Опыт компании Aniwaa: печать запасной части автомобиля с помощью сервиса обратного проектирования Shining 3D

Анна Смирнова
Анна Смирнова
09 июля, 2024 331

Существует городской миф в автомобильной индустрии, что 70 процентов всех когда-либо выпущенных автомобилей Porsche все еще находятся на дороге. Независимо от того, насколько точна эта цифра — сама Porsche утверждает, что это так — ясно, что владельцы Porsche очень хорошо ухаживают за своими машинами.

Обслуживание старинных автомобилей требует трех вещей: постоянного внимания от владельца, заботливых рук умелых механиков и, конечно, наличия запасных частей. Оригинальные запчасти — лучший вариант, но любители старинных автомобилей говорят, что их часто невозможно найти, поскольку производитель просто больше их не выпускает. В некоторых случаях производители сторонних запасных частей могут помочь, но иногда запчасти больше нигде не существуют.

На этом этапе единственным вариантом является изготовление копии запасной части с нуля, что проще сказать, чем сделать. Однако, если у вас есть оригинальная неисправная часть, и если вы разбираетесь в 3D-сканировании (или знаете кого-то, кто может сделать это за вас), то есть свет в конце туннеля.

Содержание:

Обратное проектирование сложного воздуховода панели приборов Saab

Недавно Aniwaa провела реальный проект по обратному проектированию, в котором нам повезло дважды. С одной стороны, у нас была неповрежденная версия поврежденной детали; с другой стороны, у нас также был в наличии 3D-сканер Shining 3D FreeScan UE Pro, который я тогда тестировал.

Поврежденный воздуховод Saab (слева) и другой в лучшем состоянии (Источник: Aniwaa)

Часть, воздуховод панели приборов, принадлежит моему коллеге из Sopra Steria Next, французской консультационной компании. Этот коллега очень любит уникальные классические автомобили, и эта конкретная деталь пришла с Saab 900 Aero 1993 года выпуска, всего таких было выпущено 70 штук. После многих лет качественного обслуживания левый воздуховод панели приборов в конце концов вышел из строя, претерпев своего рода расплавление под постоянным воздействием времени и солнца.

Мой коллега планировал купить соответствующие запасные части, но для этого редкого и уникального транспортного средства их было нигде найти. И даже если бы они были найдены, оригинальные запчасти, как эта, могут стоить более 1000 долларов, поскольку их нужно было бы извлекать из одной из немногих выживших машин. Так что я сказал своему коллеге, что мы попробуем помочь ему.

Шаг 1: 3D-сканирование неповрежденной части

Оригинальная часть сделана из резиноподобного пластика. Будучи темной и покрытой множеством мелких деталей, 3D-сканирование не было легкой задачей. Однако Shining 3D FreeScan UE Pro справился с этим отлично, несмотря на мой небольшой опыт работы с ним (хотя в целом у меня хороший уровень экспертизы в работе с 3D-сканерами). 

Коротко говоря, процесс включал в себя распыление на часть матирующего спрея, затем сканирование с использованием режима параллельных линий с разрешением 0,2 мм. Затем мы переключились в режим одиночной линии, чтобы захватить детали из сложных областей, и, наконец, использовали режим частичного HD-сканирования для захвата надписей с высокой детализацией. Мы сделали три отдельных скана воздуховода, и объединение их с помощью функции выравнивания облака точек в программном обеспечении заняло всего несколько секунд.

В конце процесса 3D-сканирования мы получили хорошо выглядящий файл OBJ. Следует отметить, что Shining 3D FreeScan UE Pro смог зафиксировать детально кожаную текстуру оригинальной части.

Шаг 2: Обратное проектирование детали

Основная цель этого процесса заключалась в том, чтобы превратить набор данных облака точек, полученный с помощью 3D-сканирования, в чистую, готовую к 3D-печати CAD-деталь.

Существует множество программного обеспечения CAD, способного превратить скан в CAD-модель, но для достижения наивысшего качества требуется время и высокий уровень навыков. Поэтому мы решили воспользоваться услугами Shining 3D по обратному проектированию, доступ к которым открывается через электронный адрес, отображаемый в конце процесса 3D-сканирования в программном обеспечении FreeScan. Shining 3D предоставляет эту полезную услугу уже несколько лет, но некоторые пользователи FreeScan могут даже не знать о ее существовании, так как она не была агрессивно рекламирована.

Для продолжения работы бюро услуг Shining 3D обычно требует исходные данные 3D-сканирования (облако точек), полученный 3D-файл (файл OBJ), некоторые детали проекта и фотографии оригинальной части. Затем они могут выполнить обратное проектирование вашей детали и отправить обратно чистые данные инженерного класса. Это, конечно, не бесплатно, но бюро услуг может предоставить быструю смету, как только получит вашу информацию.

Мы отправили всю информацию о воздуховоде и попросили предложение. Через день мы получили точный ответ от службы: работа будет стоить 120 долларов. Мы сразу согласились на предложение и перевели деньги через PayPal, а через три дня получили оптимизированный 3D CAD-файл в формате STEP.

