Sobre o que é o artigo
A digitalização 3D há muito tempo é usada na indústria automotiva na fase de projeto, mas pode ser útil não apenas para engenheiros de desenvolvimento e projetistas de carrocerias.
Hoje falaremos sobre a aplicação da digitalização 3D no campo do tuning de carros. O processo de digitalização em si pode ser encontrado em mais detalhes em nossa análise
“Como digitalizamos o Rolls-Royce Wraith para ajuste”Para quem
Este artigo pode ser útil para qualquer pessoa envolvida no autoajuste de um carro ou forneça serviços semelhantes. A revisão será baseada nos pedidos concluídos de nossa empresa.
Objetivo, tarefas
Ajustar um carro é um assunto bastante caro, e também não é rápido. Se o projeto foi malsucedido ou com erros, você pode obter um resultado insatisfatório gastando uma quantia justa de dinheiro e tempo. E aqui a digitalização 3D pode ajudar muito. Tendo recebido um modelo de carroceria de alta qualidade, o designer pode simular qualquer elemento de ajuste e fornecer uma visualização de como ele já estará no carro, o que permite avaliar imediatamente a possível aparência.
Você pode simular todos os elementos de fixação necessários e tornar toda a estrutura mais resistente e confiável do que quando peças padrão são plantadas em cola e parafusos "a olho". Os modelos de peças resultantes podem ser feitos usando impressão 3D, se não houver requisitos especiais de resistência, ou usados para fazer uma matriz em uma máquina CNC.
Exemplo: um cliente precisa de uma modificação de corpo grave da Rolls Roys Wraith. Por que é necessário um modelo 3D do corpo, para um ajuste fino de todos os elementos. Utilizamos o scanner
Artec Eva 3D.
Como fazer isso sem digitalização em 3D
A digitalização é utilizada há muito tempo na indústria automotiva para verificar a precisão da linha de montagem, para digitalizar o design, que foi originalmente moldado por um escultor de barro, para projetar cadeiras ergonômicas.
A digitalização 3D chegou ao campo do autoajuste relativamente recentemente. Anteriormente, o ajuste nas concessionárias era feito com plasticina, espuma de poliestireno, fibra de vidro e montagem manual de peças, o que exigia um investimento considerável de tempo e esforço e também criava problemas com a simetria do design final, porque a peça do espelho também precisava ser esculpida do zero.
Inicialmente, o método incluiu a fabricação de três métodos:
Fibra de vidro / fibra de vidro / epóxi:
A base do futuro kit para o corpo é feita de espuma; então, com a ajuda da montagem de facas de espuma, plasticina e papelaria afiada, a forma desejada é finalmente removida, que é então colada com fibra de vidro em camadas, as camadas são coladas com resina epóxi. Quando tudo endurece, a espuma e a espuma são removidas, os locais para fixação são limpos e os suportes para fixação são feitos no epóxi. Após a instalação no corpo, ele é esfregado no lugar com massa de vidraceiro, preparado e pintado. Maneira bastante simples e acessível. Dos problemas, pode-se notar que, devido à resina epóxi, o produto acaba sendo bastante pesado e, quando atingido, se quebra e está quase irrecuperável.
Plasticine
A partir da plasticina, diretamente na máquina, começamos a criar um kit para o corpo, como um para-choque. Desenhamos todas as linhas do esboço planejado. Onde é necessária muita plasticina - colocamos as barras em locais mais finos, para manter a forma - o arame. Considere com antecedência que o pára-choques pode ser facilmente removido sem danos.
Tente exibir o resultado final perfeitamente, caso contrário, haverá muito barulho. Faça recessos com antecedência para obter faróis adicionais e entradas de ar. Antes de remover a estrutura, preparamos uma caixa de madeira maior que o seu elemento, faça um estoque de 5-7 ou mais cm de cada lado. Certifique-se de fornecer na caixa de suporte o layout, para que o pára-choques fique pendurado neles e não fique no chão da caixa, pois a moldura é colocada na caixa exatamente “virada” para baixo.
Estamos preparando uma mistura de gesso - líquido suficiente para fluir livremente pela forma - a densidade do creme de leite, não muito líquido e nem muito espesso.
Instalamos o pára-choques nos suportes, depois de o ter manchado com creme ou vaselina e despejamos o gesso na caixa até preencher o formulário. Terá que fazer de uma só vez, será necessária muita mistura.
Deixe a estrutura por um tempo, permitindo que o gesso endureça completamente. Vai demorar mais de um dia.
Quando a estrutura endurece completamente, retiramos o molde de plasticina e obtemos uma cavidade de gesso na qual o pára-choque pode ser colado.
Na forma de gesso, devemos perfurar orifícios finos para a exaustão do ar. Cuidadosamente, cubra-o com creme ou vaselina, tomando cuidado para não cobrir os dutos de ar. Preparamos a mistura epóxi, cortamos a fibra de vidro em tiras. Espalhe cada camada com cuidado, expulsando bolhas de ar, especialmente a primeira.
