Sobre o que é o artigo
Falamos sobre digitalização em 3D para posterior ajuste e personalização no exemplo de um Rolls-Royce Wraith.
Nossa empresa geralmente fornece serviços para escanear carros e seus elementos. O último pedido desse tipo foi uma varredura da Rolls-Royce Wraith para um estúdio de afinação em São Petersburgo.
Era necessário escanear a carroceria para o processamento subsequente do modelo digital pelo designer - modelando elementos adicionais.
A digitalização foi decidida com o scanner 3D Artec Eva portátil.
Artec eva
- Campo de visão linear, mm: 214 × 148 - 536 × 371
- Precisão, mícrons: 100
- Cor: sim
- Preço: 945 300 esfregar.
Poderíamos usar um scanner 3D estacionário
RangeVision PRO 5M , o que proporcionaria maior precisão de superfície, mas você pode digitalizar objetos grandes com um scanner manual muito mais rapidamente, e o Artec Eva fornece uma precisão de superfície de 1-2 milímetros sem problemas.
Para esclarecer por que a velocidade é importante aqui: a digitalização com um scanner de mão levou cerca de 3 horas, juntamente com a preparação, e a de um estacionário levaria de 6 a 7 horas.
Na Top 3D Shop, uma grande variedade de
scanners para qualquer finalidade, entre em contato - teremos o maior prazer em ajudar com a escolha.
Como fez antes
Antes do advento dos scanners 3D no arsenal de engenheiros, a digitalização de objetos tridimensionais consistia na criação manual de um modelo em programas CAD, com base em desenhos, medidas e fotografias.
No ajuste e reparo de carros, os métodos de
fotogrametria não foram amplamente utilizados, devido ao alto custo e à laboriosidade. Tudo foi feito “a olho nu”, de acordo com medidas manuais e modelos físicos, o que não contribuiu para a qualidade.
O surgimento de
scanners 3D no mercado deu ímpeto ao uso de novos métodos digitais nessa área.
Preparação da digitalização
A digitalização ocorreu na oficina, pois a digitalização na rua não é tão conveniente e a luz da rua pode interferir na digitalização devido ao brilho excessivo e à inconstância. Note-se que desta vez também poderíamos escanear o carro na rua, pois o Eva possui seu próprio sistema de luz de fundo que permite reduzir as diferenças de iluminação externa e o dia não estava muito ensolarado, o sol não interrompeu a luz de fundo do scanner.
No horário combinado, o carro foi entregue. O corpo estava levemente empoeirado, mas foi decidido não pré-lavar o carro, pois a superfície ainda teria que ser emaranhada e um pouco de poeira proporcionaria um embotamento adicional. Se houvesse sujeira perceptível, é claro que o carro tinha que ser lavado para evitar distorções na geometria da superfície.
Para a digitalização, duas tomadas de 220 volts são suficientes, uma para laptop e outra para scanner. O scanner se conecta ao laptop usando um único cabo USB.
Apenas metade do veículo precisa ser escaneada, com os dois lados das garras dianteira e traseira. Ou seja, examinamos o pára-choque completamente e o resto do corpo - apenas de um lado. Isso se deve ao fato de o carro ser um objeto simétrico, e é mais rápido e fácil espelhar uma das metades posteriormente para obter a segunda do que para escanear o carro inteiro. Para-choques dianteiro e traseiro são necessários para estabelecer corretamente o eixo de simetria.
A superfície do carro estava coberta com uma fina camada de spray fosco para remover o brilho que interfere na digitalização.
Para a esteira, usamos o spray
Helling , que pode ser lavado de qualquer superfície sem problemas, consiste em uma base de álcool e algo como talco.
Existem também sprays evaporativos especiais que desaparecem completamente da superfície do objeto em poucas horas.
Outro requisito de preparação é o uso de tags. Para os carros, é necessário, pois muitos elementos do corpo, como o capô ou as portas, não possuem geometria ou textura ricas, e o scanner em locais diferentes parece exatamente o mesmo, o que leva a erros de costura.
