Aprimoramento da fabricação de aditivos com engenharia reversa

A engenharia reversa é uma ferramenta poderosa para manufatura aditiva, e a combinação de ambas pode aprimorar muito o design do produto, bem como encurtar o ciclo de desenvolvimento do produto. Quer você precise fabricar uma peça legada sem modelo digital ou uma peça sobressalente para substituição, a engenharia reversa oferece muitos benefícios. Uma série de setores, como aeroespacial, automotivo e médico, já estão aproveitando os benefícios da engenharia reversa junto com a AM, com economia significativa de tempo e custos.

O que é engenharia reversa?

Normalmente, ao projetar um objeto do zero, um engenheiro de projeto produzirá desenhos detalhando como o objeto deve ser construído. Em contraste, a engenharia reversa envolve a abordagem oposta:o engenheiro projetista começa no produto final, retrocedendo ao longo do processo de projeto para chegar às informações originais do projeto. Em teoria, qualquer objeto pode ser submetido à engenharia reversa, seja uma peça mecânica, um produto de consumo ou até mesmo um artefato antigo.

Como funciona a engenharia reversa?

Para iniciar o processo de engenharia reversa, você normalmente começará medindo o tamanho e a forma do objeto. Isso pode ser feito manualmente, mas, principalmente para aplicações industriais, o uso de digitalização 3D tem se tornado cada vez mais comum. Os dados relativos às especificações de design do objeto são então convertidos em um arquivo CAD digital. Neste ponto, o modelo digital pode ser convertido para STL, otimizando-o para impressão 3D.

Por que usar engenharia reversa?

Existem vários motivos pelos quais a engenharia reversa é uma técnica de fabricação útil. Por exemplo, você é um fornecedor automotivo que precisa produzir peças de reposição, mas não possui dados CAD? A engenharia reversa pode ser usada para obter as especificações necessárias para que peças sobressalentes raras possam ser reproduzidas usando a impressão 3D.

Além disso, a engenharia reversa é benéfica quando você precisa fazer melhorias em um objeto existente, mas não tem seu modelo digital. Nesse caso, a engenharia reversa permite que você escaneie o objeto e faça alterações no design do processo, resultando em uma economia de tempo significativa.

Digitalização 3D:o companheiro natural para a impressão 3D

O processo tradicional de medir manualmente um objeto para realizar a engenharia reversa pode ser muito demorado, pois requer vários dispositivos, como calibradores ou calibradores, para medir e desenhar a forma e o tamanho de um componente antes de replicá-lo em um programa CAD . Felizmente, vimos avanços impressionantes na tecnologia de engenharia reversa, permitindo uma solução mais rápida e precisa: digitalização 3D.

Como a representação digital de um objeto é a espinha dorsal da impressão 3D, a digitalização 3D oferece uma solução digital eficiente quando há necessidade de fazer engenharia reversa de peças antigas para reposição ou peças sem modelos CAD existentes. A combinação de métodos de impressão 3D e digitalização 3D apresenta vantagens significativas para aplicações de engenharia que requerem alta precisão e tempos de desenvolvimento de produto mais curtos.

Scanners 3D são dispositivos usados ​​para medição tridimensional e permitem capturar dados do objeto físico de forma rápida e precisa para criar “nuvens de pontos”, que são então renderizadas em representação digital 3D.

3 técnicas de digitalização 3D

A chave para uma digitalização 3D bem-sucedida é medir seu objeto com um grau de precisão suficiente para capturar os detalhes necessários para uma replicação adequada. Para conseguir isso, existem algumas opções de digitalização 3D que podem ajudar a criar um modelo 3D quase imediatamente pronto para impressão 3D.