Depois, como será apresentado cerca de 1,5-2 mm, colocamos tudo com uma malha fina, para fortalecer a estrutura - você pode colocá-lo não sobre toda a área, mas apenas nos locais de fixação. Em seguida, colocamos outra fibra de vidro de 1 a 1,5 mm, sem esquecer os pontos de montagem do para-choque.
Como resultado, deixamos o pára-choques acabado secar completamente e retirá-lo de forma. A seguir, é aparado o excedente e o ajuste final, retificação e montagem, depois o primer e a pintura. Nesta fase, a construção do kit aerodinâmico da carroceria no carro está concluída.
Plástico / moldagem
A peça obtida pelo método anterior, ou simplesmente um modelo moldado a partir de plasticina, pode ser moldada com gesso e pode ser obtida uma matriz de moldagem, na qual as folhas de plástico podem ser moldadas em uma máquina de moldagem. Os produtos são leves e duráveis, mas podem haver problemas nos pontos de fixação, pois a borda da folha precisa ser cortada manualmente e são necessários vários equipamentos e materiais adicionais - equipamentos grandes, muito gesso, uma máquina de moldagem.
Ajuste manual
Os tarugos do tamanho e forma desejados são cortados em chapas metálicas ou outros materiais, os quais são presos por solda ou rebitados na superfície da peça antiga e / ou entre si. Então eles são massa de vidraceiro, preparada e pintada. O design resultante é bastante resistente a pequenos impactos. Contras: para esse trabalho requer treinamento e experiência profissional sérios, nem todas as formas podem ser feitas por um método semelhante.
Os dutos de ar decorativos para carrocerias são fabricados de acordo com a mesma tecnologia, fabricada principalmente em fibra de vidro.
Preparação da digitalização
Agora considere a própria digitalização 3D. Antes de tudo, a digitalização 3D tem algumas limitações relacionadas à cor e textura: superfícies pretas e espelhadas são pouco escaneadas. Um exemplo de superfície e ambiente deficientes é um carro preto brilhante, luz do dia.
Para escanear essas superfícies, o carro terá que ser emaranhado com um spray especial, pintando a superfície com uma cor branca e fosca que é facilmente escaneada.
O segundo ponto problemático é a geometria e textura pouco pronunciadas em alguns elementos do carro, por exemplo, no capô ou nas portas. Ao digitalizar esses elementos, o scanner “não tem nada a que se agarrar” e as digitalizações são costuradas com um grande erro pelo programa, ou o scanner relata que perdeu a geometria. Para resolver esse problema, use marcadores - adesivos especiais em preto e branco ou refletivos.
Embora essas marcas não adicionem recursos geométricos, eles aumentam os recursos de textura do modelo que o scanner pode levar em consideração. Alguns scanners constroem uma rede de suporte a partir de marcadores, nos quais fragmentos da superfície digitalizada são aplicados. A preparação leva um tempo considerável e pode durar tanto quanto a própria digitalização, pois é necessário cobrir com um spray e marcar toda a superfície do carro.
Outro ponto que é importante considerar é que os scanners ópticos não digitalizam bem na rua sob luz forte, portanto, é aconselhável digitalizar em ambientes fechados.
Visão geral do processo de digitalização com exemplos
Após a preparação, você pode começar a digitalizar. Se digitalizarmos com um scanner estacionário, o scanner precisará ser movido e focado para capturar cada quadro altamente detalhado. Se o scanner for manual, tudo será mais simples - movemos o scanner lentamente sobre a superfície do carro, e o scanner pega os dados e os coleta no modelo.
Devido à grande quantidade de dados, a digitalização é realizada em estágios, na figura acima você pode ver fragmentos individuais destacados em cores diferentes.
Todos os fragmentos resultantes são costurados em um único modelo. É assim que o resultado se parece.
Visão geral do processo de modelagem com exemplos
Os scanners produzem modelos no formato de polígono e, para modelagem de engenharia precisa, é melhor usar modelos no formato CAD.
Acima, vemos um exemplo de modelos poligonais - sua superfície consiste em polígonos separados; é impossível usar esse modelo no corte CNC, devido aos pequenos detalhes, mas sem problemas, ele pode ser impresso em uma impressora 3D.
Para uma modelagem precisa, você precisa converter modelos em CAD e pode fazer isso de várias maneiras. Por exemplo, simplesmente reconstrua a superfície com referência aos vértices dos polígonos no Rhinoceros 3D ou equivalentes, ou use software especializado como o Geomagic Design, que pode transformar a superfície em um modo automático, com maior erro ou semi-automático, mais preciso.
Cada elemento do modelo no CAD é uma descrição matemática exata de sua geometria. Esse modelo é adequado para o projeto e subsequente corte em máquinas CNC.
