Подписаться ВК
 25.07.2019 в 20:35   3dmodeller

Реверс инжиниринг и 3d сканирование

Поделиться
с друзьями:

Реверес инжиниринг — это мощный способ создания цифровых моделей по образу физического объекта, который может стать ценным инструментом 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. Благодаря возможности захвата и изменения физических объектов, вы можете создавать детали с помощью 3D-печати, которые идеально подходят к существующим продуктам всех видов. В этом посте мы рассмотрим пошаговый процесс обратного инжиниринга для вторичного рынка цифровых датчиков, а также советы по использованию правильных инструментов обратного инжиниринга, от программного обеспечения САПР до 3D-сканеров и 3D-принтеров.

От физического к цифровому: сетки и твердые тела

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

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

Сетки — это основной результат всех 3D-сканеров, и формат, который обычно понимают 3D-принтеры (STL). Сетка представляет собой поверхность формы с большим количеством треугольников, соединенных от края к краю. Модели сетки не содержат никакой информации об объекте, кроме положения треугольников, которые определяют форму.

С другой стороны, инженеры обучены работать с твердотельными моделями . Твердые модели содержат информацию о том, как проектируется объект, и эта информация явно кодируется в модель как функции в «стеке» логических шагов. В твердом САПР можно изменить размеры для одного элемента, а остальная часть модели будет обновлена, чтобы учесть это изменение.

Поскольку в сетках отсутствует информация о построении объекта, способы изменения модели сетки ограничены — программное обеспечение САПР, такое как Solidworks и Onshape, не может напрямую изменять сетки. Если вам необходимо внести значительные изменения в базовый дизайн отсканированной детали, сетка должна быть преобразована в твердый чертеж САПР: этот процесс является обратным проектированием .

Обратный Инженерный Рабочий Процесс

Обратный инжиниринг важен, когда вы хотите создать новые детали, которые ссылаются или включают более старые проекты, где исходный проект САПР недоступен.

Например, вы можете создавать запасные детали, которые соответствуют оригинальному дизайну поврежденных существующих деталей, или использовать процессы обратного инжиниринга для интеграции сложных поверхностей из существующих объектов в 3D-печатные приспособления, которые полезны при модификации изделий массового производства и изделий ручной работы.

Чтобы продемонстрировать основные этапы процесса обратного инжиниринга, давайте рассмотрим процесс создания сборочного зажима для цифрового датчика вторичного рынка, который устанавливается на вентиляционное отверстие Volkswagen Golf.

1. Подготовьте объект для сканирования

Распылить на поверхность временный матовый порошок, чтобы улучшить точность сканирования. Даже слегка глянцевые поверхности имеют тенденцию ухудшать качество сканирования, в то время как отражающие и прозрачные поверхности не могут сканироваться вообще без матового покрытия.

Используйте временную 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.

3. Уточнение сетки

Некоторые сканеры производят очень большие файлы сетки, что приведет к остановке последующих шагов.

Программное обеспечение сканера устраняет небольшие разрывы и упрощает сканирование, делая данные более управляемыми в САПР. Постарайтесь максимально уменьшить модель, не разрушая важных деталей.

Совет : Если вам нужно больше контроля, Meshmixer — отличный выбор для уточнения отсканированных сеток.

4. Импорт сетки в САПР

Импортируйте сетку в программное обеспечение САПР, оснащенное инструментами обратного проектирования. 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 дизай

Совет . Облегчите рисование, повернув и выровняв отсканированное изображение в направлении направления обзора.

5. Извлечь важные поверхности

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

Полуавтоматическое сканирование

Сложные криволинейные поверхности трудно рисовать вручную, поэтому вы можете выбрать полуавтоматическое всплытие. 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 различными 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 требуется максимальная возможность редактирования в дальнейшем и когда важна точность острых кромок.

Поверхностный результат, после обрезки.

Автоматическое сканирование

Автоматическое всплытие создает твердую модель из любого водонепроницаемого сканирования . Вы можете использовать стандартные инструменты САПР для вычитания и добавления к этому телу 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 точного или повторного изменения объекта ручной работы. В этих случаях автоматическое всплытие является отличным способом сэкономить время моделирования.

Примечание . Сравните результаты автоматического всплытия с полуавтоматическим всплытием: некоторая точность теряется, особенно вокруг острых кромок.

Прорисовка вручную

Для простых функций, таких как бобышки, отверстия и карманы, обычно наиболее быстро и точно перерисовать объекты, используя модель сканирования в качестве справочной. Программное обеспечение обратного инжиниринга позволяет создавать на эскизе плоскости эскиза, выровненные по плоскостям, и извлекать поперечные сечения из сетки сканирования , что помогает согласовать форму исходного объекта.

6. Интегрировать новые объекты

После того, как отсканированное изображение преобразовано 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 всплытия.

7. 3D печать нового дизайна

Печать зажима на 3D-принтере Formlabs Form 2 стереолитографии (SLA) обеспечивает высокую точность, сравнимую с производительностью 3D-сканеров инженерного уровня. Использование Formlabs Жесткой смолы для своей прочности и точности.

Закажите бесплатный образец, напечатанный на жесткой смоле.

После того, как эти шаги выполнены, 3D-печатный зажим готов к использованию, чтобы установить новый датчик на вентиляционном отверстии OEM.


Финальная 3D-сборка, напечатанная на фотополимерном принтере
Комментарии: