Wykorzystanie skanowania i druku 3D w produkcji akcesoriów motocyklowych

1

Enduro-Tech jest firmą produkującą akcesoria do motocykli typu enduro – znanych także jako cross. Powstała w 2012 roku, w ciągu kilku lat stając się jedną z najbardziej rozpoznawalnych marek na rynku. Bardzo dużą rolę w osiągnięciu sukcesu odegrała z jednej strony doskonała znajomości branży, a z drugiej wykorzystanie w produkcji nowych technologii.

Jednym z rozwiązań wykorzystywanych przez Enduro-Tech jest skaner 3D marki SMARTTECH, używany w celu pozyskania geometrii silników motocykli, do których planuje wyprodukować dedykowane osłony.

Podczas przejazdów terenowych motocykle ze względu na swoją konstrukcję narażone są uszkodzenia. Duża prędkość i wyboista powierzchnia sprawiają, że kierowcy mimo swojego doświadczenia często zahaczają silnikiem o wystające przeszkody. Stałe uderzenia w rurę wydechową lub silnik mogą dotkliwie uszkodzić cały motocykl.

smarttech_endurotech_2

Wychodząc naprzeciw dużemu zapotrzebowaniu na dodatkową ochronę silnika powstała firma Enduro-Tech, która specjalizuje się w projektowaniu i produkcji dedykowanych osłon silników.

smarttech_endurotech_3

Skaner 3D będący na wyposażeniu firmy to model MICRON3D green o objętości 800 x 600 x 310 mm z detektorem 5Mpix o dokładności 0.07mm. Oznacza to, że maksymalny rozmiar powierzchni jaki można zmierzyć przy pomocy pojedynczego pomiaru wynosi 80×60 cm. Wynikiem pomiaru jest pięciomilionowa chmura punktów, która odpowiada 5 megapixelowej rozdzielczości detektora i przedstawia mierzoną powierzchnię z dokładnością do 0.07 mm.

smarttech_endurotech_5

Dzięki skanerom 3D SMARTTECH możliwe jest pozyskanie geometrii silnika i zaprojektowanie osłony w taki sposób, że nie tylko idealnie pasuje ona do chronionego kształtu ale również jest lżejsza oraz – co dla wielu jest bardzo ważne, doskonale wpasowuje się w agresywny wygląd motocykla.

smarttech_endurotech_4

Proces skanowania 3D

Cały proces modelowania przeprowadzany jest na komputerze, dając pełną swobodę działania inżynierom odpowiedzialnym za projekt.

Mierzona powierzchnia silnika składa się z błyszczących metalowych elementów, dlatego też w pierwszej kolejności pokrywana jest bezinwazyjnym środkiem antyrefleksyjnym. Pozwala to na precyzyjne odczytanie geometrii przez optyczne urządzenie pomiarowe. Środek nie wpływa na mierzoną powierzchnię i jest łatwo usuwalny przy pomocy myjki ciśnieniowej lub pędzla.

Następnie głowica skanująca wyświetla proste prążki na obiekcie, które zakrzywiają się względem skanowanego kształtu. Właśnie to zakrzywienie odczytuje zainstalowany w głowicy skanera 3D detektor, który dostarcza informacje do autorskiego oprogramowania SMARTTECH3Dmeasure. Oprogramowanie przelicza dane pozyskane przez głowicę skanującą, wyświetlając informację w postaci chmury punktów, dokładnie odzwierciedlającą kształt mierzonego obiektu.

smarttech_endurotech_6

Wynik z pojedynczego skanu w postaci chmury punktów

Do pełnego zeskanowania silnika trzeba wykonać po dziesięć pojedynczych pomiarów na każdą stronę. Dzięki ostremu kątowi pomiędzy projektorem i detektorem można „zajrzeć” w wąskie krawędzie pozyskując powierzchnie niemożliwe do zmierzenia przy użyciu tradycyjnych metod.

smarttech_endurotech_7

Łączenie pojedynczych skanów metodą na 3 punkty

Oprogramowanie SMARTTECH3Dmeasure pozwala „oczyścić” chmurę punktów z tzw. szumów pomiarowych oraz niepotrzebnych części skanów jak fragmenty podłogi czy nieistotne fragmenty motocykla. Skomplikowana geometria skanowanego silnika pozwala na połączenie pojedynczych pomiarów przy pomocy dopasowania „na trzy punkty„. Polega to na odnalezieniu wspólnych punktów na dwóch różnych skanach.

