Как использовать 3D-сканирование и 3D-печать для реверс инжиниринга

Пост обновлен 21 окт. 2019 г.


Реверс инжиниринг - это мощный способ создания моделей, который может стать ценным инструментом в вашем наборе инструментов для создания прототипов наряду с такими технологиями, как 3D-сканирование и 3D-печать. 3D-сканеры очень быстро измеряют сложные объекты и могут значительно ускорить рабочий процесс проектирования, когда используются реальные объекты. Имея возможность фиксировать и изменять физические формы, вы можете создавать детали с помощью 3D-печати. Напечатаные детали позволяют определять местоположение сверла или пилы или точно собирать детали.

От обьекта к 3D-модели: сетки и твердые тела

Одной из самых больших проблем, с которыми сталкиваются люди при преобразовании физических объектов в цифровые, является серьезная несовместимость между двумя различными типами трехмерных моделей: сетками и твердыми телами.

3D-сканер выводит сетку, а не конструктивную модель. Сетки должны быть изменены, чтобы их можно было редактировать.

Сетки - это основной вывод всех 3D-сканеров, а формат, который обычно понимают 3D-принтеры (STL). Сетка представляет собой поверхность с большим количеством треугольников, соединенных от края к краю. Модели сетки не содержат никакой информации об объекте, кроме положения треугольников, которые определяют форму. Твердые модели содержат информацию о том, как проектируется объект. Поскольку в сетках отсутствует информация о конструкции объекта, способы изменения модели сетки ограничены - программы САD, такие как Solidworks и Onshape, не могут напрямую изменять сетки. Если вам необходимо внести серьезные изменения в отсканированную деталь, сетка должна быть преобразована в твердый чертеж САD: этот процесс называется реверс инжинирингом.


Рабочий процесс реверс инжиниринга

Реверс инжиниринг важен, когда вы хотите создать новые детали, которые строятся включая более старые конструкции. Например, вы можете создавать запасные детали, которые соответствуют первоначальному дизайну поврежденных существующих деталей, или использовать процессы реверс инжиниринга для интеграции сложных поверхностей из существующих деталей в обьекты для 3d-печати, которые полезны при модификации изделий массового производства и изделий ручной работы. Давайте рассмотрим процесс основных этапов реверс инжиниринга.

1. Подготовка объекта для сканирования.

Нужно распылить на поверхность матовый порошок, чтобы повысить точность сканирования. Даже слегка блестящие поверхности имеют тенденцию ухудшать качество сканирования, в то время как отражающие и прозрачные поверхности не могут сканироваться вообще без матового покрытия.

Используйте матовую пудру, чтобы улучшить точность сканирования вашего объекта.

2. 3D-сканирование объекта

Используйте высокоточный 3D-сканер для захвата важных разделов детали. Настольные световые или лазерные сканеры являются подходящими инструментами для работы с точностью ± 100 или выше.

Примечание. Возможно, вам придется несколько раз ориентировать и повторно сканировать ваш объект, если у него глубокие углубления.

3. Уточнение сетки

Некоторые сканеры создают очень большие сетки, что приведет к остановке последующих шагов. Программное обеспечение сканера устраняет небольшие разрывы и упрощает сканирование, делая данные более управляемыми в CAD. Постарайтесь максимально упростить модель, не разрушая важных деталей.

4. Импорт сетки в САD

Импортируйте сетку в программное обеспечение САD, оснащенное инструментами реверс инжиниринга. Geomagic для Solidworks - мощный выбор для шлифовки сложных, органических форм. Если вы выполняете реверс инжиниринг детали с более простыми плоскими поверхностями, Xtract3D является менее дорогой и легкой альтернативой. На этом шаге переместите и поверните сетку сканирования в соответствии с любыми существующими компонентами дизайна.

5. Извлечь важные поверхности

Существует три пути для извлечения формы сканирования для создания цельной модели, которую можно редактировать с помощью инструментов САD: полуавтоматическое, автоматическое и перерисовка вручную.


Полуавтоматическое

Сложные криволинейные поверхности трудно рисовать вручную, поэтому вы можете выбрать полуавтоматическое редактирование. Эта функция генерирует поверхности, которые соответствуют обнаруженным областям сканирования. Изменяя чувствительность функции обнаружения поверхности, можно найти разные поверхности.

Совет: Geomagic для Solidworks обнаруживает поверхности на скане для соответствия трехмерным кривым. Используйте «кисть», чтобы вручную добавить или вычесть области сканирования из каждого региона.

Возможно, вам придется повторить этот процесс несколько раз с разными настройками чувствительности, чтобы обнаружить все ваши поверхности. Затем эти поверхности можно обрезать и связать вместе для создания редактируемого тела. Используйте полуавтоматический всплывающий слой для воссоздания изогнутых фигур, когда вам потребуется максимальная возможность редактирования в дальнейшем и когда важна точность острых кромок.

Автоматическое

Автоматическое редактирование создает твердую модель из любого сканирования. Вы можете использовать стандартные инструменты САD для вычитания и добавления этого тела с автоматическим покрытием, но будет сложнее перемещать основные элементы вокруг самого тела.

Вам может не понадобиться контроль над расположением краев. Например, если вы сканируете часть человеческого тела, чтобы создать нестандартные изделия эргономичной формы, или хотите создать зажим для точной или многократной модификации объекта ручной работы. В этих случаях автоматическое редактирование является отличным способом сэкономить время моделирования.

Примечание. Сравните результаты автоматического редактирования с полуавтоматическим некоторая точность теряется, особенно вокруг острых кромок.

Ручная перерисовка

Для простых изделий, таких как отверстия и карманы, обычно наиболее быстро и точно перерисовать элементы, используя модель сканирования в качестве справочной. Программное обеспечение реверс инжиниринга позволяет создавать на эскизе плоскости, и извлекать поперечные сечения из сетки сканирования, что помогает вам подобрать форму исходного объекта.

6. Интегрировать новые объекты

После того, как скан был преобразован в твердое тело, его можно вычесть из другого твердого тела, чтобы создать зажим, который надежно удерживает исходную деталь. Конструкция нового измерительного компонента также ссылается на размеры сканирования, используя кривые, извлеченные с помощью полуавтоматического редактирования.

7. 3D печать

Печать на 3D-принтере Formlabs Form 2 обеспечивает высокую точность, сравнимую с производительностью 3D-сканеров инженерного уровня. Используйте Formlabs Rigid Resin для прочности и точности детали.

После того, как эти шаги выполнены, напечатаная деталь готова к использованию.

Финальная деталь, напечатанная с помощью Rigid Resin

Правильные инструменты для реверс инжиниринга

Первый шаг к запуску деталей для реверс-инжиниринга - найти 3D-сканер, который наилучшим образом соответствует вашим потребностям. Выбрать 3D-сканеры которые дополняют высокоточную 3D-печать по ссылке.


Оригинальную версию статьи можете просмотреть на официальном сайте Formlabs.

Просмотров: 18

Оборудование

Сервис

Информация 

Дополнительно 

  • ​Производители

  • Для бизнеса

  • Поставщикам

  • Сравнение

Яндекс деньги

Оплата на карту

Pay Pal

Qiwi

Приват 24 Оплата частями

© 2017-2020 ТОВ "3Д Сервис"

ЕГРПОУ 42859241

3D Service LLC