noviembre 11, 2024
Empresa de ingeniería minera abre nuevo segmento de servicios gracias a los escáneres 3D Leer el artículoEl diseño asistido por computadora (CAD) se define como el uso de computadoras para asistir en la creación, modificación u optimización de un diseño. El software CAD permite a los diseñadores e ingenieros modelar formas y agregar funciones con el objetivo final de producir piezas. El proceso CAD, sin embargo, es un procedimiento digital cerrado, lo que significa que todas las funciones ocurren digitalmente dentro de la computadora. Pero ¿cómo entramos en este proceso, sabiendo que, por supuesto, no podemos insertar un objeto físico en una computadora?
Las piezas nuevas pueden diseñarse íntegramente y directamente en un software CAD o pueden diseñarse a mano con arcilla u otros materiales. No se deben olvidar las piezas obsoletas y los componentes dañados, ya que a menudo es necesario actualizarlos, reemplazarlos o instalarlos en un nuevo conjunto o entorno. Por lo tanto, es necesario un puente entre el mundo físico y el digital para pasar de un objeto existente a un modelo CAD. El proceso de convertir un objeto físico en un modelo 3D virtual se llama ingeniería inversa, y el puente entre estos dos mundos se puede cruzar gracias a la digitalización 3D.
Al diseñar nuevos productos o adaptar piezas existentes, a los ingenieros y diseñadores les gusta usar escáneres 3D como punto de partida para digitalizar modelos de arcilla o medir objetos físicos para reconstruir sus modelos 3D e integrarlos en sus diseños.
Pero el papel de los escáneres 3D no se detiene en la etapa de diseño. Se pueden utilizar durante todo el proceso de desarrollo del producto. Después de la fabricación, la digitalización 3D participa en el control de calidad al verificar que la pieza sea precisa y se ajuste al modelo CAD. Luego, a medida que se usan las piezas, la digitalización 3D puede revelar si hay deformaciones, mostrando a los ingenieros y diseñadores dónde se deben agregar refuerzos, mejoras o variaciones en la próxima versión.
En esta publicación, “Escáner 3D para CAD”, queremos guiarlo a través del proceso de ingeniería inversa y desmitificar el proceso de una digitalización 3D a un modelo CAD. También, queremos abordar la calidad de los modelos 3D generados con escáneres 3D. Finalmente, deseamos ayudarle a elegir el mejor escáner 3D y el mejor software de digitalización 3D a un modelo CAD según sus necesidades y presupuesto.
El camino hacia un modelo CAD
Supongamos que tiene que reemplazar un componente dañado o actualizar una pieza obsoleta para la cual el modelo CAD original no existe o es inaccesible. Entonces, debe crear un nuevo modelo CAD para la fabricación. Puede comenzar su diseño CAD desde un lienzo en blanco, lo que probablemente sea un proceso repetitivo largo y abrumador, o puede aprovechar los datos que ya tiene del objeto existente y usar esa información como base para su diseño, que hacer su trabajo más preciso y eficaz. Esta vía implica la digitalización 3D.
Estos son los pasos típicos para crear un modelo 3D virtual a partir de un objeto físico existente:
- Obtenga la malla de la digitalización 3D (STL) escaneando en 3D la pieza.
- Extraiga información dimensional, como geometrías, dimensiones y secciones transversales.
- Importe modelos al software CAD y continúe con el modelado CAD.
- Compare el modelo CAD resultante (STEP o IGES) con la malla de digitalización 3D inicial.
- Analice los comentarios y utilice la comparación para optimizar el modelado inverso de CAD.
- Exporte el modelo CAD final de la pieza para su fabricación.
¿Puede un escáner 3D generar directamente un modelo CAD?
En resumen, el escáner 3D produce una malla, o malla hermética, que proporciona toda la información dimensional necesaria sobre la geometría de la superficie de la pieza. Esta malla puede servir como plantilla para dibujar el nuevo modelo CAD. Los modelos CAD generalmente se crean utilizando spline de base racional no uniforme (NURBS), que consta de puntos conectados por curvas, mientras que los escaneados 3D generalmente se exportan como mallas, que están hechas de millones de pequeños triángulos.
