Tehnici de Scanare Si are Rapida Pentru Piese Injectate Din Materiale Plastice

  • View
    313

  • Download
    4

Embed Size (px)

Text of Tehnici de Scanare Si are Rapida Pentru Piese Injectate Din Materiale Plastice

TEHNICI DE SCANARE I PROTOTIPARE RAPID PENTRU PIESE INJECTATE DIN MATERIALE PLASTICE 3.1 Tehnici de scanare 3Dn cadrul tehnicilor de RE un rol aparte revine tehnicilor de scanare i a celor de prototipare rapid chiar dac o procedur de RE nu presupune obligatoriu realizarea fizic a prototipului prin RE. n cele ce urmeaz se prezint specificul i elementele eseniale ale celor dou tehnici (respectiv a echipamentelor aferente) care vor fi utilizate n cadrul cercetrilor efectuate. 3.1.1 Digitizarea 3D Scanarea produsului, de asemenea cunoscut ca digitizare sau digitizare 3D, este un proces care utilizeaz un palpator pentru a capta forma obiectelor 3D i pentru a le recrea ntr-un spaiu de lucru virtual. Datele sunt colectate sub form de puncte i fiierul rezultat este numit nor de puncte. Traseul parcurs n vederea digitizrii este prezentat n figura 3.1.

Fig.3.1 Tehnici de digitizare pentru geometrii 3D i generarea punctelor [FER 01], [SOK 06]

Care este utilitatea digitizrii Procesul de digitizare capteaz geometria, curbarea suprafeelor compuse i caracteristicile care sunt dificil de msurat utiliznd tehnici tradiionale de msurare. Care sunt limitele digitizrii Pn nu demult, digitizarea era limitat de viteza de deplasare a capului de scanat. Alegerea corect a sistemului de palpare depinde de tipul piesei ce se scaneaz i de bugetul

41

alocat pentru achiziionarea sistemului de scanat. Cele mai des ntlnite sisteme sunt cele prin contact sau LASER.[ SCA 06] Alte metode de colectare a datelor precum secionarea fizic, scanarea distructiv, fotogrametria, raze X, scanarea cu tomografie computerizat i scanarea cu rezonan magnetic sunt de asemenea disponibile. Ce tipuri de materiale pot fi digitizate Materialele tipice care pot fi digitizate includ: piatra, ceramica, sticla, metalul, lemnul, plasticul, cauciucul i lutul. Care sunt rezultatele comunicate Datele care sunt colectate pot fi transformate n nor de puncte sau utilizate pentru : 1.RE i pot fi oferite ca un model CAD 3D; 2.Prototipare rapid dup ce au fost pregtite ntr-un format STL, STEP sau IGES; 3.Inspecie a produselor pentru a fi comparate cu un model CAD existent i utilizate pentru a crea un grafic color al erorilor. Tehnologia pe care este bazat procesul 1.Lumina este proiectat pe obiect (n cazul tehnologiilor ce folosesc lumina); 2.Obiectul reflect lumina care este apoi colectat de un senzor digital; 3.Utiliznd ecuaii algebrice coordonata spaial 3D (X, Y, Z) a punctului de pe suprafa este calculat; 4.Locaia punctului n sistemul de coordonate este stocat ca parte a unui nor de puncte ce reprezint piesa fizic; 5.Milioane de puncte sunt colectate n acest fel pn cnd ntreaga suprafa a piesei sau piesa a fost digitizat; 6.Datele digitale (numite generic nor de puncte sunt folosite pentru RE, rapid prototyping sau inspecia produsului).[ LAS 07] Chiar dac sunt destinate copierii sau controlului geometric, sau mai degrab realizrii modelelor geometrice virtuale sau realizrii produselor, se disting 2 grupe de tehnologii : cu sau fr contact (fig.3.2) Contactul se refer la palpare de control sau la recopiere identic a suprafeelor, n timp ce tehnologiile fr contact se dezvolt din ce n ce mai mult n domenii de aplicaii unde evoluiile tehnice sunt rapide.[ ACQ 97]

42

Fig.3.2 Tehnologii de digitizare 3D [ACQ 97]

3.1.2 Impactul tehnologiei scanrii 3D asupra dezvoltrii produsului Pentru a ndeplini cerinele actuale ale produciei globale, companiile se concentreaz asupra metodelor lor, adoptnd noi tehnici i cutnd noi metode de a-i eficientiza producia i costurile. Printre recentele descoperiri tehnologice, exist un real interes n scanarea laser, care este i rapid i uor disponibil. [LEE 01] Companiile caut tehnica de scanare ca un potenial instrument pentru creterea productivitii i pentru rezolvarea unor chestiuni n legtur cu nevoia de a crea un fiier 3D digital pentru un obiect acolo unde acesta nu a existat nainte. Scannd o piesa 3D i trimind aceast scanare unor programe de software sau prototyping ofer nu numai avantajul reducerii timpului necesar acestei sarcini, dar i economii. Reproducerea unui obiect prin proiectarea traditional CAD i apoi introducerea n calculator este dificil, i de obicei, rezultatul nu se potrivete cu originalul. Mai mult de din companii depind de sistemele vizuale pentru a-i ajuta s-i realizeze designul produselor. Aceast nou43

