El mundo actual de diseño y manufactura esta evolucionando a un ambiente basado en modelos, uno donde los modelos CAD 3D inteligentes son la autoridad, estos contienen no solo la información para crear una piezas o ensambles, sino también información para verificar los resultados finales contra el diseño nominal CAD. Hoy, esta nueva realidad, requiere más definición que en el pasado, donde aumenta el rol de la inspección y los programas de ingeniería de reversa.

 

Con fines de demostración, el software Verisurf Reverse se utilizó para realizar ingeniería inversa en un tubo descendente turbo automotriz, que se utiliza para reducir las restricciones de gases de escape y mejorar el rendimiento del motor. Las herramientas de spline de corte y borde bidimensionales dentro del software son un ejemplo de cómo el software ha evolucionado para crear rápida y fácilmente una superficie a partir de una malla, un proceso que anteriormente podía ser tedioso y lento.

 

La medición basada en modelos 3D e ingeniería de reversa, complementan directamente el concepto denominado MBD (Model-Based Definition). Al implementar una estrategia MBD, el modelo CAD 3D se vuelve la base de toda la información necesaria para desarrollar y fabricar una piezas o producto, así como los atributos para PLM. Toda la información necesaria para la fabricación y acabado de una pieza está en el modelo CAD, desde el diseño a la manufactura y la información GDT&T. Esto mantiene el hilo digital en la cadena de valor de la empresa. El uso de MBD adquiere otra dimensión si se incluyen otros atributos del producto como, el nivel de acabado, recubrimientos, colores, control de versión, control estadístico (SPC) y otros.

 

Usando el software Verisurf, se midió parte con un escáner láser en un brazo portátil para capturar los datos necesarios de la nube de puntos que luego se utilizaron para crear una malla 3D.

 

El escenario de MBD puede desalentar a las empresas, pero para ciertos procesos, trabajar bajo este modelo y su inspección, son un buen punto de partida inicio para su implementación. Un factor clave de beneficio es que elimina la ambigüedad, conflicto y dudas sobre la coexistencia de modelos y planos. Con el modelo CAD como autoridad de información, el MBD elimina los errores que resultan de mala interpretación o referencias erróneas, y esto hace el proceso más eficiente.

 

Los extremos abiertos de la malla se exportan a splines de borde, lo que crea las dos primeras curvas que definirán la superficie. A continuación, la herramienta de corte se usa para crear curvas paralelas a los extremos y perpendiculares al eje de flujo.

 

El concepto de ingeniería de reversa solía referenciarse como método de plagio en diseños y propiedad intelectual, pero esto ya no es así. Hoy se emplean nuevas técnicas en cada aspecto del diseño y manufactura, donde se incluyen características geométricas faltantes, formas de superficies complejas hasta reconstrucción de legado de piezas.

 

Una vez completada la red de curvas, se utiliza una herramienta Net Surface para crear una superficie NURBS, en lugar de una colección de parches.

 

Algunas aplicaciones comunes de ingeniería de reversa.

  • Captura de formas orgánicas y complejas de piezas durante el proceso de diseño
  • Recrear piezas desde legado cuando no haya datos CAD, para mantenimiento, reparación, o cuando haya potencial daño por esfuerzos y la pieza se requiere cambiar.
  • En escaneo para impresión 3D
  • Crear diseño de zonas faltantes
  • Determinar los componentes que mejor ajusten en ensambles
  • Comparar piezas vaciadas contra el modelo CAD nominal.
  • Captura de piezas para generar recorridos de herramienta de corte CNC.
  • Mejorar la forma, función y ajuste de piezas a la medida.

 

En el caso del software Verisurf, la ingeniería inversa se integra con la inspección, por lo que la superficie recién creada se puede comparar con la malla original para ver qué tan bien se ajusta el modelo a los datos. 

 

La lista de aplicaciones de ingeniería de reversa es larga y continúa creciendo, conforme aparecen nuevas formas de tecnología. El común denominador es la captura a precisión y su ingeniería de reversa a modelos CAD inteligentes.