Quando um modelo 3D adequado estiver pronto, você poderá usá-lo para simular os elementos necessários para o ajuste em qualquer software de modelagem 3D conveniente.
Visão geral da produção e possíveis problemas
A fabricação de elementos de ajuste usando tecnologias aditivas ou máquinas CNC não é muito diferente dos métodos antigos - é o mesmo que adicionar material ou extrair excesso, mas, em vez de trabalho manual, a maior parte do trabalho é feita por máquinas. Isso aumenta a produtividade e a precisão.
A primeira opção, mais fácil e barata é imprimir um elemento de plástico em uma impressora 3D, seguida de massa e tinta.
Essa opção tem suas desvantagens - a área de impressão da maioria das impressoras não é muito grande e a impressão em grandes impressoras industriais geralmente é muito cara, além disso, nem todos os materiais disponíveis para impressão 3D têm força suficiente. A fibra de vidro pode ser usada para reforçar os elementos de impressão. Essa é uma das opções de orçamento.
A segunda opção - modelando a matriz para a fabricação do modelo, recortamos em uma máquina CNC e a usamos como modelo para moldagem de folhas de plástico ou como matriz para vazamento de poliuretano ou formação de fibra de vidro. A beleza desse método é a velocidade de fabricação da matriz, a precisão e a confiabilidade do projeto. Você pode criar elementos de espelho perfeitos. Se sua empresa fornece serviços de ajuste, você pode vender itens semelhantes a carros da mesma marca, fazê-los encomendar - uma matriz feita uma vez trará lucro mais de uma vez.
Acima estão exemplos de matrizes fresadas para moldagem subsequente.
Qual método de fabricação de um elemento usando uma matriz é mais lucrativo é um ponto discutível. Os poliuretanos, por todas as suas propriedades notáveis, têm um custo bastante alto, e a moldagem de plástico requer equipamento adicional, como uma máquina de moldagem ou seus substitutos, a moldagem de fibra de vidro requer trabalho manual e, portanto, consome muito tempo.
Conclusão
Comparados aos métodos de produção tradicionais, os novos métodos têm seus prós e contras:
- Precisão - a produção digital é incomparável aqui em comparação com a tradicional
- Repetibilidade - o modelo da peça uma vez digitalizada pode ser usado repetidamente, o mesmo se aplica aos formulários e matrizes criados
- Menor custo e custos de tempo quando se trata de uma série de peças
- Mais caro na fabricação de uma única peça
- É gasto muito tempo na digitalização e processamento de um modelo digital, que pode ser excessivamente longo, com um único pedido
- Precisa de equipamento adequado, que também custa dinheiro
Previsões
Dadas as tendências atuais de desenvolvimento da indústria de digitalização e impressão 3D, esperamos digitalização simplificada e impressão mais barata de elementos.
A digitalização também está crescendo em funcionalidade e conveniência - agora existem scanners 3D que não requerem conexão com o computador e operam com sua própria bateria. A área de digitalização também está em constante crescimento, o que permite que você gaste menos tempo no próprio processo.
Em um futuro próximo, com um aumento na resolução e na velocidade dos scanners 3D, a digitalização não levará mais de 20 a 30 minutos, o que agora leva cerca de 3-4 horas.
O aumento constante na área de impressão de impressoras 3D de baixo custo e o aprimoramento das características de resistência dos materiais permitirão imprimir as peças necessárias do kit de corpo diretamente na oficina.
O corpo deste carro é impresso em uma impressora 3D.
Na ilustração acima - digitalização usando manipuladores robóticos. Totalmente automatizado.
Scanners 3D
- Área de digitalização, mm: 214 × 148 - 536 × 371
- Precisão, mícrons: 100
- Cor: sim
- Preço: 945 300 esfregar.
- Área de digitalização, mm: 920 x 690 x 690
- Precisão, mícrons: 30
- Cor: não
- Preço: 1 180 000 esfregar.
- Área de digitalização, mm: 300 x 170
- Precisão, mícrons: 50/100/300
- Cor: com módulo opcional
- Preço: 314 910 esfregar.
Outros
scanners 3D também estão disponíveis. Para selecionar uma ferramenta para suas necessidades,
entre em contato com nossa equipe.
Conclusões
A digitalização em 3D já é usada para personalizar carros, tanto por indivíduos quanto por ordem de serviço, por mestres e oficinas de reparos. Embora não seja tão barato quanto os métodos tradicionais, a vantagem em precisão e qualidade justifica o investimento.
Você pode solicitar serviços para digitalização 3D e fabricação adicional de peças necessárias, bem como adquirir equipamentos necessários para trabalho independente na
Top 3D Shop - nossos engenheiros qualificados farão o trabalho necessário ou ajudarão a escolher os materiais e equipamentos certos, ensinando como trabalhar com eles.
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