Po ich zaznaczeniu oprogramowanie nie tylko orientacyjnie ustawia chmury względem siebie, ale przeprowadza również operację Global Registration, co pozwala na dokładne dopasowanie grup punktów. W oprogramowaniu istnieje również możliwość automatycznego połączenia skanów ze sobą na podstawie naklejonych markerów pozycjonujących, co przyspiesza pracę przy dużych obiektach.

smarttech_endurotech_8

Siatka trójkątów STL

Praca w oprogramowaniu SMARTTECH3Dmeasure kończy się na stworzeniu siatki trójkątów zeskanowanej powierzchni, możliwej do zapisania w rozszerzeniu STL będącym najbardziej uniwersalnym formatem opisującym geometrię. Powstała siatka składa się z milionów połączonych ze sobą trójkątów, które odwzorowują dokładnie kształt powierzchni zeskanowanego obiektu. Obliczana jest ona na podstawie geometrii chmury punktów oraz – co bardzo ważne – nie zmienia oryginalnych danych pomiarowych. Plik w postaci siatki trójkątów może zostać użyty do frezowania lub wydruku 3D.

smarttech_endurotech_9

Nadawanie cech charakterystycznych

Kolejnym krokiem jest modelowanie CAD na bazie uzyskanych wyników. Do tego zostaje użyte oprogramowanie Geomagic for Solidworks, będące swoistą wtyczką do popularnego programu do modelowania CAD – Solidworks.

smarttech_endurotech_10

Model CAD silnika

Geomagic for Solidworks pozwala na import siatki trójkątów. Następnie, przy użyciu funkcji szybkiego podziału na regiony oraz nadaniu modelowi cech charakterystycznych powierzchni można szybko przystąpić do prawidłowego modelowana CAD, a wykonane wcześniej operacje znacząco ułatwiają pracę.
Na kształt silnika składają się głównie powierzchnie płaskie i cylindry które program rozpoznaje automatycznie, skracając czas potrzebny do stworzenia modelu CAD.

W każdym momencie można skontrolować jakość modelowania porównując model CAD do siatki trójkątów, gdzie wszelkie odchylenia zostają przedstawione za pomocą czytelniej, kolorowej mapy odchyłek.

smarttech_endurotech_11

Kolorowa mapa odchyłek

W przypadku tworzenia obudowy do silnika wykonanie modelu CAD nie jest konieczne, gdyż posiadając jego siatkę trójkątów można bezpośrednio przystąpić do właściwego modelowania osłony. Dotychczasowy sposób modelowania części (polegający na ręcznym wycinaniu, zaginaniu i przykładaniu kartonu) stosowany przez Enduro-Tech został całkowicie skomputeryzowany.

smarttech_endurotech_12

Zaprojektowana obudowa

Digitalizacja 3D obiektu daje wiele korzyści – cyfrowy sposób pomiaru nie tylko zmniejsza koszty i ilość czasu potrzebną na zaprojektowanie osłony, daje również pełną swobodę przy modelowaniu, bez konieczności ręcznego sztukowania i przymierzania. Co więcej – pozwala przewidzieć i dostosować sposób produkcji osłony.

Po zakończonym etapie projektowania, firma Enduro-Tech przyspieszyła proces wykonywania prototypu wdrażając technologię druku 3D z metalu, co w znacznym stopniu zoptymalizowało to pracę nad gotowym produktem.

smarttech_endurotech_15

Proces druku 3D z metalu

Drukarka 3D najpierw rozprowadza bardzo cienkie warstwy (ok. 0,1 mm) sproszkowanego metalu na powierzchni obszaru roboczego drukarki 3D, a następnie wiązka lasera selektywnie spieka proszek oddając kształt wirtualnej geometrii z dokładnością nawet 0.02 mm. Po spieczeniu materiału pierwszej warstwy, drukarka 3D nakłada kolejną i proces się powtarza.

Posiadając prototyp, który jest idealnym odwzorowaniem projektu, Enduro-Tech jest w stanie szybko zidentyfikować i wyeliminować potencjalne problemy konstrukcyjne. Dodatkowo dzięki temu, że prototyp wykonany jest z trwałej stali nierdzewnej, może również zostać przetestowany użytkowo.

smarttech_endurotech_16

Finalny prototyp

Możliwość kompleksowego sprawdzenia prototypu zwiększa jakość części produkowanych seryjnie. Producent ma pewność, że przy użyciu najnowocześniejszych technologii skanu i druku 3D, dostarczy produkt w pełni spełniający najwyższe wymagania motocyklistów Enduro.

Użytkowanie skanera 3D SMARTTECH oraz technologii druku 3D przez firmę Enduro-Tech nie jest jedynie skoncentrowane na wykonywaniu dedykowanych osłon do silników. Firma specjalizuje się również w produkcji lamp halogenowych, a dzięki licznym kontaktom w świecie motocyklistów przeprowadza także usługi skanowania i druku 3D dla innych warsztatów produkujących pojazdy typu Cafe Racer lub Custom Choppers.

smarttech_endurotech_14

Dzięki technologiom 3D firma Enduro-Tech nie tylko może dokładnie digitalizować części motocykli w celu projektowania akcesoriów, ale podnosi także jakość swoich produktów. Staje się dzięki temu jednym z najbardziej znanych dostawców części w branży motocykli wyczynowych.

Źródło: www.smarttech.pl / www.enduro-tech.eu

Udostępnij.

O autorze

Informacje Prasowe

Centrum Druku 3D - największy portal poświęcony technologiom przyrostowym w Polsce. Funkcjonujemy od stycznia 2013 r.

  • bartek

    tyle zachodu i zaprojektowane pod tradycyjne metody wytwarzania ,po co to było drukować?
    Czyli wszystko ok .po Polsku