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La numérisation 3D est utilisée depuis longtemps dans l'industrie automobile au stade de la conception, mais elle peut être utile non seulement aux ingénieurs de développement et aux concepteurs de carrosserie.
Aujourd'hui, nous allons parler de l'application du scan 3D dans le domaine du tuning automobile. Le processus de numérisation lui-même peut être trouvé plus en détail dans notre revue
«Comment nous avons numérisé Rolls-Royce Wraith pour le réglage»Pour qui
Cet article peut être utile à toute personne qui se consacre à l'auto-réglage d'une voiture ou fournit des services similaires. L'examen sera basé sur les commandes complétées de notre société.
But, tâches
Le réglage d'une voiture est une affaire assez coûteuse, et ce n'est pas rapide non plus. Si le projet a échoué ou comporte des erreurs, vous pouvez obtenir un résultat insatisfaisant en dépensant beaucoup d'argent et de temps. Et ici, la numérisation 3D peut beaucoup aider. Après avoir reçu un modèle de carrosserie de haute qualité, le concepteur peut simuler n'importe quel élément de réglage et fournir une visualisation de son apparence sur la voiture, ce qui vous permet d'évaluer immédiatement l'apparence possible.
Vous pouvez simuler toutes les fixations nécessaires et rendre l'ensemble de la structure plus dur et plus fiable que lorsque des pièces standard sont plantées sur de la colle et des vis «à l'oeil». Les modèles de pièces résultants peuvent être réalisés en utilisant l'impression 3D, s'il n'y a pas d'exigences particulières en matière de résistance, ou utilisés pour fabriquer une matrice sur une machine CNC.
Exemple: un client a besoin d'un modding de corps Rolls Roys Wraith sérieux. Pourquoi un modèle 3D du corps est nécessaire, pour un ajustement fin de tous les éléments. Nous avons utilisé le scanner 3D
Artec Eva .
Comment le faire sans numérisation 3D
La numérisation est utilisée depuis longtemps dans l'industrie automobile pour vérifier la précision de la chaîne de montage, pour numériser la conception, qui a été à l'origine moulée par un sculpteur en argile, pour concevoir des chaises ergonomiques.
La numérisation 3D est entrée dans le domaine de l'auto-réglage relativement récemment. Auparavant, le réglage des concessionnaires automobiles se faisait à l'aide de pâte à modeler, de mousse de polystyrène, de fibre de verre et de montage manuel des pièces, ce qui nécessitait un investissement considérable en temps et en efforts, et créait également des problèmes de symétrie du design fini, car la partie miroir devait également être sculptée à partir de zéro.
Initialement, la méthode comprenait la fabrication de 3 méthodes:
Fibre de verre / fibre de verre / époxy:
La base du futur kit carrosserie est en mousse, puis, à l'aide de mousse de montage, de pâte à modeler et de couteaux de papeterie pointus, la forme souhaitée est finalement supprimée, qui est ensuite collée avec de la fibre de verre en couches, les couches sont collées ensemble avec de la résine époxy. Lorsque tout durcit, la mousse et la mousse sont enlevées, les emplacements pour les fixations sont nettoyés et des supports de fixation sont réalisés sur l'époxy. Après l'installation sur le corps, il est frotté en place avec du mastic, apprêté et peint. Moyen assez simple et abordable. Parmi les problèmes, on peut noter qu'en raison de la résine époxy, le produit s'avère plutôt lourd, et lorsqu'il est touché, il se casse et est presque irréparable.
Plasticine
De la pâte à modeler, directement sur la machine, nous commençons à façonner un kit de carrosserie, comme un pare-chocs. Nous dessinons toutes les lignes du croquis prévu. Lorsque beaucoup de pâte à modeler est nécessaire - nous plaçons les barres dans des endroits plus fins, pour maintenir la forme - le fil. Considérez à l'avance que le pare-chocs peut être facilement retiré sans dommage.
