Escâner 3D para CAD: Os melhores escâneres 3D e softwares de digitalização para CAD

O desenho auxiliado por computador (CAD) é definido como o uso de computadores para auxiliar na criação, modificação ou otimização de um design. O software CAD permite que designers e engenheiros modelem formas e adicionem elementos com o objetivo final de produzir peças. O processo CAD, no entanto, é um procedimento digital fechado, o que significa que todas as funções acontecem digitalmente dentro do computador. Mas como entramos nesse processo sabendo que não podemos, obviamente, inserir um objeto físico em um computador?

Novas peças podem ser projetadas inteiras e diretamente no software CAD ou podem ser esculpidas à mão usando argila ou outros materiais. Porém, não devemos esquecer das peças obsoletas e dos componentes danificados, pois muitas vezes precisam ser atualizados, substituídos ou encaixados em uma nova montagem ou ambiente. Uma ponte entre o mundo físico e o digital é, portanto, necessária para fazer a transição de um objeto existente para um modelo CAD. O processo de conversão de um objeto físico em um modelo 3D virtual é chamado de engenharia reversa, e a ponte entre os mundos pode ser atravessada graças à digitalização 3D.

Ao projetar novos produtos ou adaptar peças existentes, engenheiros e designers gostam de usar escâneres 3D como ponto de partida para digitalizar modelos de argila ou medir objetos físicos para reconstruir seus modelos 3D e integrá-los em seus projetos.

Mas a importância do papel dos escâneres 3D não se limita somente à fase de projeto. Na verdade, eles podem ser usados durante todo o processo de desenvolvimento do produto. Após a fabricação, a digitalização 3D entra em jogo durante o controle de qualidade, verificando se a peça está precisa e em conformidade com o modelo CAD. Posteriormente, à medida que as peças são usadas, a digitalização 3D pode revelar se há deformações, mostrando aos engenheiros e designers onde reforços, melhorias ou variações devem ser adicionados na próxima versão.

Neste post, “Escâner 3D para CAD”, iremos guiar você através do processo de engenharia reversa e desmistificar o processo desde a digitalização 3D até a criação de um modelo CAD. Também iremos abordar a questão da qualidade dos modelos 3D gerados com escâneres 3D. Por fim, iremos ajudar você a escolher o melhor escâner 3D e software de digitalização para CAD com base em suas necessidades e orçamento.

O Caminho para o CAD

Aqui estão as etapas típicas para criar um modelo 3D virtual a partir de um objeto físico existente:

1. Obtenha a malha de digitalização 3D (STL) digitalizando a peça em 3D.
2. Extraia informações dimensionais, como geometrias, dimensões e seções transversais.
3. Importe modelos para o software CAD e prossiga com a modelagem CAD.
4. Compare o modelo CAD resultante (STEP ou IGES) com a malha de digitalização 3D inicial.
5. Analise o feedback e use a comparação para otimizar a modelagem reversa do CAD.
6. Exporte o modelo CAD final da peça para fabricação.

Um escâner 3D pode produzir diretamente um modelo CAD?

Em poucas palavras, o escâner 3D produz uma malha, ou nuvem de pontos, que fornece todas as informações dimensionais necessárias sobre a geometria da superfície da peça. Essa malha pode servir como modelo para esboçar o novo modelo CAD. Os modelos CAD geralmente são criados usando uma spline de base racional não uniforme (NURBS), que consiste em pontos conectados por curvas, enquanto as digitalizações 3D são normalmente exportadas como malhas, compostas de milhões de pequenos triângulos.

Portanto, um escâner 3D não gera diretamente um modelo CAD. Uma fase intermediária de modelagem Digitalização para CAD é necessária para preencher a lacuna e converter triângulos não editáveis em superfícies NURBS editáveis, com as quais você poderá criar um modelo CAD sólido com recursos editáveis.

Quão bons são os modelos 3D gerados? Um pós-tratamento é necessário?

Com base nas suas necessidades, existem diferentes metodologias disponíveis para construir um modelo CAD a partir de um objeto existente. Você pode querer (1) reproduzir um modelo CAD com dimensões exatas e ângulos precisos para desenvolver e fabricar novas peças, ou (2) reproduzir uma cópia exata de uma peça (geralmente feita de formas orgânicas) em sua condição atual. A primeira possibilidade cria uma intenção de projeto e gera um modelo paramétrico. A segunda opção fornece uma reprodução tal como está e gera um modelo de superfície. Também existem modelos híbridos, que combinam os dois métodos para diferentes áreas do objeto.

Para obter um modelo paramétrico de uma malha de digitalização 3D, primeiro você precisa entender como o objeto foi concebido. Para isso, você deve extrair informações dos dados de digitalização criando entidades, como planos, cilindros ou seções transversais, na malha. Essas operações ocorrem diretamente em um software ponte de Digitalização para CAD, como o VXModel. O modelo paramétrico e suas entidades podem então ser transferidos para o software CAD de sua preferência.

Da mesma forma, para obter um modelo de superfície de forma livre com base em uma malha de digitalização 3D otimizada, você precisa recriar a forma exata de um objeto digitalizado. Para fazer isso, você deve melhorar e otimizar a malha preenchendo furos, suavizando superfícies e aparando arestas. Em seguida, com a malha otimizada, você pode criar superfícies de forma livre precisas (NURBS) com pontos de controle. Lembrando que todas essas operações acontecem diretamente no software ponte de Digitalização para CAD antes de importar o modelo de superfície de forma livre para o software CAD.

O escâner 3D não gera superfícies NURBS (STEP ou IGES) diretamente, mas o software ponte Digitalização para CAD sim. No entanto, para isso, os modelos 3D devem ser importados para o software CAD para obter um modelo paramétrico para a intenção do projeto.

