18 listopada 2017


Inżynieria odwrotna stosowana jest zazwyczaj do odtworzenia elementu lub całego produktu, w przypadku braku modelu 3D CAD lub dokumentacji. Wykorzystywana jest również do kontroli jakości, w celu porównania wytworzonego elementu z jego pierwowzorem.

Karol Onaszkiewicz

Tworzenie od podstaw modelu 3D części, do której nie mamy dokumentacji, może okazać się dość czasochłonne, nawet z wykorzystaniem parametrycznych systemów CAD. Proces ten można znacznie uprościć i przyspieszyć, wykorzystując inżynierię odwrotną, wspomaganą np. przez ręczne skanery 3D.
Proces inżynierii odwrotnej omówiony zostanie na przykładzie skanowania odlewu podnóżek stołu z użyciem skanera 3D Artec Spider. Jest to ręczny skaner pracujący w technologii światła strukturalnego niebieskiego. Pozwala szybko skanować obiekty z dokładnością do 0,05 mm, także w kolorze, dzięki czemu pomiar można dodatkowo wykorzystać w wizualizacji, bądź też wydrukować na kolorowej drukarce 3D.

Proces skanowania
Skanowanie polega na przemieszczaniu skanera dookoła obiektu w taki sposób, aby wskazać mu wszystkie powierzchnie, które operator chce odwzorować. W trakcie skanowania od razu budowany jest model 3D, dzięki czemu operator na bieżąco śledzi na ekranie komputera wyniki swojej pracy i całkowicie kontroluje przebieg procesu (Rys. 1).

Skaner 3D Artec
Rys. 1    Proces skanowania odlewu za pomocą ręcznego skanera Artec Spider

Jeśli dostęp do obiektu jest utrudniony, lub jeśli jest on bardzo duży, albo też występują inne okoliczności uniemożliwiające zeskanowanie obiektu w jednym przejściu, bez problemu można wykonać część pomiaru, przerwać go i zeskanować kolejne, brakujące części. Program Artec Studio zawiera algorytmy umożliwiające połączenie kilku takich skanów w jeden spójny model – bez oklejania modelu znacznikami czy konieczności precyzyjnego wskazywania punktów wspólnych na łączonych skanach.

Dopasowywanie skanów
W przypadku skanowania z przerwami, aby połączyć dwa skany w jeden (Rys. 2) wystarczy wskazać na nich co najmniej trzy punkty wspólne (mogą być przybliżone lokalizacje), a oprogramowanie bez trudu dopasuje skany na bazie geometrii i tekstury. W razie potrzeby możliwe jest dołączenie kolejnych fragmentów. W tym przypadku połączenie jest stosunkowo proste, gdyż obiekt nie zmienia się w trakcie skanowania. Oprogramowanie ma jednak dodatkowe algorytmy do łączenia skanów elementów „nie sztywnych” (np. twarz człowieka, który ma inną mimikę twarzy w trakcie kolejnych przejść skanera). Po złączeniu pojedynczych skanów w jeden należy wygenerować spójny model 3D.

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 9 (108) wrzesień 2016