A engenharia reversa tem acelerado o desenvolvimento de produtos e encontrado inúmeras aplicações em diversos campos e o Design X da Oqton tem sido pioneiro quando o assunto é praticidade e qualidade durante o trabalho.
Por exemplo, a mascote da Britannia-upon-Globe, uma estatueta artesanal que simboliza o King’s Car na Grã-Bretanha, foi restaurada transformando uma digitalização 3D em um design para impressão 3D.
Na indústria automotiva, a engenharia reversa é usada para recriar peças de carros antigos desgastadas, como a Cummins fez com seu #28 Diesel Special, ou até mesmo para projetar peças ausentes em torno dos componentes existentes de um carro.
Mais recentemente, a área forense está aproveitando a engenharia reversa para extrair mais informações de cenas de crime.
Se você está considerando usar a engenharia reversa para o desenvolvimento de produtos, um entendimento dos fluxos de trabalho lhe dará uma ideia do tempo e do esforço que precisará investir, o Design X é a plataforma ideal para isso.
O fator-chave que determina a complexidade dos fluxos de trabalho são os modelos 3D.
Do escaneamento 3D para o modelo 3D
A tecnologia que sustenta todas as aplicações de engenharia reversa são os scanners 3D, cuja introdução tornou mais fácil capturar digitalmente as formas dos objetos. No entanto, o caminho dos dados de digitalização 3D para um modelo 3D pode ser longo e sinuoso e requer software intermediário.
Ferramentas CAD são essenciais para o design de produtos, mas a maioria dos softwares CAD não vem com as ferramentas necessárias para processar dados de digitalização.
Criamos o Design X para tornar esse processo mais rápido. Com um kernel de processamento de digitalização, que desenvolvemos ao longo de mais de 25 anos, e um kernel CAD por cima, ele permite que você opere com dados de digitalização como geometrias nativas e extraia os vários tipos de modelos para fabricação.
Para ajudá-lo a entender de que tipo de modelo 3D você precisa, aqui está uma visão geral dos mais comuns.
Uma nuvem de pontos é o mais simples dos modelos 3D usados para representar objetos físicos. É uma imensa coleção de pontos de dados – milhões ou bilhões – no espaço, com cada ponto de posição definido por um conjunto de coordenadas cartesianas (X, Y, Z).
Um scanner 3D combina os ângulos vertical e horizontal criados pelo laser para calcular o posicionamento das coordenadas. Como resultado dos processos de digitalização 3D, as nuvens de pontos são a base para criar modelos CAD, para metrologia e inspeção de qualidade.
Uma malha de polígonos é parente de uma nuvem de pontos criada quando o software combina as medidas das nuvens de pontos e conecta os pontos próximos em triângulos, quadriláteros (quads) ou outros polígonos convexos simples.
A coleção resultante de vértices, arestas e faces juntos define a forma de um objeto. Uma malha de polígonos é fácil de sombrear e renderizar na tela, e todo o software a utiliza para exibir modelos.
Um tipo de modelo muito distante que compartilha pouco com dados de malha de polígonos e nuvem de pontos é o CAD. Feitos de superfícies NURBS (Non-Uniform Rational B-spline), os modelos CAD são um tipo de matemática usada para representar formas 3D dentro do software.
Eles são fáceis de editar com fórmulas e dimensões. Porque você pode ajustar parâmetros de diferentes tipos para fazer um modelo CAD perfeitamente cilíndrico ou perfeitamente plano, dizemos que eles são impulsionados parametricamente.
Você também os ouvirá chamados de “inteligentes”, o que significa que contêm muito mais informações sobre o modelo do que uma nuvem de pontos ou malha.
CAD é o Santo Graal dos modelos 3D no mundo da engenharia e do design. No entanto, atualmente não há uma maneira de simplesmente pegar uma digitalização e convertê-la diretamente em um modelo CAD.