Seleção de Escâneres 3D e Softwares de Digitalização para CAD

Antes de escolher um escâner 3D e um software Digitalização para CAD, você deve primeiro identificar suas necessidades.

• Qual é o tamanho da peça que você deseja digitalizar?
• Sua geometria é simples ou complexa?
• Você pode facilmente mover a peça para a sessão de digitalização?
• Qual nível de precisão e de detalhe você precisa?
• Qual é o seu orçamento?

Você Precisa de um Escâner 3D Estacionário ou Móvel?

Os sistemas de digitalização estacionários são uma opção para orçamentos limitados, mas — como o próprio nome indica — eles exigem que a peça seja trazida ao sistema e são mais adequados para peças de tamanho limitado. Escâneres móveis, que incluem braços articulados e escâneres portáteis, geralmente são mais precisos e mais adequados para peças grandes e — como o próprio nome sugere — eles vão até a peça e não o contrário.

Escâneres 3D para CAD e Engenharia Reversa

A Creaform oferece uma variedade de escâneres 3D portáteis, mas três séries se destacam para aplicações de desenvolvimento de produtos e engenharia reversa. Com base no seu orçamento e nos requisitos específicos de velocidade e precisão, um escâner Creaform 3D pode certamente atender às suas necessidades.

O HandySCAN 3D|SILVER Series oferece o melhor custo-benefício para inovadores da tecnologia que desejam desenvolver produtos melhores e mais adequados às necessidades do cliente. Essa tecnologia confiável e comprovada é acessível para orçamentos baixos e pode encurtar o processo de desenvolvimento.

O Go!SCAN SPARK oferece a experiência 3D mais rápida e fácil para desenvolvimento de produtos, design e engenharia reversa. Ele possibilita o desenvolvimento de novos produtos, com formas e designs mais complexos, e confere vantagem competitiva ao acelerar o tempo de colocação no mercado.

O HandySCAN 3D|BLACK Series é o escâner 3D portátil certificado ISO 17025 mais confiável e preciso do mercado. Ele é capaz de gerar medições 3D precisas e resultados de alta resolução com a melhor qualidade de digitalização.

Caminhos da Digitalização 3D ao Modelo CAD Final

Como mencionado anteriormente, a digitalização 3D e a modelagem CAD são como duas linhas de metrô diferentes que necessitam do software de Digitalização 3D para CAD para conectá-las com eficiência.

Um caminho é optar por um software completo de engenharia reversa (ER), como o Geomagic Design X, qual oferece funcionalidades de alto desempenho para alinhamento, extração de informações e modelagem de elementos. Basicamente, um software de ER completo substitui o software CAD para atividades de engenharia reversa. Na verdade, é uma ”solução de ponta” para designers que fazem ER diariamente/semanalmente. Consequentemente, designers que se sentem confortáveis com seu software CAD preferido geralmente são obrigados a aprender a usar novos softwares com recursos diferentes. Esta opção também é mais cara do que as outras.

Outra maneira é iniciar o projeto a partir de uma tela em branco diretamente no software CAD sem recorrer à engenharia reversa. O software CAD é conhecido por ser o local favorito dos designers para modelagem de elementos, mas desenvolver um esboço a partir do zero pode ser uma jornada longa e tediosa. Além disso, o software CAD possui funcionalidades limitadas para edição de malha, alinhamento e extração de informações da malha.

Uma abordagem mais atraente é escolher o software ponte de Digitalização para CAD, como o VXmodel da Creaform, que inclui todas as funcionalidades para alinhar, limpar e otimizar a malha, bem como extrair propriedades dimensionais antes de transferir as entidades e a seção transversal para o software CAD, como SOLIDWORKS, Autodesk Inventor e Solid Edge, onde os designers podem prosseguir confortavelmente com a modelagem de recursos. Esta opção é mais atraente, porque é menos dispendiosa do que o software de ER completo, além de ser mais simples de usar e mais fácil de aprender.

Benefícios da Digitalização 3D para Designers de CAD

Os benefícios de usar a engenharia reversa a partir da Digitalização para CAD para criar modelos CAD são importantes. Ela permite que designers e engenheiros criem seus modelos 3D a partir de peças existentes em menos tempo, reduzam o número de iterações que resultam em uma peça pronta para fabricação e obtenham um ajuste perfeito de peças de retrofit já na primeira vez. Também pode encurtar o desenvolvimento do produto e o tempo de colocação no mercado. Mas, ainda mais importante, fornece uma base precisa sobre a qual designers e engenheiros podem construir e melhorar seus modelos — em vez de começar do zero — dando a eles mais meios para conceber geometrias complexas, formas modernas e superfícies orgânicas.

O software ponte de Digitalização para CAD também é ideal para especialistas em CAD, pois é o caminho mais curto de volta ao seu fluxo de trabalho e ao software de modelagem CAD preferido. Por que aprender um software de ER completamente novo quando você já domina o SOLIDWORKS, o Autodesk Inventor e o Solid Edge?

Em suma, produtos projetados por meio de engenharia reversa de digitalização para CAD não são apenas de melhor qualidade, como também estão prontos para a colocação no mercado com menos iterações e em menos tempo. Isso é particularmente válido para peças complexas com geometrias intrincadas. Os escâneres 3D profissionais da Creaform, como o Go!SCAN SPARK, tornam a engenharia reversa mais eficiente, rápida e simples. O software ponte de Digitalização para CAD, como o VXModel, leva você de volta ao seu software CAD preferido mais rapidamente do que qualquer outra solução, para que você possa voltar a ter prazer em projetar e inovar!