¿De qué trata el artículo?
Hablamos de escaneo 3D para su posterior ajuste y personalización en el ejemplo de un Rolls-Royce Wraith.
Nuestra compañía a menudo brinda servicios para escanear autos y sus elementos. El último pedido de este tipo fue un escaneo Rolls-Royce Wraith para un estudio de tuning en San Petersburgo.
Fue necesario escanear la carrocería del automóvil para el posterior procesamiento del modelo digital por parte del diseñador, modelando elementos adicionales.
Se decidió realizar el escaneo utilizando el escáner 3D portátil Artec Eva.
Artec eva
- Campo de visión lineal, mm: 214 × 148 - 536 × 371
- Precisión, micras: 100
- Color: sí
- Precio: 945 300 rub.
Podríamos usar un escáner 3D estacionario
RangeVision PRO 5M , y daría una mayor precisión de superficie, pero puede escanear objetos grandes con un escáner manual mucho más rápido, y Artec Eva ofrece una precisión de objetivo de 1-2 milímetros sin problemas.
Para aclarar por qué la velocidad importa aquí: el escaneo con un escáner manual tomó aproximadamente 3 horas, junto con la preparación, uno estacionario tomaría de 6 a 7 horas.
En el Top 3D Shop, contacte con una amplia gama de
escáneres para cualquier propósito, estaremos encantados de ayudarle con la elección.
Como lo hizo antes
Antes de la llegada de los escáneres 3D en el arsenal de ingenieros, la digitalización de objetos tridimensionales consistía en crear manualmente un modelo en programas CAD, basado en dibujos, mediciones y fotografías.
En la puesta a punto y reparación de automóviles, los métodos de
fotogrametría no se utilizaron ampliamente, debido al alto costo y la laboriosidad. Todo se hizo "a ojo", según mediciones manuales y modelos físicos, que no contribuyeron a la calidad.
La aparición de
escáneres 3D en el mercado ha impulsado el uso de nuevos métodos digitales en esta área.
Escaneo de preparación
El escaneo se realizó en el taller, ya que el escaneo en la calle no es tan conveniente, y la luz de la calle puede interferir con el escaneo debido al brillo excesivo y la inconstancia. Cabe señalar que esta vez también podríamos escanear el automóvil en la calle, ya que Eva tiene su propio sistema de retroiluminación que le permite nivelar las diferencias en la iluminación externa, y el día no era muy soleado, el sol no interrumpió la retroiluminación del escáner.
A la hora acordada, el auto fue entregado. El cuerpo estaba ligeramente polvoriento, pero se decidió no lavar previamente el automóvil, ya que la superficie aún tendría que estar enmarañada y un poco de polvo daría una opacidad adicional. Si había suciedad notable, el automóvil, por supuesto, tenía que lavarse para evitar la distorsión de la geometría de la superficie.
Para escanear, dos tomas de 220 voltios son suficientes, una para una computadora portátil y otra para un escáner. El escáner se conecta a la computadora portátil usando un solo cable USB.
Solo se debe escanear la mitad del vehículo, con ambos lados de la empuñadura delantera y trasera. Es decir, escaneamos el parachoques por completo y el resto del cuerpo, solo por un lado. Esto se debe al hecho de que el automóvil es un objeto simétrico, y es más rápido y más fácil reflejar una de las mitades más tarde para obtener la segunda que escanear todo el automóvil. Parachoques delanteros y traseros son necesarios para establecer correctamente el eje de simetría.
La superficie del automóvil se cubrió con una capa delgada de un aerosol mate para eliminar el brillo que interfiere con el escaneo.
Para esteras, utilizamos el spray
Helling , se puede lavar de cualquier superficie sin ningún problema, consiste en una base de alcohol y algo como el talco.
También hay aerosoles evaporativos especiales que desaparecen por completo de la superficie del objeto en unas pocas horas.
Otro requisito de preparación es el uso de etiquetas. Para los automóviles, es necesario, ya que muchos elementos del cuerpo, como el capó o las puertas, no tienen una geometría o textura ricas, y para el escáner en diferentes lugares se ven exactamente iguales, lo que conduce a errores de costura.