CAD-файл STEP по сути является очищенной версией оригинальной отсканированной части без каких-либо дефектов и готов к 3D-печати. Инженеры Shining 3D смогли создать самый чистый файл - помимо удаления мелких дефектов и артефактов из данных 3D-сканирования.

Эта работа требует инженерных способностей понимания и интерпретации важных геометрических особенностей детали, подлежащей обратному проектированию. Команда службы обратного проектирования справилась очень хорошо, по доступной цене и за короткое время.

Интерфейс сервиса обратного проектирования Shining 3D (Источник: Shining 3D)

Шаг 3: 3D печать детали 

Из-за своего конкретного конечного использования эта деталь должна была быть довольно термостойкой. Мы выяснили, что гибкость не является требованием, поэтому мы провели два теста 3D-печати, один с черным ASA, другой с PA-CF, естественно черного цвета.

Подготовка файла

 В большинстве случаев файлы STEP непосредственно не подходят для использования в программном обеспечении для нарезки 3D-печати. Требуется этап тесселяции для преобразования модели B-Rep в закрытый водонепроницаемый тесселированный файл — OBJ и STL являются наиболее известными форматами, с 3MF и AMF, которые ждут их замены.

Для операции тесселяции мы использовали FreeCad. Даже будучи пользователями впервые (мы энтузиасты SolidWorks для CAD-связанной работы), операция заняла всего несколько секунд, и мы получили чистый файл STL, готовый к 3D-печати.

3D-печать

Мы напечатали деталь дважды. В первый раз она была напечатана из черного ASA с разрешением 200 микрон на FabWeaver type A530. Чтобы исключить поддержки, мы напечатали ее вверх ногами. Поверхности нижней части получились отличные, хотя верхняя поверхность — наиболее важная в нашем случае — была немного шероховатой.

Деталь оказалась очень жесткой, но это не было проблемой для моего коллеги, поэтому мы решили экспериментировать с другим материалом.

Во второй раз мы выбрали материал с хорошими эстетическими качествами, а именно PA-CF, и напечатали его на Raise 3D E2CF. Мы напечатали детали с поддержками на нижней стороне, чтобы получить наилучшее качество поверхности.

Удаление поддержек (которые не растворяются) было немного утомительным; однако, поскольку PA-CF очень прочный, мы не боялись повредить детали при механическом удалении поддержек с помощью плоскогубцев и ножа.

Оригинальный воздуховод Saab (слева) и замена из PA-CF (справа) (1/3) (Источник: Aniwaa)

Оригинальный воздуховод Saab (слева) и замена из PA-CF (справа) (2/3) (Источник: Aniwaa)

Оригинальный воздуховод Saab (слева) и замена из PA-CF (справа) (3/3) (Источник: Aniwaa) 

В конце концов, мы остались очень довольны результатом, и, что, возможно, самое важное, так же доволен был и мой коллега! Он аккуратно хранит напечатанные на 3D-принтере детали и в настоящее время ждет ремонта панели приборов автомобиля, прежде чем установить их.

Заключение 

В целом, это упражнение показало, почему обратное проектирование является таким ценным инструментом для производства снятых с производства запасных частей для старинных автомобилей. Обратное проектирование позволяет производить высококачественные замены по более низкой цене и за более короткое время, чем покупка оригинальных запчастей.

На самом деле, весь процесс можно выполнить быстро и гладко, даже если вы не владеете всеми этапами. У вас могут быть необходимое оборудование и навыки для выполнения задач самостоятельно, или вы можете воспользоваться услугами поставщика для определенных задач. В нашем случае мы использовали очень эффективный 3D-сканер FreeScan UE Pro в компании, передали процесс обратного проектирования компании Shining 3D, а затем напечатали окончательные детали самостоятельно. Но существуют и другие способы сделать это. Например, эксперты CAD могут предпочесть самостоятельно провести обратное проектирование и аутсорсинг 3D-печати.

Трудно переоценить здесь экономические выгоды. Теперь у моего коллеги есть запасная часть, которую он не мог найти больше нигде, и мы также можем перепечатать часть в будущем, если она снова повредится, благодаря созданному Shining 3D файлу инженерного класса CAD. В следующий раз единственной статьей расходов будет стоимость 3D-печати, которая минимальна. Программное обеспечение для 3D-печати Raise3D IdeaMaker оценивает стоимость части из PA-CF и поддержек менее чем в 15 долларов (это не включает затраты на труд и энергию, но стоимость материалов обычно является основной статьей расходов). Наконец, еще одним преимуществом процесса обратного проектирования является то, что он позволяет производителям или ремонтным мастерским производить запасные части того же или даже более высокого качества, чем оригинальные детали, благодаря свободе, которую он предоставляет для внесения небольших конструктивных изменений и испытания экзотических материалов.
 

Эта информация оказалась полезной?

Да Нет

Оставить комментарий

Москва, W Plaza, Варшавское ш., 1с2, офис A102 Москва, Россия 8 (800) 700-25-96
Сравнение Избранное Корзина