Tehnici de Scanare și Prototipare Rapidă pentru Piese Injectate din Materiale Plastice

3.1 Tehnici de scanare 3D

În cadrul tehnicilor de RE un rol aparte revine tehnicilor de scanare și a celor de prototipare rapidă chiar dacă o procedură de RE nu presupune obligatoriu realizarea fizică a prototipului prin RE. În cele ce urmează se prezintă specificul și elementele esențiale ale celor două tehnici (respectiv a echipamentelor aferente) care vor fi utilizate în cadrul cercetărilor efectuate.

3.1.1 Digitizarea 3D

Scanarea produsului, de asemenea cunoscută ca “digitizare” sau “digitizare 3D”, este un proces care utilizează un palpator pentru a capta forma obiectelor 3D şi pentru a le recrea într-un spaţiu de lucru virtual. Datele sunt colectate sub formă de puncte şi fişierul rezultat este numit “nor de puncte”. Traseul parcurs în vederea digitizării este prezentat în figura 3.1.

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

[SOK 06]

Care este utilitatea digitizării

Procesul de digitizare captează geometria, curbarea suprafeţelor compuse şi caracteristicile care sunt dificil de măsurat utilizând tehnici tradiţionale de măsurare.

Care sunt limitele digitizării

Până nu demult, digitizarea era limitată de viteza de deplasare a capului de scanat. Alegerea corectă a sistemului de palpare depinde de tipul piesei ce se scanează şi de bugetul alocat pentru achiziţionarea sistemului de scanat. Cele mai des întâlnite sisteme sunt cele prin contact sau LASER.[ SCA 06]

Alte metode de colectare a datelor precum secţionarea fizică, scanarea distructivă, fotogrametria, raze X, scanarea cu tomografie computerizată şi scanarea cu rezonanţă magnetică 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 şi lutul.

Care sunt rezultatele comunicate

Datele care sunt colectate pot fi transformate în nor de puncte sau utilizate pentru :

1.RE şi pot fi oferite ca un model CAD 3D;

2.Prototipare rapidă după ce au fost pregătite într-un format STL, STEP sau IGES;

3.Inspecţie a produselor pentru a fi comparate cu un model CAD existent şi utilizate pentru a crea un grafic color al erorilor.

Tehnologia pe care este bazat procesul

1.Lumina este proiectată pe obiect (în cazul tehnologiilor ce folosesc lumina);

2.Obiectul reflectă lumina care este apoi colectată de un senzor digital;

3.Utilizând ecuaţii algebrice coordonata spaţială 3D (X, Y, Z) a punctului de pe suprafaţă este calculată;

4.Locaţia punctului în sistemul de coordonate este stocată ca parte a unui nor de puncte ce reprezintă piesa fizică;

5.Milioane de puncte sunt colectate în acest fel până când întreaga suprafaţă a piesei sau piesa a fost digitizată;

6.Datele digitale (numite generic “nor de puncte” sunt folosite pentru RE, rapid prototyping sau inspecţia produsului).[ LAS 07]

Chiar dacă sunt destinate copierii sau controlului geometric, sau mai degrabă realizării modelelor geometrice virtuale sau realizării produselor, se disting 2 grupe de tehnologii : cu sau fără contact (fig.3.2)

Contactul se referă la palpare de control sau la recopiere identică a suprafeţelor, în timp ce tehnologiile fără contact se dezvoltă din ce în ce mai mult în domenii de aplicaţii unde evoluţiile tehnice sunt rapide.[ ACQ 97]

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

3.1.2 Impactul tehnologiei scanării 3D asupra dezvoltării produsului

Pentru a îndeplini cerinţele actuale ale producţiei globale, companiile se concentrează asupra metodelor lor, adoptând noi tehnici şi căutând noi metode de a-şi eficientiza producţia şi costurile. Printre recentele descoperiri tehnologice, există un real interes în scanarea laser, care este şi rapidă şi uşor disponibilă. [LEE 01]