آوردن اشیاء فیزیکی به محیط دیجیتالی سه بعدی، اسکن سه بعدی نامیده می شود. اسکن سه بعدی به طور گسترده ای توسط مهندسین طراحی و تکنسین ها برای سرعت بخشیدن به تصمیم گیری در فرایند توسعه محصول استفاده می شود.در حین طراحی، اسکن سه بعدی شامل گرفتن اطلاعات در مورد قطعه فیزیکی موجود و بازآفرینی و ویرایش اطلاعات دیجیتالی آن در یک محیط مجازی است و از نظر ابعادی نیز بسیار دقیق است.
روشهای زیادی برای
اسکن سه بعدی وجود دارد که شامل اسکن لیزری، اسکن نوری، دستگاه های اندازه گیری مختصات
(CMM) و اسکنرهای
CT می باشد. داده های اندازه گیری خام معمولات به عنوان اطلاعات ابر نقاط جمع آوری می شوند که باید به یک شکل قابل استفاده تر مانند مش یا مدل
CAD تبدیل شوند که معمولا برای دستیابی به این هدف از تجهیزات اسکن در رابطه با نرم افزار مهندسی معکوس استفاده می شود. گاهی اوقات هیچ گونه نقشه ای در مورد یک قطعه وجود ندارد و
مهندسی معکوس برای اسکن قسمت های فیزیکی استفاده می شود، بنابراین می توان اطلاعات دیجیتالی دقیق قابل استفاده را از طریق اسکنر سه بعدی ایجاد کرد. این روش برای بازیابی قطعات یدکی، جایگزینی قطعات فرسوده یا آسیب دیده و یا ارزیابی محصولات رقیب برای درک بهتر طراحی و برآورد هزینه استفاده می شود.
تضمین کیفیت و مهندسی معکوس اسکن سه بعدی
بخش های
کنترل کیفیت از داده های
CAD با اندازه گیری و مقایسه قطعات فیزیکی و فایل های دیجیتالی اسکن شده کیفیت یک قطعه را می سنجند. دقت ابعادی هندسی یک قطعه ، قبل از این که در گزارشی وارد شود، می تواند به سرعت اندازه گیری شود و اطمینان کافی برای دقت یک فایل حاصل شود.
اسکنرهای سه بعدی اشیاء پیچیده را خیلی سریع اندازه گیری می کنند روند کار شما را به طرز چشمگیری افزایش می دهند. با اسکن سه بعدی و ایجاد فایل دیجیتالی می توان قطعات چاپ سه بعدی طراحی کرد که بسیار کاربردی نیز هست.
از قطعه فیزیکی تا فایل دیجیتالی( Mesh & Solid)
یکی از بزرگترین چالش هایی که طراحان هنگام تبدیل قطعه فیزیکی به دیجیتال با آن روبرو می شوند ناسازگاری بین مش و سالید (Mesh and solid) می باشد.
مش ها خروجی اصلی همه ی اسکنرهای سه بعدی هستند و فرمتی که معمولا توسط پرینترهای سه بعدی قابل استفاده است
STL می باشد. مش نشان دهنده ی سطح یک شکل است که با تعداد زیادی مثلث که لبه های آن به هم متصل است نمایش داده می شود.
از طرفی دیگر طراحان با Solid کار می کنند. مدل های Solid اطلاعاتی در مورد نحوه ی طراحی یک شیء دارند. در نرم افزار های طراحی امکان تغییر ابعاد وجود دارد. از آنجا که مش ها اطلاعاتی در مورد ساخت شیء ندارند روش هایی که می توانید مدل مش را تغییر دهید محدود است. نرم افزار های Cad مانند SolidWork مستقیما نمی توانند مش را تغییر دهند. اگر شما نیاز به ایجاد تغییرات اساسی در طرح یک قسمت اسکن شده دارید، باید مش را به طراحی Solid Cadتبدیل کنید و این کار مهندسی معکوس نامیده می شود.
نحوه اسکن یک شیء برای پرینتر سه بعدی: نحوه عملکرد مهندسی معکوس
مهندسی معکوس زمانی اهمیت پیدا می کند که می خواهید قطعات جدیدی را ایجاد کنید که طرح اصلی در دسترس نیست. به عنوان مثال شما می توانید قطعات جایگزینی را ایجاد کنید که با طراحی اصلی قطعه آسیب دیده مطابقت دارد.