Essayez d'afficher parfaitement le résultat final, sinon il y aura beaucoup de bruit. Faites des renfoncements à l'avance pour les phares et les entrées d'air supplémentaires. Avant de retirer la structure, nous préparons une boîte en bois plus grande que votre élément, prenez un stock de 5-7 cm ou plus de chaque côté. Assurez-vous de prévoir dans la boîte de support pour la disposition de sorte que le pare-chocs soit suspendu à eux et ne repose pas sur le sol de la boîte, car la moulure est placée dans la boîte exactement «face vers le bas».
Nous préparons un mélange de gypse - assez liquide pour couler librement autour de la forme - la densité de la crème sure, pas très liquide et pas trop épaisse.
Nous installons le pare-chocs sur les supports, après l'avoir enduit de crème ou de gelée de pétrole, et versons le gypse dans la boîte jusqu'à ce qu'il remplisse le formulaire. Devra faire en une seule fois, beaucoup de mélange sera nécessaire.
Laissez la structure pendant un certain temps, permettant au gypse de durcir complètement. Cela prendra plus d'une journée.
Lorsque la structure durcit complètement, nous retirons le moule en pâte à modeler et obtenons une cavité de gypse dans laquelle le pare-chocs peut être collé.
Sous forme de plâtre, nous devons percer des trous fins pour l'évacuation de l'air. Enduisez-le soigneusement de crème ou de gelée de pétrole, en prenant soin de ne pas couvrir les conduits d'air. Nous préparons le mélange époxy, coupons la fibre de verre en bandes. Répartissez chaque couche avec soin, en expulsant les bulles d'air, en particulier la première couche.
Après, comme il sera disposé environ 1,5-2 mm, nous posons tout avec un maillage fin, pour renforcer la structure - vous pouvez le poser non pas sur toute la zone, mais uniquement aux endroits des fixations. Ensuite, nous posons une autre fibre de verre de 1-1,5 mm, sans oublier de prévoir les points de fixation du pare-chocs.
En conséquence, nous laissons le pare-chocs fini sécher complètement et le retirons de sa forme. Vient ensuite le rognage du surplus et le réglage fin final, le broyage et l'ajustement, puis l'apprêt et la peinture. À ce stade, la construction du kit de carrosserie aérodynamique sur la voiture est terminée.
Plastique / moulage
La pièce obtenue par la méthode précédente, ou simplement un modèle en pâte à modeler, peut être coulée avec du gypse et une matrice de moulage peut être obtenue, sur laquelle des feuilles de plastique peuvent ensuite être moulées sur une machine de moulage. Les produits sont légers et durables, mais il peut y avoir des problèmes aux points de fixation, car le bord de la feuille doit être coupé manuellement et divers équipements et matériaux supplémentaires sont nécessaires - gros équipement, beaucoup de gypse, une machine de moulage.
Ajustement manuel
Les billettes de la taille et de la forme souhaitées sont découpées dans de la tôle ou d'autres matériaux, qui sont fixés par soudage ou rivetés à la surface de l'ancienne pièce et / ou les uns aux autres. Ensuite, ils sont mastic, apprêtés et peints. La conception résultante est assez résistante aux petits impacts. Inconvénients: car un tel travail nécessite une formation et une expérience professionnelles sérieuses, toutes les formes ne peuvent pas être faites par une méthode similaire.
Les conduits d'air du kit de carrosserie décorative sont fabriqués selon la même technologie, principalement en fibre de verre.
Scan Prep
Considérons maintenant le scan 3D lui-même. Tout d'abord, la numérisation 3D a certaines limites liées à la couleur et à la texture: les surfaces noires et lisses sont mal numérisées. Un exemple d'une surface et d'un environnement pauvres est une voiture noire brillante, la lumière du jour.
Pour numériser de telles surfaces, la voiture devra être matée avec un spray spécial, elle peint la surface dans une couleur blanche et mate qui est facilement numérisée.