Por lo tanto, un escáner 3D no genera directamente un modelo CAD. Es necesaria una etapa intermedia de escaneado 3D a modelo CAD para cerrar la brecha y convertir triángulos no editables en superficies NURBS editables, con las que podrá crear un modelo CAD sólido con características editables.
¿Qué tan buenos son los modelos 3D generados? ¿Se requiere un tratamiento posterior?
Según sus necesidades, existen diferentes metodologías disponibles para construir un modelo CAD a partir de un objeto existente. Es posible que desee (1) reproducir un modelo CAD con dimensiones precisas y ángulos precisos para desarrollar y fabricar piezas nuevas, o (2) reproducir una copia exacta de una pieza (normalmente hecha de formas orgánicas) en su estado actual. La primera posibilidad crea una intención de diseño y genera un modelo paramétrico. La segunda opción proporciona una reproducción tal cual y genera un modelo de superficie. También existen modelos híbridos, que combinan ambos métodos para diferentes áreas del objeto.
Para obtener un modelo paramétrico de una malla de escaneado 3D, primero debe comprender cómo se concibió el objeto. Para hacerlo, debe extraer información de los datos escaneados creando entidades, como planos, cilindros o secciones transversales, en la malla. Estas operaciones se realizan directamente en el software que sirve como puente de la digitalización a un modelo CAD, como VXmodel. El modelo paramétrico y sus entidades pueden luego transferirse a su software CAD preferido.
De manera similar, para obtener un modelo de superficie de forma libre basado en una malla de escaneado 3D optimizada, debe recrear la forma exacta de un objeto escaneado. Para ello, debe mejorar y optimizar la malla rellenando huecos, suavizando superficies y recortando límites. Luego, en la malla optimizada, puede crear superficies precisas de forma libre (NURBS) con puntos de control. Una vez más, todas estas operaciones ocurren directamente en el software que sirve como puente desde la digitalización hacia un modelo CAD antes de importar el modelo de superficie de forma libre al software CAD.
El escáner 3D no genera superficies NURBS (STEP o IGES) directamente, pero el software de puente VXmodel lo puede hacer sí puede. Sin embargo, los modelos 3D luego deben importarse al software CAD para obtener un modelo paramétrico para la intención del diseño.
Selección de escáneres 3D y software de escaneado 3D a modelo CAD
Antes de elegir un escáner 3D y un software de digitalización a CAD, debe identificar sus necesidades.
- ¿Cuál es el tamaño de la pieza que desea escanear?
- ¿Es su geometría simple o compleja?
- ¿Puede mover fácilmente la pieza a la sesión de digitalización?
- ¿Qué precisión y nivel de detalle necesita?
- ¿Cuál es su presupuesto?
¿Necesita un escáner 3D estacionario o móvil?
Los sistemas de digitalización estacionarios son una opción para presupuestos limitados, pero, como su nombre lo indica, requieren que la pieza se lleve al sistema y, en su mayoría, son adecuados para piezas de tamaño limitado. Los escáneres móviles, que incluyen tanto brazos articulados como escáneres de mano, suelen ser más precisos y más adecuados para piezas grandes y, como sugiere su nombre, se dirigen a la pieza y no al revés.
Escáneres 3D para modelo CAD e ingeniería inversa
Creaform ofrece una variedad de escáneres 3D portátiles, pero tres series se destacan para el desarrollo de productos y aplicaciones de ingeniería inversa. Según su presupuesto y sus requisitos específicos de velocidad y precisión, un escáner 3D de Creaform sin duda puede satisfacer sus necesidades.
El HandySCAN 3D|Serie SILVER ofrece la mejor relación calidad-precio para los innovadores tecnológicos que desean desarrollar mejores productos que se adapten mejor a las necesidades del cliente. Esta tecnología probada y confiable es accesible para presupuestos bajos y puede acortar el proceso de desarrollo.