Existem algumas ferramentas auxiliares para nos ajudar a chegar lá e torná-lo muito mais fácil, mas na maioria das vezes os modelos CAD são criados por um designer ou um engenheiro do zero, dentro do software. É demorado, mas também é o tipo de modelo mais comum usado na fabricação hoje em dia.
As superfícies SubD (subdivisórias) são frequentemente usadas em animação e no mundo da AR e VR para diferentes tipos de representações. Elas são um híbrido de uma superfície NURBS controlada com uma armadura de polígonos.
Voxels, que significa pixels volumétricos, são o equivalente 3D dos pixels. Eles são pequenos cubos, equivalentes a grãos de areia. Voxels são frequentemente usados na área da saúde, para modelar próteses ou aparelhos ortodônticos.
Quando usar cada um?
Nem todos os modelos 3D são iguais. Passar de uma nuvem de pontos para um modelo CAD é mais trabalhoso do que chegar a uma malha de polígonos. Mas se você quer investir o esforço para obter um CAD dependerá inteiramente do que você precisa do seu modelo.
Você precisa de uma duplicata exata, falhas de fabricação e tudo mais, ou de um modelo perfeito para fabricação? Aqui estão alguns exemplos de seus usos.
As-Built ou duplicatas exatas são modelos criados para obter uma representação exata. Por exemplo, se você quiser fazer uma órtese ou um dispositivo que envolva a mão de alguém, você precisaria de uma representação da anatomia dessa pessoa com pouquissíma variação. Nossas ferramentas permitem que você envolva superfícies NURBS diretamente na digitalização 3D de um braço e crie uma representação quase exata, dentro de microns da forma original.
Intenção de Design – Modelos 3D de peças industriais não devem ser uma réplica exata porque as peças fabricadas vêm com desvios. Há uma margem permitida entre o design e o produto real, que é chamada de tolerância de fabricação. Enquanto as tolerâncias são aceitas, elas não devem ser incluídas em um modelo digital.
Por que não ambos – Existem casos em que você quer que a maior parte da forma seja as-built, e parte da forma corresponda à intenção de design, como o suporte otimizado topologicamente na imagem acima. Esta forma orgânica foi calculada com software de simulação, que muitas vezes usa modelos de malha, e foi posteriormente envolvida em superfícies CAD. No entanto, porque queremos ter os furos localizados de forma muito precisa, os mantivemos como malha.
Onde o Design X entra no seu fluxo de trabalho?
Agora que entendemos os tipos de modelos 3D, é hora de ficar granular com o fluxo de trabalho de processamento de dados.
Se você precisa de um modelo de malha, o processo é simples. Com o Design X, você pode escanear algo e criar a malha conectando os vértices de uma nuvem de pontos. Impressoras 3D e software de fatiamento para fabricação aditiva lerão arquivos de malha, como STL, PLY e OBJ.
Este fluxo de trabalho simples lhe dá uma duplicata exata, mas com uma importante desvantagem – as características são difíceis de editar.
No entanto, quando se trata de fresamento, um modelo de malha não serve, e o Design X também é capaz de realizá-lo com qualidade. Se você precisa executar um caminho de ferramenta CNC em uma forma, a maioria dos pacotes de Fabricação Assistida por Computador (CAM) resultará em um caminho de ferramenta mais suave em uma superfície NURBS do que em uma malha.
O Design X pode rapidamente envolver superfícies ao redor de uma malha para tornar a programação do caminho da ferramenta mais eficiente.
Finalmente, muitas vezes você quer digitalizar um objeto para criar um modelo CAD completamente apresentável e editável. Isso requer mais esforço, mas é onde o Design X tem o maior impacto.
O Design X processa grandes conjuntos de dados de digitalização com milhões de pontos mais rápido do que qualquer outro software, permitindo que você reverta rapidamente partes físicas de digitalização 3D em modelos CAD paramétricos digitais.
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