Трехмерное сканирование — это мощный инструмент для реализации разных проектов, который позволяет дизайнерам и инженерам обеспечить точность и эффективность процесса проектирования, особенно при отсутствии доступной модели САПР. Один из известных чешских производителей велосипедов LeaderFox решил облегчить производственные процессы, внедрив 3D сканер в свою работу. В частности производитель начал сбор 3D данных для разработки новых моделей велосипедов.

У компании широкий ассортимент продукции: от горных, дорожных, городских, треккинговых, электронных велосипедов до нескольких специальных. Новый проект, в котором использовался 3D сканер, направлен на подготовку к разработке новой модели велосипеда, а именно для изготовления соединительного элемента кроссового велосипеда. Этот элемент прикрепляется к подседельной трубе и используется для соединения заднего амортизатора и колес задней конструкции. Целью дизайна является повышение комфорта езды велосипедиста.

Разработка нового элемента с нуля - это достаточно сложный процесс. Спроектировать эргономичный соединительный элемент проще, разработав его на основе существующего продукта. Чтобы точно зафиксировать необходимые размеры в традиционных измерениях используются ручные измерители - штангенциркули, измерительные ленты и другие приборы. Измерения традиционными способами недостаточно эффективны для точных измерений и значительно замедляют время выхода продукта на рынок. Благодаря возможностям 3D сканирования процесс снятия замеров и проектирования может быть упрощен и ускорен в несколько раз. На примере, представленном ниже, вы сможете посмотреть, как с помощью 3D сканирования разрабатывается новая модель.

Шаг 1: Размещение маркеров Необходимое время: 1 минута Поскольку чаще всего для такого вида измерений используются портативные сканеры, перед сканированием необходимо разместить на поверхности детали светоотражающие метки. Это позволит обеспечить координацию программного обеспечения для сканирования при создании облака точек отсканированных данных в правильных относительных положениях. Маркеры бывают разных размеров, и их выбор зависит от размера самой детали. Для маленьких изделий подойдут метки диаметром 3 мм, для более больших 6 мм и более. Золотое правило размещения маркеров - в поле сканирования должно быть видно не менее четырех маркеров. Шаг 2: Подготовка и сканирование с помощью Необходимое время: 30 минут Сначала производится калибровка 3D сканера способом, который предлагает производитель. Обычно это заключается в сканировании калибровочной панели. Само сканирование с помощью портативного лазерного 3D сканера — очень быстрый процесс. Сканер плавно перемещается вокруг объекта, постепенно собирая данные. Оборудование необходимо перемещать так, чтобы данные сканировались с разных сторон, обеспечивая полноту сбора информации об объекте. После завершения данных объект поворачивается в следующую позицию для сканирования оставшихся частей (иногда этот процесс повторяется несколько раз).

Шаг 3: Постобработка данных в программе сканирования Необходимое время: 10 минут После сканирования данные очищаются от шумов и лишних захваченных областей в специальном программном обеспечении. Затем все отсканированные данные объединяются, после чего выполняется проверка качества данных и их полноты. Последним шагом является создание итоговой 3D модели. Результат сканирования экспортируется в распространенные форматы, такие как *.stl, *.ply, или в файлы облака точек типа .asc, .igs или .txt. Далее файлы загружаются в специализированное программное обеспечение САПР для создания 3D модели. Шаг 4: Измерение и отчет в программе сканирования Необходимое время: 15 минут Программное обеспечение для сканирования и измерений, которое поставляется в комплекте со сканером или же приобретается отдельно, имеет возможность напрямую выполнять сравнение файлов САПР и генерировать цветовую карту с отчетом о соответствии. ПО позволяет импортировать данные САПР, которые можно сравнивать с отсканированными файлами, а при необходимости выполнять проектирование, используя базовые элементы - цилиндры, точки и линии.

Производители велосипедов уделяют большое внимание качеству, цене и скорости разработки продукции. 3D сканирование — это новый подход к разработке элементов, которые оптимизируют эксплуатацию велосипедов. Имея под рукой отчет об отклонениях, инженеры могут интуитивно наблюдать за деформацией детали после повседневного использования. Это служит источником информации для генерации новых идей и объединения существующих решений для создания новой модели.

Анализируя данные, они могут получить ответ на следующие вопросы: Какие материалы можно использовать, чтобы сделать деталь более легкой и прочной? Как повысить уровень прочности и жесткости? Какие методы можно использовать для изготовления? Все это позволяет производителю оценивать новые концепции, балансировать и расставлять приоритеты по таким факторам, как вес, форма и ограничения технических процессов, а также устанавливать целевые характеристики продукта. Таким образом, они могут производить велосипеды, которые лучше удовлетворяют ожидания клиентов.

Дизайн велосипедов с годами изменился совсем незначительно. Главные изменения, которые производители стараются внести в новые модели, касаются веса, производительности, геометрии, эстетики и материалов производства. Процесс проектирования с помощью 3D сканирования может помочь производителям велосипедов сократить время цикла разработки продукта, а также эффективно решать возможные проблемы и следовать новым тенденциям.