در اینجا مراحل اسکن سه بعدی را بررسی می کنیم:
آماده سازی قطعه برای اسکن
برای بهبود دقت اسکن شیء را با یک پودر مات موقت بپوشانید. حتی سطوحی که کمی براق هستند نیز باعث کاهش کیفیت اسکن می شوند، این در حالی است که سطوح بازتابی و شفاف را نمی توان به هیچ وجه بدون روکش مات اسکن کرد.
اسکن سه بعدی شیء
از اسکنرهای سه بعدی با دقت بالا برای گرفتن بخش های مهم استفاده کنید.
اسکنرهای نوری یا لیزری گزینه های مناسبی برای این کار هستند.
اصلاح مش
برخی اسکنرها فایل های مش بسیار بزرگی ایجاد می کنند که در مراحل بعدی دچار مشکل می شوید. نرم افزار های اسکنر شکاف های کوچک را ترمیم می کنند و اسکن را ساده و کم حجم می کنند و داده ها را در CAD قابل کنترل تر می کنند. سعی کنید بدون تخریب جزئیات مهم، مدل را تا حد ممکن کاهش دهید.
مش را به CAD وارد کنید
نرم افزار
CAD مجهز به ابزارهای
مهندسی معکوس است. مش را وارد نرم افزار
CAD کنید.
Geomagic for Solidwork یک انتخاب قدرتمند برای طراحی مجدد اشکال پیچیده است.
در این مرحله مش اسکن را حرکت داده و بچرخانید. با چرخاندن و تراز کردن اسکن خود ترسیم نقشه را آسانتر کنید.
سطوح مهم را استخراج کنید
برای ایجاد یک مدل اسکن، سه راه وجود دارد تا بتوانید یک مدل Solid تهیه کنید که با ابزارهای CAD قابل ویرایش باشد:
- سطح نیمه اتوماتیک
- سطح اتوماتیک
- طراحی مجدد دستی
سطح نیمه اتوماتیک
رسم دستی منحنی های پیچیده دشوار است، بنابراین شما ممکن است استفاده از سطوح نیمه اتوماتیک را انتخاب کنید. این عملکرد سطحی متناسب با مناطق شناسایی شده توسط اسکن را تولید می کند و با تغییر حساسیت عملکرد تشخیص سطح، سطوح مختلفی پیدا می شود.
ممکن است است لازم باشد این روش را با تنظیمات مختلف تکرار کنید تا تمام سطوح شما شناسایی شود. سپس می توان این سطوح را صاف کرد و به هم وصل کرد تا یک Solid قابل ویرایش ایجاد شود.
هنگامی که می خواهید حداکثر قابلیت ویرایش را داشته باشید و یا هنگامی که دقت لبه تیز برای شما مهم است، از سطح نیمه اتوماتیک برای ایجاد مجدد اشکال خمیده استفاده کنید.
سطح اتوماتیک
شما ممکن است نیازی به کنترل محل قرار گیری لبه نداشته باشید. به عنوان مثال شما بخشی از بدن انسان را اسکن می کنید تا محصولات ارگونومیک سفارشی ایجاد کنید.در این موارد، سطح اتوماتیک راهی عالی برای صرفه جویی در زمان مدل سازی است.
در شکل زیر نتیجه یک سطح اتوماتیک را با سطح نیمه اتوماتیک مقایسه کنید. دقت به خصوص در اطراف لبه های تیز از بین می رود.
طراحی دستی
برای ویژگی های ساده مانند سوراخ ها معمولا سریعترین و دقیق ترین راه استفاده از مدل اسکن به عنوان مرجع است. نرم افزارهای
مهندسی معکوس به شما این امکان را می دهد تا سطوح طراحی متناسب با سطوح مسطح در اسکن ایجاد کنید.
ادغام اشیاء جدید
وقتی که مراحل طراحی به پایان رسید می توان با استفاده از
چاپگر سه بعدی قطعات را چاپ کرد و آنها را بر روی هم مونتاژ کرد.
