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Engenharia Reversa Ajuda a Restaurar Monumento do "Carro do Rei" do País de Gales 1

As novas tecnologias existentes no mercado oferecem benefícios atraentes para desafios únicos. Em um projeto recente para restaurar o mascote da Britannia-upon-Globe que simboliza o Carro do Rei no País de Gales, uma empresa do Reino Unido usou a digitalização 3D e CAD para criar uma réplica 3D precisa de uma forma que teria se perdido na história.

A personificação do Reino Unido

A “Britannia” é a personificação feminina do Reino Unido, que é frequentemente representada com uma lança tridente na mão e um leão aos seus pés. Por volta de 1920, um escultor desconhecido esculpiu uma estatueta de bronze da Britânia em pé sobre o globo. Um aprendiz fez uma pequena cópia de bronze revestida com níquel para ser usada como mascote, ou ornamento do capô, em qualquer veículo em que o rei George V estivesse andando.

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Um fluxo de trabalho de Digitalização-para-CAD foi usado para recriar a herança britânica do mascote emblemático do King’s Car.

Em 1926, o filho de George, Edward, príncipe de Gales, encomendou um Rolls Royce único conhecido como RF 14. Quando George V morreu em 1936, Edward aceitou o trono como Edward VIII. O mascote Britannia foi transferido para o RF 14 para significar que agora era o Carro do Rei oficial. Em menos de um ano, Edward abdicou do trono para se casar com o divorciado americano Wallis Simpson, e passou a maior parte do resto de sua vida morando no exterior.

Restaurando o Carro do Rei

O mascote Britannia, em seguida, equipou os veículos de George VI, que sucedeu a Edward VIII, e mais tarde os da rainha Elizabeth, a rainha-mãe. O mesmo mascote agora está no carro do príncipe de Gales, Charles. Nesse meio tempo, o RF 14 foi removido para um reparo e desapareceu. Na década de 1990, Ted Overton, da Overton Vehicle Overhauls, encontrou o carro em uma pilha de máquinas agrícolas antigas em uma fazenda de Suffolk. Overton comprou o carro e passou as últimas duas décadas restaurando-o com amor à sua condição original. Apenas uma parte estava faltando – o mascote – e Overton estava determinado a restaurá-la à sua posição de honra.

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A digitalização 3D permitiu a criação de uma cópia exata da estátua original.

Overton descobriu que a escultura original em que o mascote fora copiado estava em um cofre no porão do National Motor Museum, em Beaulieu, no Reino Unido. O museu concordou em deixá-lo escanear a escultura, mas quando Overton a examinou, reparou que ela não estava 100% completa. Além disso, Overton não tinha como saber o tamanho do mascote. Através de um amigo, ele entrou em contato com um mecânico da frota real de veículos que passou o pedido para o príncipe Charles. O príncipe Charles disse que o mascote tinha 200 mm de altura, metade do tamanho da escultura original.

Colocando o mascote em seu devido lugar

Procurando por um empreiteiro que pudesse criar uma cópia perfeita do original defeituoso, Overton escolheu uma empresa de Brentwood, no Reino Unido, que oferece um serviço de engenharia reversa baseado no fluxo de trabalho digital completo da 3D Systems, assim como nós da RESCANM oferecemos aqui no Brasil.

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Usando o Geomagic Freeform®, os dados digitalizados foram aperfeiçoados digitalmente antes de entrar em um fluxo de trabalho de impressão e fundição 3D.

A equipe começou digitalizando a escultura com um scanner 3D Geomagic Capture™, que oferece uma resolução de 0,110 mm e uma precisão de 0,06 mm. “O scanner Geomagic Capture fornece o nível extremo de detalhes e precisão necessários para capturar os detalhes da escultura”, disse Ian Carter, proprietário da empresa responsável pelo trabalho de digitalização. A equipe executou o escaneamento no nível mais alto possível de resolução e importou a nuvem de pontos resultante para o software Geomagic Wrap®, onde converteram a nuvem de pontos em uma malha STL de 700 Megabytes.

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A equipe então importou a malha para o software de design e modelagem Geomagic Freeform®. “As ferramentas de escultura do Freeform são equivalentes ao trabalho com as mãos com um pedaço de argila, só que de uma forma digital”, disse Carter. A equipe usou um dispositivo háptico 3D Systems Touch ™ que fornece o “tato” para criar a sensação física de esculpir em um ambiente virtual. Eles usaram uma variedade de ferramentas do Freeform com o dispositivo háptico, incluindo bisturis e raspadores de diferentes tamanhos, e até ferramentas progressivamente menores para aprimorar os detalhes, terminando com ferramentas do tamanho de uma cabeça de alfinete.

Britannia está usando sandálias, mas Carter não estava satisfeito com os detalhes dela, então usou ferramentas de escultura da Freeform para distinguir os dedos dos pés individuais. A mão que segura o tridente estava originalmente em uma posição não natural, de modo que a colocaram em uma posição mais natural com o dispositivo háptico. Eles também separaram seus dedos individuais, que estavam misturados na digitalização original. Eles ajustaram os detalhes em seu rosto, reduzindo o tamanho do nariz e adicionando detalhes em torno de seus olhos.

“Sempre que fizemos algo que não saiu muito bem, pressionamos o Control-Z para desfazer o movimento e refizemo-lo até conseguirmos acertar”, disse Carter. A equipe projetou o hardware de montagem no sistema SOLIDWORKS CAD e exportou arquivos STEP que foram importados para o Freeform e subtraídos do modelo Britannia. O Freeform foi então usado novamente para reduzir o modelo para a metade do seu tamanho original.

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Enfim, a impressão 3D. Com mais detalhes do que a versão original

O próximo passo foi imprimir em 3D um modelo de plástico que serviria como padrão para fundição de metal. O processo de impressão tinha que conter os detalhes extremamente pequenos criados no Freeform. Alguns acabamentos tiveram que ser evitados porque os detalhes do modelo são tão pequenos que seria extremamente difícil realizar qualquer acabamento sem danificá-los.

A equipe resolveu esse desafio imprimindo o modelo usando a tecnologia da MultiJet Printing (MJP) da 3D Systems no modo XHD que imprime em 750 (eixo x) por 750 (eixo y) por 1600 (eixo z) pontos por polegadas (dpi) em camadas de 16 mícrons. “A máquina forneceu o nível de detalhe e acabamento de superfície que precisávamos, tanto para o design visual em si quanto para o design de montagem do modelo”, disse Carter. “No final, chega a ser difícil dizer se a peça foi impressa em 3D ou moldada por injeção.”

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A parte final fundida do carro do Rei foi desenvolvida graças à tecnologia de digitalização 3D da Geomagic e da impressão 3D multi jato a partir de sistemas 3D.

A equipe despejou um molde de silicone de vulcanização à temperatura ambiente (RTV) em torno do modelo. Eles cortaram o molde em várias seções para facilitar a remoção e depois usaram o molde para criar um padrão de cera. O padrão de cera, por sua vez, foi usado no processo de fundição por injeção para moldar uma versão de latão do mascote que era revestido com níquel.

“O resultado é um mascote exatamente igual ao original, exceto que, quando você olha de perto, vê alguns detalhes adicionais que acrescentamos, além de outras melhorias”, disse Carter. “O veículo e o mascote permanecem em posse do Sr. Overton, que os exibe para o público. Este projeto fornece um exemplo típico do fluxo de trabalho digital contínuo que que pode ser usado para dar vida a projetos das mais variadas dificuldades”.

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