el tren complete todo el circuito de conducción sin salir de la pista «.

Schmotzer resolvió el problema de la fricción usando los cojinetes de cerámica especiales, substituyó el mecanismo de elevación conducido con cadena con un sistema basado en imanes, y substituyó los carriles impresos en 3D con la tubería plástica que él pegó a la pista también impresa en 3D, secciones que están unidas con sujetadores M2. La réplica de Invertigo comprende 33 secciones separadas de la pista y se asienta sobre una mesa de 4 × 8 pies. La réplica de la montaña rusa funcional se ejecuta y se muestra en SOLIDWORKS World 2019 en Dallas.

Vea el video a continuación para escuchar a Matt describir lo que le inspiró para empezar a crear réplicas de montaña rusa.

Conmemorando la venganza de acero, tomando en Batman

Las noticias del logro de Schmotzer con la réplica de Invertigo pronto atrajo la atención de los aficionados a la montaña rusa, incluyendo la gerencia en Cedar Point, que contrató a Schmotzer para crear una réplica de su nueva montaña rusa: Steel Vengeance. Debutando en 2018, Steel Vengeance transformó la vieja montaña media Streak de madera en una montaña rusa hiper híbrida, de acero sobre madera, que combina el antiguo diseño de la conducción y la estructura de soporte de madera con el rendimiento moderno de la montaña de acero, incluyendo una caída inicial de 205 pies a 90 grados; cuatro inversiones; y 30 segundos de tiempo suspendido, más en cualquier montaña rusa en la tierra.

Aunque la réplica de Steel Vengeance a escala 1:42, que está en exhibición en Cedar Point, es un modelo estático que no es funcional, el proyecto seguía siendo desafiante porque combinaba 3.500 componentes impresos en 3D con una estructura de soporte de tilo intrincada. «Cedar Point me dio los planos para el viaje, lo que resultó en el modelo más fresco de la historia», señala Schmotzer. «Ellos no querían una atracción operativa, sólo una novedad para poner en exhibición como parte del lanzamiento de Steel Vengeance. Sin embargo, aprendí mucho de hacer las réplicas de Invertigo y Steel Vengeance — conocimiento que se puso a buen uso en mi próximo proyecto: Batman The Ride «.

Automatización de SOLIDWORKS para crear secciones de pista

Schmotzer fue capaz de reducir el modelado y el tiempo de impresión 3D en la réplica de Batman The Ride aprovechando su experiencia de los dos primeros proyectos de réplica para desarrollar un enfoque más sistemático; mediante el uso de impresoras 3D adicionales y más rápidas; y aprovechando la API de SOLIDWORKS abierta para automatizar la creación de secciones de pista en SOLIDWORKS. «Con Invertigo, cada una de las secciones de la pista 33 tardó 12 horas en imprimirse, por lo que toda la pista tardó más de un mes en crearse», señala Schmotzer.

«Pero lo que realmente agregó al tiempo de diseño fue empalmar juntas las secciones individuales de la pista en SOLIDWORKS», continúa Schmotzer. «Tuve que empalmar manualmente todas las secciones de la pista en Invertigo, que tardaron unas tres semanas. En Batman the Ride, hay 86 secciones de pista, más del doble de la de Invertigo. Por lo tanto, trabajé con mi esposa, científica informática, para combinar una serie de macros con un archivo ejecutable que creó en Microsoft Visual Studio® para automatizar el proceso de empalme de pistas. Lo que solía tomar tres semanas de esfuerzo manual en Invertigo es ahora sólo un botón clic en Batman the Ride. También he aumentado el número de impresoras 3D que utilizo de seis a diez. »

Schmotzer dice que eligió a Batman the Ride como su próximo proyecto porque hay 11 de ellos instalados en Six Flags parques de diversiones en todo Estados Unidos y más personas están familiarizados con el paseo que son con paseos individuales que están sólo en un lugar. «Parte de lo que me gusta de este pasatiempo es que me gusta conocer gente nueva y contribuir al disfrute de los demás», dice Schmotzer. «Qué mejor manera de lograrlo que construyendo réplicas de montañas rusas que muchas personas conocen y aman».

Inspirando a los diseñadores del parque temático del futuro

Schmotzer también quiere usar su hobby de réplica de la montaña rusa para inspirar a los diseñadores e ingenieros de la montaña rusa y los parques temáticos del mañana. Es por eso que trajo y demostró su réplica de Invertigo durante una visita con estudiantes en el curso de Ingeniería y Diseño de Parques Temáticos (TPED, por sus siglas en inglés) en Purdue, donde Schmotzer está trabajando en su licenciatura en Ingeniería Mecánica.

«Fue un gran encuentro con los estudiantes de TPED y responder a sus preguntas», dice Schmotzer. «Si mi hobby de réplica de la montaña rusa puede inspirar a solo uno de ellos a seguir una carrera como diseñador de montañas rusas, entonces estoy haciendo algo bien. Me encantan las montañas rusas y disfruto interactuando con otros fanáticos de las montañas rusas «.

¿Qué sigue para Schmotzer? «El diseño de Millenium Force [en Cedar Point], mi montaña rusa favorita, está a medio hacer, y he completado el diseño y las secciones impresas de la Magnum XL-200 [también en Cedar Point], otra favorita», Schmotzer dice. «Quién sabe cuántos voy a hacer en los próximos años».

Para obtener más información sobre las réplicas de la montaña rusa de Schmotzer, visite sus páginas de Instagram, YouTube, Facebook y Linkedin.