Digitalizar
O processo de digitalização em si não é muito interessante - o operador move lentamente o scanner sobre a superfície do corpo, a uma distância de cerca de 50 cm, e o scanner registra as superfícies a serem removidas usando o software instalado no laptop. É necessário interromper periodicamente - primeiro, o scanner esquenta durante a operação, por isso é aconselhável digitalizar no modo de digitalização de 5 minutos - 15 minutos para esfriar.
Em segundo lugar, um carro, e especialmente um carro tão grande como o Rolls-Royce, é um objeto bastante grande, o scanner coleta muitos dados e um laptop, mesmo um muito poderoso, nem sempre consegue lidar com esse fluxo de informações - algumas digitalizações precisam ser descarregadas da memória de acesso aleatório . Portanto, uma verificação de carro geralmente é dividida em seções que são verificadas separadamente e, em seguida, costuradas.
Após a conclusão da verificação, o carro pode retirar o spray e as marcas do corpo. O projeto com varreduras é salvo para montagem posterior.
A costura das digitalizações agora ocorre principalmente no modo automático; somente às vezes é necessário corrigir a localização dos fragmentos se o computador estiver errado.
Como já mencionado, as primeiras seções separadas do corpo são montadas; nesse caso, foi possível montar imediatamente metade do corpo: frontal e traseira. E então eles já estão costurados. O processo de costura remove todos os detritos - por exemplo, o piso capturado pelo scanner, as rodas que não são necessárias na digitalização, o vidro. Quando as duas metades são costuradas, obtemos um modelo poligonal de metade do carro. O Artec Studio está concluído.
Mas trabalhar com esse modelo ainda não é possível. Em primeiro lugar, este é apenas metade do carro. E segundo, para o design, você precisa de um modelo paramétrico, não poligonal do corpo.
O primeiro problema pode ser facilmente resolvido em quase todos os softwares para modelagem de modelos 3D poligonais. Estamos procurando o eixo de simetria e espelhando a metade existente. Controlamos através da interseção de elementos (pára-choques), quando eles idealmente convergem - conseguimos o que precisamos. Você pode salvar a metade dos dados separadamente e executá-la na montagem de geometria no Artec Studio, usando modelos em vez de varreduras; nesse caso, fiz exatamente isso, para maior precisão. Depois costuramos nossas metades, isso pode ser feito no Artec Studio e no software de modelagem. Eu as costurei no Geomagic Studio, pois o próximo passo será lá.
A tradução para CAD é um processo complexo e demorado. Uma varredura é feita e usada como modelo para construir uma superfície paramétrica. No entanto, neste caso, tudo pode ser simplificado. Programas como o Geomagic Studio ou Geomagic Design usam um algoritmo sofisticado usando B-splines racionais heterogêneos. Simplificando, uma superfície é descrita por um conjunto de curvas paramétricas entre as quais as superfícies são esticadas. Esse método nem sempre funciona, não pode processar uma forma complexa - possui baixa precisão em áreas como escultura ou pequeno relevo. Mas para o corpo do carro, ele se encaixa perfeitamente.
O erro de cálculo dura várias horas, mas é muito mais rápido do que reconstruir uma superfície no Rhinoceros ou no SolidWorks. A desvantagem desse modelo é que seria difícil usá-lo para fresamento, uma vez que a superfície é descrita por um grande número de seções paramétricas separadas e os programas de preparação do gcode para fresamento o processam por um longo tempo. Mas eles irão processá-lo, e não entrarão em um ciclo interminável, como aconteceria ao trabalhar com o modelo poligonal, no qual existem milhões de seções individuais.
O modelo resultante foi dado a um cliente satisfeito. Agora, ele pode ser usado na modelagem paramétrica como um modelo ao qual vários elementos de ajuste serão anexados.
A Top 3D Shop fornece serviços profissionais para
a digitalização em 3D de carros e outros objetos. Para mais informações, entre em contato com: sales@top3dshop.ru
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