În acest scenariu, un model CAD 3D nu există pentru ca piesa dorită să fie fabricată aditiv. Se presupune că o piesă fizică există și că aceasta este de o calitate suficientă pentru a fi considerată definiția principală a piesei dorite. Piesa trebuie evaluată pentru caracteristicile externe și interne. Dacă sunt necesare caracteristici interne, atunci trebuie selectată o metrologie adecvată pentru a obține aceste caracteristici. Rețineți că, dacă trebuie utilizată o metodă distructivă de colectare a datelor, se recomandă ca un proces extern de colectare a datelor să fie efectuat în prealabil. Acest lucru va furniza date de referință care se pot dovedi utile pentru a valida rezultatele distructive de colectare a datelor și pentru a completa orice goluri de date externe, dacă este necesar.

Următorul pas este evaluarea rezoluției și acurateței necesare culegerii datelor. Ca regulă generală, rezoluția ar trebui să fie cu un ordin de mărime mai bună decât cea mai mică caracteristică de interes. De exemplu, dacă cea mai mică caracteristică este o rază de 0,010", atunci densitatea ideală a datelor pe această rază ar fi puncte distanțate la 0,001". Aceasta oferă suficientă rezoluție pentru a identifica clar dacă caracteristica este o rază față de un șanfren sau un colț; vezi Fig. 4. Acuratețea este, de asemenea, un factor în această ecuație. În ultimul exemplu, dacă acuratețea a fost +/-0,010", atunci eroarea de măsurare ar putea depăși dimensiunea caracteristicii, iar zgomotul din datele colectate ar putea masca complet faptul că caracteristica există. La fel ca rezoluția, regula generală este că acuratețea este cu un ordin de mărime mai bun decât cea mai mică caracteristică de interes. În plus, acuratețea colectării datelor ar trebui, de asemenea, evaluată în raport cu acuratețea dorită a proiectului. Cu alte cuvinte, dacă cea mai mică caracteristică a fost o rază de 0,50", atunci acuratețea dorită pentru captarea caracteristicii ar fi <0,050". Însă, pentru a se potrivi cu piesele din jur, acuratețea generală a piesei trebuie să fie de 0,010". În acest caz, ar fi de dorit să colectați date cu o acuratețe de 0,001". Amintiți-vă că este necesară o procesare ulterioară pentru a obține un model final, deci este de preferat să furnizați o anumită marjă pentru orice eroare în procesarea finală.

După ce s-au evaluat caracteristicile dorite ale pieselor, nevoile de rezoluție și cerințele de acuratețe, poate fi selectată o metrologie adecvată pentru a colecta datele dorite. Trebuie avut grijă pentru a vă asigura că metrologia satisface, de asemenea, orice problemă de suprafață în ceea ce privește culoarea, transluciditatea și reflectivitate pentru piesa dorită. Se sugerează un plan de colectare a datelor. Acest plan ar trebui să stabilească câte măsurători individuale vor fi necesare pentru a colecta toate caracteristicile dorite. Dacă sunt necesare metrologii multiple pentru a captura corect piesa, un plan pentru modul în care datele rezultate vor fi înregistrate între ele în software-ul de post-procesare este cel mai bine definit în avans. De multe ori, este de dorit să adăugați caracteristici speciale, cum ar fi bile de prelucrare, în colectarea de date pentru a permite alinierea setului de date individual după colectare. În plus, metrologiile de volum mare, cum ar fi laser trackere, pot fi folosite pentru a stabili un sistem global de coordonate. Metrologiile individuale pot folosi sistemul de coordonate global pentru a localiza fiecare colectare de date individuală în sistemul de coordonate global mai mare în timpul colectării datelor. Oricare dintre metode are beneficiile și limitările sale. Cheia este să aveți un plan stabilit, astfel încât seturile de date individuale să poată fi asamblate cu acuratețe.

Post procesare

Odată ce datele au fost colectate, începe postprocesarea. Postprocesarea constă în reducerea seturilor de date colectate în date utilizabile care pot fi consumate de sistemul de fabricație aditivă. În acest moment, există două opțiuni. Prima opțiune este să combinați datele punctelor într-un singur fișier și să le convertiți într-o rețea poligonală etanșă. A doua opțiune este să utilizați datele colectate pentru a extrage caracteristicile dorite, cum ar fi găurile, planele și suprafețele, pentru a sprijini crearea unui model al solidului. Ambele opțiuni au avantaje și dezavantaje în funcție de tipul piesei și de nevoile dorite din aval. Figura 5 oferă un exemplu de flux de lucru tipic.