1 Fotogrametria

O método da fotogrametria é baseado em fotos, tiradas de diferentes ângulos ao redor de um objeto e então “costuradas” com a ajuda de um software especial para replicar digitalmente um objeto físico. No entanto, a fotogrametria requer uma configuração de estúdio, uma vez que esta técnica envolve um complexo sistema de câmeras, que pode ser difícil de montar e não é facilmente transportável. Além disso, os modelos 3D digitais feitos com fotogrametria geralmente não podem competir com a digitalização 3D baseada em luz em termos de precisão e nível de detalhe.



2. Digitalização 3D baseada em luz

Existem dois tipos comuns de scanners 3D, enquadrados na categoria de digitalização 3D baseada em luz: luz estruturada e digitalização a laser . Esses scanners vêm em uma variedade de tamanhos com opções manuais e fixas disponíveis.

• Um scanner 3D de luz estruturada projeta o padrão de luz de listras paralelas na superfície de um objeto. A câmera do scanner captura essa projeção, que é posteriormente traduzida em uma réplica digital. Scanners 3D de luz estruturada são capazes de alto nível de detalhes, embora sejam normalmente usados ​​para objetos pequenos.

• Em contraste, a digitalização a laser funciona projetando um feixe de laser na superfície de um objeto que é refletido da superfície. As câmeras do scanner capturam o ângulo de reflexão e o traduzem em coordenadas de um objeto, que são usadas para gerar um modelo 3D. Este método permite que objetos de forma livre e detalhes intrincados sejam digitalizados, tornando a digitalização a laser uma das formas mais precisas de digitalização 3D.

O BMW Group é um fabricante que atualmente usa scanners 3D de luz azul e fotogrametria para fazer engenharia reversa e, em seguida, fabricar peças de reposição para seus clientes.



3. Tomografia computadorizada

A varredura por tomografia computadorizada (TC) é outro método de varredura que pode ser aplicado na manufatura aditiva para engenharia reversa. A tomografia computadorizada envolve várias projeções de raios-X através de um objeto, criando imagens que são combinadas para formar um modelo digital 3D. A tomografia computadorizada é particularmente única, pois fornece dados não apenas sobre estruturas externas, mas também internas. Como é cada vez mais importante ser capaz de prever e estabelecer a integridade estrutural, tensão residual e outros parâmetros com componentes impressos em 3D para manter seu desempenho, essa capacidade é importante para estabelecer as especificações estruturais de uma peça. A tomografia computadorizada encontrou seu nicho principalmente em aplicações médicas - por exemplo, a tomografia computadorizada pode ser usada para produzir modelos impressos em 3D de órgãos humanos, ajudando os cirurgiões a se prepararem para cirurgias complexas.

Engenharia reversa e manufatura aditiva:casos de uso

Tecnologias como digitalização 3D ajudam a integrar a engenharia reversa ao fluxo de trabalho da manufatura aditiva, dando aos fabricantes de todos os setores uma solução vialbe para desafios específicos de engenharia.

Um exemplo disso é a produção de protótipos impressos em 3D de peças obsoletas aeroespaciais. Roc-Aire, um fabricante contratado de peças aeroespaciais, escaneia peças de aeronaves antigas antes de imprimi-las em 3D para verificação de ajuste e avaliação de design e função. Essa solução não apenas ajuda a acelerar o desenvolvimento do projeto, mas também leva a resultados finais mais eficazes.

No setor médico, a integração da engenharia reversa e da manufatura aditiva é crucial para a solução de casos médicos complexos. Por exemplo, em 2016, o Royal Hospital for Sick Children usou digitalização 3D e impressão 3D para cirurgias de reconstrução da orelha. Com a ajuda de um scanner 3D de luz estruturada, os médicos escanearam a orelha não afetada e imprimiram em 3D um protótipo de polímero, usado como modelo para reconstrução.

Outro exemplo pode ser encontrado na indústria automotiva, onde a engenharia reversa, junto com a tecnologia SLS, foi usada para criar uma entrada de ar com espaço otimizado para uma motocicleta de corrida. Nesse caso, o uso da engenharia reversa e SLS fez uma grande diferença na redução do tempo necessário para a realização do projeto.