Escanear
El proceso de escaneo en sí no es muy interesante: el operador mueve lentamente el escáner sobre la superficie del cuerpo, a una distancia de aproximadamente 50 cm, y el escáner registra las superficies que se eliminarán con el software instalado en la computadora portátil. Debe interrumpir periódicamente: en primer lugar, el escáner se calienta durante el funcionamiento, por lo que es recomendable escanear en el modo de escaneo de 5 minutos, 15 minutos para enfriar.
En segundo lugar, un automóvil, y especialmente uno tan grande como Rolls-Royce, es un objeto bastante grande, el escáner recopila una gran cantidad de datos y una computadora portátil, incluso una muy poderosa, no siempre puede hacer frente a ese flujo de información; algunos escaneos deben descargarse de la memoria de acceso aleatorio . Por lo tanto, un escaneo de automóvil generalmente se divide en secciones que se escanean por separado y luego se cosen.
Al completar el escaneo, el automóvil puede expulsar el aerosol y las marcas del cuerpo. El proyecto con escaneos se guarda para su posterior ensamblaje.
La unión de los escaneos ahora ocurre principalmente en modo automático, solo que a veces es necesario corregir la ubicación de los fragmentos si la computadora se equivocó.
Como ya se mencionó, se ensamblan las primeras secciones separadas del cuerpo, en este caso fue posible ensamblar inmediatamente la mitad del cuerpo: delantero y trasero. Y luego ya están cosidos juntos. El proceso de costura elimina todos los desechos, por ejemplo, el piso capturado por el escáner, las ruedas que no se necesitan en el escaneo, el vidrio. Cuando ambas mitades están cosidas, obtenemos un modelo poligonal de la mitad del automóvil. Artec Studio está terminado.
Pero trabajar con ese modelo aún no es posible. En primer lugar, esto es solo la mitad del automóvil. Y en segundo lugar, para el diseño necesita un modelo paramétrico, no poligonal del cuerpo.
El primer problema se puede resolver fácilmente en casi cualquier software para modelar modelos 3D poligonales. Buscamos el eje de simetría y reflejamos la mitad existente. Controlamos mediante elementos de intersección (parachoques), cuando convergen idealmente: tenemos lo que necesitamos. Puede guardar la mitad de los datos por separado y ejecutarlos a través del ensamblaje de geometría en Artec Studio, utilizando modelos en lugar de escaneos, en este caso lo hice, para una mayor precisión. Luego cosimos nuestras mitades, esto se puede hacer tanto en Artec Studio como en el software de modelado. Los cosí en Geomagic Studio, ya que el siguiente paso irá allí.
La traducción a CAD es un proceso complejo y largo. Se toma un escaneo y se usa como plantilla para construir una superficie paramétrica. Sin embargo, en este caso, todo se puede simplificar. Los programas como Geomagic Studio o Geomagic Design utilizan un algoritmo sofisticado que utiliza splines B racionales heterogéneos. En pocas palabras, una superficie se describe mediante un conjunto de curvas paramétricas entre las cuales se estiran las superficies. Este método no siempre funciona, no puede procesar una forma compleja: tiene poca precisión en áreas como el tallado o el relieve pequeño. Pero para la carrocería del automóvil, se ajusta perfectamente.
El error de cálculo dura varias horas, pero es mucho más rápido que reconstruir una superficie en Rhinoceros o SolidWorks. La desventaja de este modelo es que sería difícil usarlo para fresar, ya que la superficie se describe mediante una gran cantidad de secciones paramétricas separadas y los programas de preparación de gcode para fresar la procesarán durante un tiempo bastante largo. Pero lo procesarán y no entrarán en un ciclo interminable, como sucedería al trabajar con el modelo poligonal, en el que hay millones de secciones individuales.
El modelo resultante fue entregado a un cliente satisfecho. Ahora se puede usar en el modelado paramétrico como una plantilla a la que se adjuntarán varios elementos de ajuste.
Top 3D Shop ofrece servicios profesionales para
el escaneo 3D de automóviles y otros objetos. Para más información, contacte: sales@top3dshop.ru
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