 

Con el modelo confirmado, se exporta a CAD para crear las bridas, que se midieron cuando la tubería se escaneó inicialmente. Se usa una herramienta Sólidos / Revolución para crear bridas en ambos extremos.

 

El software de ingeniería de reversa tiene tiempo de existir, muchos de estos programas son muy poderosos, pero el proceso requiere un compromiso para ser proficiente. Las aplicaciones son muy útiles y ahorran tiempo cuando facilitan que las características geométricas sean extraídas o que pueden ser reconocidas geométricamente, pero hay que entender que hay varios métodos de trabajo que funcionan y que hay que tener un entendimiento del CAD 3D para llevar a cabo la tarea.

 

El modelo 3D sólido inteligente completo se puede utilizar para mecanizado CNC, análisis de flujo, reingeniería e inspección.

 

Dependiendo de la complejidad de la pieza a ser capturada necesitaras una maquina CMM. Hay muchas para escoger, desde CMM portátiles a estacionarias, equipadas con palpadores de contacto y escaners sin contacto. ¿La medición debe ser de contacto o no? es una pregunta común que se hace. Para responderla debe hacerte otra pregunta, ¿cuantos datos necesitas para conseguir el resultado deseado? El escaneo sin contacto es capaz de capturar millones de puntos, creando nubes de puntos grandes, pero manejarlas es un proceso costoso. Por otro lado, los palpadores son precisos, pero pueden tomar más tiempo para capturar el modelo completo en 3D.

El software de ingeniería de reversa en el mercado difiere en las herramientas que tiene y en desempeño, pero en general el usuario persigue el mismo objetivo. El proceso implica medir los puntos y las nubes de puntos al usar ya sea palpador o escaner, editar los puntos en una malla y crear el modelo 3D de superficies o sólidos para prototipos rápidos, manufactura e inspección.

 

MEDIR

El equipo CMM o un escaner se usa para medir y capturar 3D la pieza física como puntos, superficies y demás geometría. Como lo infiere el termino nube de puntos los datos recolectados es un grupo de puntos relativos del espacio sin conectar ninguna estructura o geometría entre ellos.

MALLA

El programa de ingeniería de reversa en esencia, conectara los puntos de esta nube aplicando geometría  para crear una malla aproximada y modelos STL listos para generar superficies desde ellos para impresión 3D. Esto incluye la unión y alineación de las mallas, filtrando, suavizando y llenando los huecos que hayan quedado. Para algunas aplicaciones Para algunas aplicaciones, como la copia en 3D, esto es todo lo que necesita llegar.

 

MODELAR

Primero hay que convertir la malla a un modelo CAD 3D para poder trabajarlo en superficies o sólidos. Esto es posible al aplicar programas de ingeniería de reversa, donde se puede exportar los datos a formatos populares CAD para tener más precisión en manufactura, ensambles e inspección automatizada.

 

INSPECCION

Al usar el modelo CAD 3D como modelo maestro, le planeación de inspección se puede crear para comparar el original contra el modelo. Cualquier error, como colocación de taladros, puntos de tornillos u otra geometría se puede actualizar en el modelo, incluyendo los datos inteligentes GD&T necesarios para manufactura e inspección. El nuevo modelo de ingeniería de reversa se puede usar para generar código de corte CNC y verificar la calidad de piezas subsecuentes.Algunas de las aplicaciones actuales de software de ingeniería inversa incluyen herramientas de procesamiento y edición, diseñadas para acelerar y mejorar la ingeniería inversa. 

Con fines de demostración, el software Verisurf Reverse se utilizó para realizar ingeniería inversa en un tubo descendente turbo automotriz, que se utiliza para reducir las restricciones de gases de escape y mejorar el rendimiento del motor. Las herramientas de spline de corte y borde bi dimensionales dentro del software son un ejemplo de cómo el software ha evolucionado para crear rápida y fácilmente una superficie a partir de una malla, un proceso que anteriormente podía ser tedioso y lento.

Puedes ver el video de este proceso.

 

 

Por: Nick Merrell

Gerente técnico de operaciones

Verisurf Software, Inc.

 

Fuente: Verisurf 

 

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