Le deuxième problème est la géométrie et la texture peu prononcées de certains éléments de la voiture, par exemple, sur le capot ou les portes. Lors de la numérisation de tels éléments, le scanner «n'a rien à quoi se raccrocher» et les numérisations sont cousues avec une grande erreur par le programme, ou le scanner signale qu'il a perdu la géométrie. Pour résoudre ce problème, utilisez des marqueurs - des autocollants spéciaux en noir et blanc ou réfléchissants.
Bien que ces marques n'ajoutent pas de caractéristiques géométriques, elles augmentent les caractéristiques de texture du modèle que le scanner peut prendre en compte. Certains scanners construisent un réseau de support à partir de marqueurs, sur lesquels des fragments de la surface scannée sont ensuite appliqués. La préparation prend un temps considérable et peut durer aussi longtemps que le scan lui-même, car il est nécessaire de couvrir avec un spray et marque toute la surface de la voiture.
Un autre point important à considérer est que les scanners optiques ne scannent pas bien dans la rue sous une lumière vive, il est donc conseillé de numériser à l'intérieur.
Présentation du processus de numérisation avec des exemples
Après la préparation, vous pouvez commencer la numérisation. Si nous numérisons avec un scanner fixe, le scanner devra être déplacé et concentré pour capturer chaque image très détaillée. Si le scanner est manuel, tout est plus simple - nous déplaçons lentement le scanner sur la surface de la voiture, et le scanner prend les données et les recueille dans le modèle.
En raison de la grande quantité de données, la numérisation est effectuée par étapes, dans la figure ci-dessus, vous pouvez voir des fragments individuels mis en évidence dans différentes couleurs.
Ensuite, tous les fragments résultants sont assemblés en un seul modèle. Voilà à quoi ressemble le résultat.
Vue d'ensemble du processus de modélisation avec des exemples
Les scanners produisent des modèles au format polygone et pour une modélisation technique précise, il est préférable d'utiliser des modèles au format CAO.
Ci-dessus, nous voyons un exemple de modèles polygonaux - leur surface est constituée de polygones séparés, il est impossible d'utiliser un tel modèle dans la découpe CNC, en raison du petit détail, mais sans problème, il peut être imprimé sur une imprimante 3D.
Pour une modélisation précise, vous devez convertir les modèles en CAO et vous pouvez le faire de plusieurs manières. Par exemple, reconstruisez simplement la surface en référence aux sommets des polygones dans Rhinoceros 3D ou équivalents, ou utilisez un logiciel spécialisé tel que Geomagic Design, qui peut transformer la surface en mode automatique, avec une plus grande erreur, ou semi-automatique, plus précis.
Chaque élément du modèle en CAO est une description mathématique exacte de sa géométrie. Un tel modèle convient à la conception et à la découpe ultérieure sur des machines CNC.
Lorsqu'un modèle 3D approprié est prêt, vous pouvez l'utiliser pour simuler les éléments nécessaires à l'optimisation dans n'importe quel logiciel de modélisation 3D pratique.
Aperçu de la production et des problèmes possibles
La fabrication d'éléments de réglage à l'aide de technologies additives ou de machines CNC n'est pas très différente des anciennes méthodes - il s'agit du même ajout de matière ou extraction de l'excès, mais, au lieu du travail manuel, la plupart du travail est effectué par des machines. Cela augmente la productivité et la précision.
La première option, la plus simple et la moins chère, consiste à imprimer un élément en plastique sur une imprimante 3D, suivi du mastic et de la peinture.
Cette option a ses inconvénients - la zone d'impression de la plupart des imprimantes n'est pas très grande et l'impression sur de grandes imprimantes industrielles est généralement très coûteuse.En outre, tous les matériaux disponibles pour l'impression 3D n'ont pas une résistance suffisante. La fibre de verre peut être utilisée pour renforcer les éléments d'impression. C'est l'une des options budgétaires.
