pnowy 2.docx

POLITECHNIKA WARSZAWSKA

ZAKŁAD KONSTRUKCJI MASZYN I INŻYNIERII BIOMEDYCZNEJ

LABORATORIUM

Cyfrowe odwzorowanie skanowanych obiektów

Przedmiot: Projektowanie nowego wyrobu               

Student: Przemysław Kałuski                           

Prowadzący: mgr inż. A. Floriańczyk

Zespół: poniedziałek 12:15

Warszawa 2014

1.       Cel pracy

a)      Poznanie możliwości cyfrowego odtwarzania geometrii obiektu z wykorzystaniem skanera 3D i nabycie umiejętności przetwarzania oraz oceny pozyskanych danych obrazowych.

b)      Wykonanie Rapid Inspection (RI) dla modelu rzeczywistego (tygiel) i tego samego modelu CAD.

c)      Wykonanie porównawczej analizy dokładności dla:

·         Modelu rzeczywistego tygla i modelu tygla uzyskanego metodą FDM

·         Modeli: rzeczywistego wzorcowego, uzyskanego metodą FDM i uzyskanego poprzez zalanie formy silikonowej.

2.       Wstęp teoretyczny

Skanowanie 3D jest bezdotykową, optyczną metodą digitalizacji obiektów bryłowych. Pozwala na szybkie i dokładne przeniesienie do komputera trójwymiarowej geometrii obiektów fizycznych. Wynikiem jest kompletny cyfrowy model, który może być później edytowany i przetwarzany przez programy CAD/CAM oraz do wizualizacji lub animacji.

              Skanowanie 3D wykorzystywane jest w procesach:

·         Produkcji – skraca czas prototypowania, służy do analizy zużycia narzędzia podczas produkcji

·         Kontroli jakości – kontrola kształtów i wymiarów, umożliwia porównanie modelu rzeczywistego z modelem CAD

·         Analizy inżynierskiej

Układ pomiarowy lasera 3D składa się z:

·         Lasera o małej mocy emitującego światło podczerwone

·         Obrotowej soczewki umożliwiającej sterowanie kierunkiem wiązki lasera

·         Przetwornika CCD

Przed skanowaniem badany model umieszcza się na obrotowym stole, aby umożliwić skanowanie z każdej strony. W czasie skanowania miejsce podświetlone przez wiązkę lasera rejestrowane przez kamerę wyposażoną w filtr przepuszczający wyłącznie światło lasera. Dane o geometrii skanowanego obiektu otrzymywane poprzez obliczanie najintensywniej oświetlonych na matrycy CCD punktów i połączeniu ich z informacją o odchyleniu lustra.

3.       Przebieg ćwiczenia

Ćwiczenie składało się z dwóch niezależnych części:

1.       Część „Tygiel”

a)      Przygotowanie obiektu do skanowania i skanowanie

b)      Wytworzenie obiektu  w technologii FDM

c)      Pomiary ręczne i analiza porównawcza modeli w programie GOM Inspect

2.       Część „Cyfra 6”

a)      Pomiary ręczne i analiza porównawcza 3 modeli(cyfra 6) uzyskanych w innych technologiach.

Część „Tygiel”

a)      Przygotowanie obiektu do skanowania i skanowanie

W celu skanowania:

1.       Oczyszczono i odtłuszczono powierzchnię obiektu, napylono specjalny proszek na detal i przyklejono punkty referencyjne

2.       Uruchomiono skaner i ustawiono obiekt za pomocą plasteliny na stoliku obrotowym  

3.       Zeskanowano punkty referencyjne naklejone na obiekcie

4.       Wykonano skanowanie obiektu w dwóch projekcjach

W ten sposób uzyskano dane o geometrii obiektu w postaci chmury punktów uzyskanych z trzech projekcji. W programie ATOS Professional V7.5 połączono te chmury punktów z obu skanowań, dokonano poligonizacji. Następnie w uzyskanym modelu wypełniono nieciągłości w siatce i przetransferowano je na nośnik.

b)      Wytworzenie obiektu w technologii FDM

Aby wytworzyć model tygla w technologii FDM, potrzebny jest jego model CAD. W tym celu zdjęto wymiary za pomocą suwmiarki z tygla modelowego i wymodelowano go w programie Solidworks. Plik .SDLPRT wyeksportowano do programu sterującego pracą drukarki FDM i rozpoczęto drukowanie.

c)      Pomiary ręczne i analiza porównawcza modeli w programie GOM Inspect

Z modelu FDM zdjęto po 10 wymiarów w trzech seriach za pomocą suwmiarki lub mikrometru. W tabeli zawarte są pomiary, obliczona średnia, odchylenie, niepewność pomiaru i dokładność technologii.