El Go!SCAN SPARK se diseñó para ofrecer la experiencia 3D más rápida y sencilla a los equipos de desarrollo, diseño e ingeniería inversa de productos. Permite el desarrollo de nuevos productos, con formas y diseños más complejos, y brinda una ventaja competitiva al acelerar el tiempo de comercialización.
El HandySCAN 3D|Serie BLACK es el escáner 3D portátil con certificación ISO 17025 más confiable y preciso disponible en el mercado. Puede generar mediciones 3D precisas y resultados de alta resolución con la mejor calidad de escaneado.
A reformular desde el escaneado 3D hasta el modelo CAD final
Como se mencionó anteriormente, el escaneado 3D y el modelado CAD son como dos líneas de metro diferentes que requieren el software 3D de escaneo a modelo CAD para conectarlas de manera eficiente.
Una vía es optar por un software completo de ingeniería inversa (RE), como Geomagic Design X, que ofrece funcionalidades de alto rendimiento para alineación, extracción de información y modelado de características. El software RE completo básicamente reemplaza el software CAD para actividades de ingeniería inversa. De hecho, es una “solución de alto nivel” para los diseñadores que hacen RE diaria o semanalmente. En consecuencia, los diseñadores que normalmente se sienten cómodos con su software CAD preferido deben aprender a utilizar un nuevo software con diferentes características. También, este software es más caro que las otras opciones.
Otra forma es comenzar el diseño desde un lienzo en blanco directamente en el software CAD sin recurrir a la ingeniería inversa. Se sabe que el software CAD es el lugar favorito de los diseñadores para el modelado de características, pero desarrollar un boceto de la nada puede ser un viaje largo y tedioso. Además, el software CAD tiene funcionalidades limitadas para la edición, alineación y extracción de información de la malla.
Un enfoque más atractivo es elegir el software puente de digitalización a CAD, como VXmodel de Creaform, que incluye todas las funcionalidades para alinear, limpiar y optimizar la malla, así como para extraer propiedades dimensionales antes de transferir las entidades y la sección transversal en software CAD, como SOLIDWORKS, Autodesk Inventor y Solid Edge, donde los diseñadores pueden proceder cómodamente con el modelado de funciones. Esta opción es más atractiva porque es menos costosa que el software RE completo; también es más simple de usar y más fácil de aprender.
Beneficios del escaneado 3D para diseñadores CAD
Los beneficios de usar la ingeniería inversa des de digitalización Escaneado a CAD para crear modelos CAD son importantes. Permite a los diseñadores e ingenieros crear sus modelos 3D a partir de piezas existentes en menos tiempo, reducir la cantidad de repeticiones que conducen a una pieza lista para la fabricación y obtener un ajuste perfecto de las piezas modificadas la primera vez. También puede acortar el desarrollo de productos y el tiempo de comercialización. Pero, lo que es más importante, proporciona una base precisa sobre la cual los diseñadores e ingenieros pueden construir y mejorar sus modelos, en lugar de comenzar desde cero, brindándoles más medios para concebir geometrías complejas, formas modernas y superficies orgánicas.
El software puente de digitalización 3D a CAD también es ideal para los expertos en CAD, ya que es el camino más corto de regreso a su flujo de trabajo y al software de modelado CAD preferido. ¿Por qué aprender un software RE completamente nuevo cuando ya domina SOLIDWORKS, Autodesk Inventor y Solid Edge?
En resumen, los productos diseñados a través de la ingeniería inversa de digitalización a CAD no solo son de mejor calidad, sino que también están listos para el mercado con menos repeticiones y en menos tiempo. Esto es particularmente válido para piezas complejas con geometrías intrincadas. Los escáneres 3D profesionales de Creaform, como el Go!SCAN SPARK, hacen que la ingeniería inversa sea más eficiente, rápida y sencilla. El software puente de digitalización a CAD, como VXmodel, lo lleva de regreso a su software CAD preferido más rápido que cualquier otra solución, ¡para que pueda volver a disfrutar del diseño y la innovación!