La deuxième option - après avoir modélisé la matrice pour la fabrication du modèle, nous la découpons sur une machine CNC et l'utilisons comme modèle pour mouler des feuilles de plastique, ou comme matrice pour couler du polyuréthane ou former de la fibre de verre. La beauté de cette méthode est la rapidité de fabrication de la matrice, la précision et la fiabilité de la conception. Vous pouvez créer des éléments de miroir parfaits. Si votre entreprise fournit des services de réglage, vous pouvez vendre des articles similaires à des voitures de la même marque, les faire commander - une matrice faite une fois apportera des bénéfices plus d'une fois.
Ci-dessus sont des exemples de matrices fraisées pour le moulage ultérieur.
Quelle méthode de fabrication d'un élément utilisant une matrice est plus rentable est un point discutable. Les polyuréthanes, pour toutes leurs propriétés remarquables, ont un coût assez élevé, et le moulage en plastique nécessite un équipement supplémentaire, comme une machine de moulage ou ses substituts, le moulage en fibre de verre nécessite un travail manuel et, par conséquent, prend du temps.
Conclusion
Par rapport aux méthodes de production traditionnelles, les nouvelles méthodes ont leurs avantages et leurs inconvénients:
- Précision - la production numérique est inégalée ici par rapport à la production traditionnelle
- Répétabilité - le modèle de la pièce une fois numérisée peut être utilisé à plusieurs reprises, la même chose s'applique aux formulaires et matrices créés
- Coûts et temps réduits pour une série de pièces
- Plus cher dans la fabrication d'une seule pièce
- Beaucoup de temps est consacré à la numérisation et au traitement d'un modèle numérique, qui peut être excessivement long, avec une seule commande unique
- Besoin d'un équipement approprié, qui coûte également de l'argent
Prévisions
Compte tenu des tendances de développement actuelles de l'industrie de la numérisation et de l'impression 3D, nous nous attendons à une numérisation simplifiée et à une impression moins coûteuse des éléments.
La numérisation gagne également en fonctionnalité et en commodité - il existe désormais des scanners 3D qui ne nécessitent pas de connexion à un ordinateur et fonctionnent sur leur propre batterie. La zone de numérisation est également en constante augmentation, ce qui vous permet de consacrer moins de temps au processus lui-même.
Dans un avenir proche, avec une augmentation de la résolution et de la vitesse des scanners 3D, il ne faudra pas plus de 20 à 30 minutes pour numériser, ce qui prend désormais environ 3 à 4 heures.
L'augmentation constante de la zone d'impression des imprimantes 3D à bas prix et l'amélioration des caractéristiques de résistance des matériaux vous permettront d'imprimer les pièces nécessaires du kit carrosserie directement dans l'atelier.
Le corps de cette voiture est imprimé sur une imprimante 3D.
Dans l'illustration ci-dessus - numérisation à l'aide de manipulateurs robotiques. Entièrement automatisé.
Scanners 3D
- Zone de numérisation, mm: 214 × 148 - 536 × 371
- Précision, microns: 100
- Couleur: oui
- Prix: 945300 roubles.
- Zone de numérisation, mm: 920 x 690 x 690
- Précision, microns: 30
- Couleur: non
- Prix: 1180 000 roubles.
- Zone de numérisation, mm: 300 x 170
- Précision, microns: 50/100/300
- Couleur: avec module optionnel
- Prix: 314910 roubles.
D'autres
scanners 3D sont également disponibles. Pour sélectionner un outil adapté à vos besoins,
veuillez contacter notre personnel.
Conclusions
La numérisation 3D est déjà utilisée pour personnaliser les voitures, à la fois par des particuliers et dans l'ordre de service, par des maîtres individuels et des ateliers de réparation automobile. Bien qu'il ne soit pas aussi bon marché que les méthodes traditionnelles, l'avantage en termes de précision et de qualité justifie l'investissement.
Vous pouvez commander des services de numérisation 3D et de fabrication de pièces nécessaires, ainsi que l'achat d'équipement nécessaire pour un travail indépendant dans la
boutique Top 3D - nos ingénieurs qualifiés effectueront le travail nécessaire, ou vous aideront à choisir les bons matériaux et équipements, vous apprendront à travailler avec.
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