Rețea poligonală

O rețea poligonală este o colecție de vârfuri, muchii și fețe care definește forma unui obiect poliedric în grafica computerizată 3D și modelarea solidului. Fețele constau de obicei din triunghiuri, patrulatere sau alte poligoane convexe simple, vezi Fig. 6 (Definiția rețelei poligonale). Conversia datelor măsurate într-o rețea poligonală păstrează cea mai exactă reprezentare a piesei originale. Dar, aceasta înseamnă și că orice imperfecțiuni inerente care există în piesa fizică vor fi translatate în model. Atunci când mai multe piese sunt în curs de inginerie inversă, aceste imperfecțiuni pot duce la conflicte atunci când piesele sunt utilizate împreună una cu cealaltă. În plus, o rețea poligonală trebuie să fie etanșă. Aceasta înseamnă că toate golurile din setul de date trebuie să fie completate înainte ca modelul să poată fi utilizat. Atunci când piesele au caracteristici care nu pot fi captate complet de procesul de colectare a datelor, acest lucru poate duce la un timp semnificativ de post-procesare pentru a umple golurile din setul de date. Un caz tipic este prezentat în Fig. 7 (Yongtae Jun 2005).

Trebuie avut grijă să vă asigurați că atunci când datele colectate sunt convertite într-o rețea poligonală, setările software sunt selectate pentru a menține nivelele dorite de acuratețe și rezoluție. În plus, este benefic să se reducă datele inutile pentru a minimiza dimensiunea modelelor rezultate. Unele sisteme de fabricație aditivă întâmpină dificultăți în procesarea fișierelor foarte mari (fișiere de peste 100 de megaocteți). O situație tipică este atunci când o piesă cu caracteristici fine este capturată cu date de densitate foarte mare pentru a rezolva caracteristicile fine. Dar, piesa are și suprafețe mari de suprafețe plane. Aceste zone pot conține milioane de puncte și pot duce la fișiere foarte mari. Majoritatea software-urilor de post-procesare pot filtra datele colectate în funcție de acuratețe și rata de curbură și pot duce la o dimensiune semnificativ redusă a fișierelor. Filtrele de reducere a rețelei vor menține datele pentru caracteristicile fine și vor elimina punctele inutile din zonele plate; vezi Fig. 8 (Mesh Reduction, Polyworks V10 Beginners Guide). Aceasta este o practică bună și va avea ca rezultat fișiere care sunt mai compatibile cu software-ul de proces de fabricație aditivă.

Model solid

Modelele solidului sunt rezultatul preferat atunci când surprinderea intenției de proiectare a piesei existente este rezultatul dorit. În acest caz, poate necesita date colectate de la mai multe piese pentru a înțelege limitele de toleranță acceptabile și definiția caracteristicilor nominale. În unele cazuri, este util să colectați date și din piesele de împerechere.

Pentru a produce un model solid, datele colectate sunt interogate pentru o perspectivă asupra dimensiunii caracteristicii, locației și relațiilor cu alte caracteristici. În acest caz, software-ul de inginerie inversă este utilizat pentru a procesa datele colectate în caracteristici precum linii, cercuri, spline, plane și suprafețe care pot fi utilizate de software-ul CAD pentru a crea un model solid; vezi Fig. 9 (Cross-Section Extraction, Polyworks V10 Beginners Guide). Aceste modele de solid pot fi apoi modificate cu ușurință pentru a satisface o serie de nevoi din aval. Dezavantajul, în funcție de complexitatea pieselor subiect, este că acest proces poate necesita muncă intensă și poate duce la delte semnificative față de piesa originală, care sunt apeluri de judecată ale operatorului. Urmărirea exercițiului de modelare cu o inspecție a modelului de solid rezultat înapoi la datele colectate este o bună practică. Cunoașterea unde sunt abaterile și cât de extreme sunt acestea ajută la luarea unor decizii informate cu privire la soluția finală.

Validarea modelului

Indiferent de procesul de modelare utilizat, poligonal sau solid, inspecția modelului înapoi la datele colectate este o bună practică. Utilizând pachete software de inginerie inversă, utilizatorul poate inspecta eroarea dintre datele colectate și modelul solid rezultat. Aceasta este o practică bună și adesea identifică greșelile care au fost făcute în timpul creării modelului. A avea acest raport ca înregistrare pentru a defini pedigree-ul modelului este o bună practică de urmat.

Translatarea modelului

Pasul final este exportul unui fișier într-un format compatibil cu sistemele de fabricație aditivă. Formatul STereoLithography (STL) este formatul utilizat universal de sistemele de fabricație aditivă. Din nou, trebuie avut grijă să vă asigurați că software-ul de procesare are setarea adecvată pentru export. De obicei, acuratețea și abaterea unghiulară sunt setări care pot fi ajustate pentru a crește sau a reduce fidelitatea fișierului STL rezultat. Aceste setări trebuie verificate înainte de export și trebuie atribuite valori adecvate pentru a obține rezultatul dorit.

ASTM International, cunoscută anterior ca American Society for Testing and Materials (ASTM), este un lider recunoscut la nivel global în dezvoltarea și livrarea standardelor internaționale de consens voluntar (http://www.astm.org/ABOUT/aboutASTM.html). În 2009, ASTM International a format Comitetul F42 pentru fabricarea aditivă. Acest comitet lucrează la un nou standard care să înlocuiască formatul standard STL. Noile standarde de format sunt definite de F2915-12 Standard Specification for Additive Manufacturing File Format (AMF). Acest nou format este adoptat de majoritatea sistemelor de fabricație aditivă, software-ul de inginerie inversă și software-ul de modelare CAD. Formatul de fișier AMF va înlocui în cele din urmă STL.