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Reverse engineering per l’allineamento del mondo CAD al mondo reale

Creazione e aggiornamento delle superfici CAD sulla base di dati di scansione


Il reverse engineering permette di creare un modello di superficie CAD che rappresenta con la massima precisione un oggetto scansionato. La tecnica del reverse engineering è utile in tutte le situazioni in cui viene eseguita una lavorazione manuale su un oggetto reale e occorre creare un modello CAD per le fasi successive del processo. Nella produzione di modelli, è possibile scansionare i veicoli e gli oggetti di design modellati in argilla e convertire i dati così acquisiti in superfici CAD. Nella produzione di stampi, si possono scansionare le variazioni manuali apportate in fase di tryout alle superfici di stampaggio e usare i dati risultanti per aggiornare il modello CAD esistente. Inoltre, è spesso necessario creare superfici CAD per stampi che ancora non esistono in formato digitale. 

La superficie scansionata viene inizialmente riprodotta con mesh formate da una molteplicità di triangoli. Benché le mesh possano essere utilizzate per il calcolo di percorsi CNC, le possibilità di progettazione che offrono sono limitate.

Il reverse engineering permette invece di creare un modello di superficie CAD perfettamente utilizzabile per la progettazione.


Come funziona il reverse engineering di Tebis

In Tebis, il reverse engineering permette di creare velocemente superfici di forma libera sulla base dei dati acquisiti con un processo di scansione. Usando un unico file CAD è possibile analizzare e ottimizzare la qualità dei dati di scansione, creare un modello wireframe e quindi generare il modello di superficie. Le superfici ottenute con il reverse engineering possono essere integrate in fase di progettazione usando le funzioni di modellazione di curve e superfici disponibili in Tebis per gli oggetti di forma libera. La tecnologia Tebis permette ai progettisti esperti di realizzare velocemente le superfici di forma libera desiderate - comprese le superfici di Classe A. Vedere anche la sezione sulla qualità delle superfici CAD.

Non servono conoscenze particolari per creare dati di progettazione CAD dalle parti in lamiera scansionate.

 

Il video mostra quanto sia semplice tracciare le strutture delle superfici sui dati di scansione della parte in lamiera e quanto velocemente si possano convertire quei dati in un modello con superfici di forma libera a tangenzialità costante.

Qui sotto sono elencati i passaggi con cui è possibile creare superfici CAD di alta qualità con la tecnica del reverse engineering:

  • Importazione di dati STL
  • Analisi ed elaborazione dei dati delle mesh
  • Creazione di un modello wireframe con i dati della mesh
  • Creazione di singole superfici nel modello wireframe
  • Analisi delle superfici
  • Ottimizzazione delle superfici
  • Progettazione del componente

Massima contiguità con la mesh: progettazione intuitiva con wireframe e modelli di superficie

Grazie a funzioni di disegno semiautomatiche e interattive è possibile, partendo da un oggetto scansionato (modello mesh), creare un modello wireframe in cui è possibile controllare automaticamente il grado e la segmentazione delle superfici e delle loro transizioni. Le curve perimetrali di tutte le superfici risultano contigue. Usando il modello wireframe è possibile stabilire il layout delle superfici e la qualità delle transizioni con le superfici adiacenti. Tebis calcola il modello di superficie sulla base del wireframe e delle mesh e tutte le modifiche al wireframe vengono riportate in modo completamente automatico sulle superfici. Specificando le tolleranze, l’utente ha la possibilità di stabilire il grado di “aderenza” del modello wireframe e delle superfici ai dati di scansione.

Per la produzione del modello wireframe sono disponibili altre funzioni sviluppate appositamente
per consentire il lavoro sulle mesh salvate.