tehnologie, ngduie firmelor mari i mici s-i realizeze anumite probleme legate de computerizare, probleme care sunt extrem de importante n ceea ce privete latura lor competitiv. Scanarea laser poate oferi o diferen msurabil, pentru o calitate mrit i pentru accelerarea timpului necesar producerii lor, n timp ce costurile noilor produse se reduc considerabil. Scanarea laser este realizat utiliznd un dispozitiv laser care colecteaz un ir de date. Cea mai comun metod pentru achiziia unui ir de date este triangulaia optic. irul de date este produs prin plasarea unei valori pe o reea regulat provenit de pe o suprafa a obiectului. Apoi prin conectarea elementelor triangulare cu cei mai apropiai vecini este creat o imagine. n general senzori 1D sau 2D sunt micai liniar de-a lungul obiectului sau circular n jurul su. Cum acetia nu dau suficiente informaii pentru a reconstrui ntregul obiect ce trebuie scanat, trebuiesc fcute mai multe treceri din orientri diferite. Sunt necesari algoritmi speciali pentru a transforma un ir de imagini multiple ntr-o singur descriere a suprafeei. Dei aceast tehnologie a fost folosit de peste 20 de ani, recenta descoperire a senzorilor de imagine stabili, precum CCD i fotodiodele cu efect lateral, au mrit viteza i precizia sa.[CUR 97] Exist diferite tipuri de scanere care realizeaz acest lucru: diferenele primare se gsesc n structura iluminatului, dimensiunea senzorului (un aranjament liniar de CCD), i metodele de scanare (mutarea obiectului sau mutarea scanerului). Unul dintre beneficiile cele mai importante ale scanrii 3D este mrirea vitezei cu care poate fi reprodus un prototip. Metodele tradiionale (msurare cu ubler, micrometru), cer ca obiectul s fie msurat i redesenat ntr-un program CAD. Acest lucru ia mult timp, formele organice fiind aproape imposibil de modelat prin utilizarea acestei metode. Scanarea laser este cea mai bun atunci cnd avem de-a face cu asemenea forme. [LI 01] Adesea, timpul necesar pn la vinderea produselor poate decide evoluia noului produs. Este mult mai uor de a prezice viitorul cnd acesta este la cteva sptmni distan dect la cteva luni. n multe cazuri timpul rezultat poate permite unui proiect de fabricare s nceap mai trziu. Aceasta nseamn c companiile au timpul necesar de a lucra cu clienii lor mai mult timp n procesul de concepie. Detaliile pot fi bine cercetate i necesitile clientului nelese nainte de etapa de producie. Procesul de scanare i posteditare poate avea loc n doar 4-5 ore. Acest tip de economisire a timpului presupune c companiile au abilitatea de a rspunde rapid schimbrilor pe pia. i pentru c tehnologia laser de scanare este relativ rapid ea este n general mai ieftin dect alte tipuri de scanare. S-au dezvoltat scanere care digitizeaz rapid corpul uman. Un alt avantaj pentru productori, const in faptul c n multe cazuri codul G poate fi creat pentru frezarea CNC direct din date scanate sau dintr-un fiier STL fr a include etapa producerii unui model cu suprafee NURB.[BRA 05] Aceasta44

nseamn c un prototip poate fi fcut i aprobat, scanat, urmat apoi de realizarea matriei care poate fi fcut uor i rapid, toate acestea ntr-o singur zi. Datele scanate pot fi translatate oricror formate de fiier : DXF, OBJ, 3D Studio Max, IGES, ASCII i STL. Verificarea produselor este un alt exemplu al beneficiilor scanrii. Dup ce un produs a fost realizat, el poate fi scanat i datele rezultate comparate cu modelele geometrice CAD. Deviaiile fa de modelul geometric iniial pot fi determinate precis. O alta utilizare pentru scanare, este inspecia periodic a unor piese, pentru a analiza ct de apropiat este produsul fa de original. Aceasta ngduie un control al calitii mbuntit i ajut la detectarea greelilor din procesul de fabricare. Un alt avantaj care nu este att de evident, dar care poate avea un mare efect asupra unei companii, este c odat ce obiectul se afl n calculator ideile complexe pot fi aplicate uor i precis. n ziua de azi procesele de fabricaie se desfoar n mai multe filiale a unei companii din diferite locaii de pe glob. Clientul i procesul de design se pot afla ntr-un loc n timp ce fabricarea se desfoar n altul. Efectul sinergetic de a avea mai muli oameni colabornd la dezvoltarea unei idei ajut la realizarea scopului designerului i procesului de fabricare. Odat ce un prototip a fost scanat, ingineria, analiza, controlul calitii i alte funcii care de obicei aveau loc consecutiv pot avea loc n mod concurent nainte de a trimite respectivul produs spre fabricare. Toate prile implicate n proiect pot lucra din acelai fiier digital. Rezultatul este un ciclu de dezvoltare micorat care mbuntete performanele produsului i o mai mare flexibilitate la fiecare nivel. n ceea ce privete aceast tehnologie, pentru utilizarea ei n industria de consum, este important de tiut modul n care este adunat informaia i care sunt avantajele i limitele ei. Exist mai multe variabile care afecteaz laserul i implicit calitatea informaiei. Reflectana suprafeei, culoarea obiectului, degajrile, deschiderile nguste i muchiile ascuite pot fi dificil de scanat. [COS 05b] Alte lucruri de luat n considerare, sunt plasarea obiectului n relaie cu scanerul i experiena operatorului. Aceste consideraii trebuie luate n seam mpreun cu echipamentul adecvat i experiena operatorului. Experiena operatorului este un factor critic la scanarea cu laser. Operatorul trebuie sa urmreasc anumite etape i s aib capacitatea de a prezice cum va reaciona laserul. Scanrile individuale trebuiesc fcute cu grij nainte de obinerea unor date acceptabile i de nlturare a datelor neaccept

Search related