 


Reverse engineering nella produzione di stampi lamiera e stampi plastica

Reverse engineering nella produzione di stampi lamiera

Reverse engineering nella produzione di stampi plastica

Con la funzione di reverse engineering di Tebis è possibile creare velocemente copie virtuali di stampi per presse o per macchine di stampaggio a iniezione, tenendo conto anche dei dati CAD
già esistenti. Di seguito sono elencati alcuni casi in cui il reverse engineering si dimostra estremamente utile e consente un enorme risparmio di tempo:

  • Riproduzione delle modifiche manuali apportate a uno stampo in fase di tryout in un modello CAD già esistente, per continuare il lavoro su una geometria aggiornata e fedele al modello reale
  • Scansione di una lamiera imbutita e preparazione del modello di superficie risultante per le operazioni successive (tranciatura) e per le attrezzature
  • Creazione di superfici sulla base di mesh FEM ricavate da sistemi di simulazione
  • Produzione di un secondo set di stampi, ad esempio per altre sedi di produzione
  • Riparazione degli stampi in caso di rottura

Reverse engineering basato su dati di simulazione

Come base di partenza per il reverse engineering è anche possibile utilizzare i dati delle mesh ricavate dalla simulazione dello stampaggio. Per prima cosa, lo stampo di imbutitura viene analizzato per determinarne le curvature. Successivamente, il progettista crea il layout delle superfici e riempie le singole aree con superfici quadrangolari e superfici a n-angoli liberamente trimmate. In questo modo si possono ottenere molto velocemente i modelli di superficie desiderati.

 


Aggiornamento delle superfici CAD dopo modifiche manuali

Nella fase di tryout è frequente che gli stampi subiscano alcune modifiche manuali. Questo fa sì che il modello CAD non sia più completamente valido. Con il reverse engineering, le modifiche apportate manualmente possono essere scansionate e trasferite facilmente al file del modello CAD. Questo comporta un enorme risparmio di tempo per l’ottimizzazione successiva dello stampo e per la creazione di duplicati.

Il video mostra come l’area modificata di questa lamiera di rinforzo venga acquisita nel modello CAD.

 

Tebis confronta le superfici CAD con i dati di scansione per rilevare le modifiche apportate manualmente. Il modello CAD può essere aggiornato facilmente in pochi minuti.


Reverse engineering nella costruzione di modelli di design

Una volta realizzato il modello, le superfici CAD costituiscono la base di partenza per tutti i processi di progettazione e produzione successivi. Spesso, tuttavia, non sono disponibili perché il form finding viene eseguito con metodi di modellazione manuali, ad esempio con modelli di argilla, o perché si tratta di componenti d'epoca o di oggetti d'arte. Il reverse engineering permette di coniugare il lavoro manuale con la tecnica di progettazione e di sfruttare i vantaggi dei due mondi.  È così possibile ottenere con facilità superfici CAD corrispondenti ai modelli fisici esistenti.

Dalle superfici scansionate vengono creati in poche ore modelli di superficie di Classe A

L’analisi in tempo reale supporta la modellazione di curve e superfici

Le modifiche a livello di grado polinomiale, continuità, segmentazione, proprietà di curvatura vengono apportate in tempo reale

Sono disponibili molteplici strumenti di diagnosi della curvatura per la valutazione della qualità delle superfici

Curve, superfici e dati di scansione vengono gestiti insieme e sottoposti ad analisi comparative

Progettazione e reverse engineering si uniscono in un’unica interfaccia utente

Le sofisticate tecniche di approssimazione assicurano un’eccellente qualità delle superfici

Progettazione e reverse engineering consentono un layout ottimale delle superfici


Vantaggi del metodo del reverse engineering:

  • Adattamento veloce del modello CAD virtuale al componente reale
  • Creazione di superfici di alta qualità in tempi brevi
  • Possibilità di usare immediatamente per la progettazione le superfici CAD create
  • Grande risparmio di tempo nelle fasi di tryout della produzione di stampi e nelle riproduzioni
  • Processi di form finding nettamente più veloci nella costruzione di modelli di design

 


Cosa dicono i nostri clienti

Il nuovo processo consente di produrre in modo veloce ed efficiente stampi perfettamente identici tra loro in diverse sedi e stabilimenti. “Lo abbiamo adottato in molti dei nostri stabilimenti in tutto il mondo – anche in Messico, questo processo ci permette di produrre gli stampi in modo molto semplice e standardizzato.”

Roland Schöbel, responsabile della produzione meccanica per lo stabilimento di Wolfsburg, Volkswagen AG

Tebis offre metodi rapidi e semplici per realizzare componenti ben strutturati sulla base dei dati di scansione. In particolare, Tebis permette di combinare in modo eccellente le mesh e gli elementi superficiali e di eseguire la fresatura in una sola passata sulla base dei moduli CAM.

Christoph Schneeberger, responsabile della costruzione di stampi in MS Design


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