Numérisation 3D pour l'automobile : applications, matériel et logiciels

La numérisation 3D consiste à capturer les données tridimensionnelles d'un objet (forme, apparence, couleur et textures) à l'aide de lumière structurée ou de lasers. Cet article explique comment procéder.CreaformLe portefeuille apporte la numérisation 3D au secteur automobile.

Comment la numérisation 3D est-elle utilisée dans l'industrie automobile ?

Les entreprises automobiles utilisent la numérisation 3D pour la rétro-ingénierie, le contrôle de la qualité, l'inspection, le développement de nouveaux produits, pour les pièces de production et les outils de fabrication.

Ingénierie inverse

L'ingénierie inverse consiste à développer un modèle CAO à partir d'une pièce physique. Dans le secteur automobile, ce procédé est généralement utilisé pour les pièces et l'outillage anciens des véhicules qui ne sont plus produits. Historiquement, ce processus était réalisé par mesure manuelle, généralement à l'aide d'une MMT de grande taille, souvent aussi avec des outils manuels. La numérisation 3D crée une copie numérique de l'objet, permettant ainsi la réalisation des mesures par des logiciels.

Lorsqu'une entreprise doit reconditionner une pièce existante, elle la numérise simplement en 3D ; le maillage 3D résultant contient les détails physiques de la topologie de la pièce. Les outils logiciels de rétro-ingénierie convertissent ces données en surfaces CAO natives ou en corps solides, pilotés par des esquisses et des fonctions entièrement dimensionnées. Un concepteur a ensuite la liberté d'apporter des améliorations esthétiques ou basées sur les performances à la conception d'origine.

Contrôle de la qualité et inspection

Les processus de contrôle de la qualité mesurent les dimensions des pièces fabriquées afin de déterminer si elles répondent aux critères de qualité requis. L'inspection d'assurance qualité permet d'éviter les erreurs lors de la fabrication et de s'assurer que les clients ne reçoivent pas de pièces défectueuses. Si une entreprise souhaite vérifier la qualité d'une pièce, les données numérisées en 3D peuvent être utilisées pour générer un rapport d'inspection du premier article (FSI) à l'aide d'un logiciel d'inspection par numérisation.

Les données numérisées peuvent aussi être utilisées pour l'inspection en cours de fabrication. Par exemple, une surface de coupe peut être numérisée in situ (sans retirer la pièce de la machine CNC), son exactitude peut être vérifiée dans un logiciel d'inspection et corrigée au besoin avant que l'opérateur ne passe à l'opération suivante.

L'outillage et les pièces d'usure peuvent aussi être numérisés pour des analyses de déformation. Les données numérisées peuvent être comparées à la CAO d'origine pour voir où se trouvent les déformations et utilisées pour vérifier la durée de vie de l'outil, informer l'amélioration de la conception des futurs outils ou planifier les réparations si nécessaire. Le logiciel de numérisation vers l'inspection fournit également des cartes couleur et des rapports pour faciliter l'analyse des données.

Développement de nouveaux produits

Le développement d'un produit comporte plusieurs étapes. La numérisation 3D permet de développer des produits aux formes et géométries complexes et organiques, quelle que soit leur taille. Pour les entreprises qui créent des pièces de rechange pour véhicules, les données numérisées en 3D permettent de localiser les trous, de vérifier les jeux et d'adapter précisément la conception d'une pièce à une zone précise du véhicule. Les données numérisées permettent aussi de créer des gabarits et des montages pour les procédés de peinture et de soudage.

Production et fabrication

La numérisation 3D est souvent associée àTechnologie d'impression 3DPour le processus de fabrication, des prototypes imprimés en 3D peuvent être produits afin de vérifier l'ajustement et le bon fonctionnement d'une pièce avant son envoi en production. De plus, les pièces brisées ou endommagées peuvent être facilement numérisées en 3D pour être remplacées par impression 3D.

Processus de numérisation vers CAO

Le processus de numérisation vers CAO pour les applications automobiles comprend deux étapes.

#1. Capturer les données de numérisation

Avant de commencer la numérisation, il est important de choisir le bon scanneur pour la tâche. Certains scanneurs 3D utilisent des lumières DEL blanches structurées, tandis que d'autres utilisent une technologie laser rouge ou rouge et bleu.

Des facteurs tels que l'ensoleillement, la luminosité des pièces et les surfaces réfléchissantes doivent également être pris en compte pour des résultats optimaux. Une fois ces facteurs pris en compte, les données brutes numérisées peuvent être stockées et traitées.

#2. Traitement des données numérisées

Afin de traiter les données numérisées, un logiciel de rétro-ingénierie est nécessaire pour « nettoyer » les données brutes. Les données brutes comprendront des zones indésirables d'une pièce (par exemple, le plancher d'une voiture) ou des images d'arrière-plan récupérées lors de la numérisation.

Les logiciels de rétro-ingénierie vous permettent de supprimer les imperfections avec des outils de lissage, de fusionner des numérisations, d'obtenir une géométrie de référence, de créer des fonctions (par exemple, des extrusions et des coupes) et éventuellement de les envoyer à un logiciel de CAO commeSOLIDWORKS.

Scanners 3D Creaform pour applications automobiles

Le Allez!SCAN Spark(photo de gauche) est un système portable puissant, d'une précision et d'une rapidité exceptionnelles, utilisant des DEL blanches structurées. Grâce à son intégration harmonieuse àlogiciel de CAO 3Det les flux de travail de gestion du cycle de vie des produits, le Go!SCAN est un excellent partenaire dans le processus de développement de produits.

Le HandySCAN(photo de droite) Le scanner laser est un scanner 3D portatif idéal pour numériser des pièces allant de la taille d'une balle de golf à la taille d'une petite voiture.

Le MetraSCAN(photo du milieu) est un scanneur 3D portatif rapide et précis, idéal pour l'atelier. Il utilise la technologie laser rouge pour fournir des résultats précis, peu importe la qualité de la configuration de mesure et le niveau d'expérience utilisateur.

(Remarque : voir tous les scanneurs 3D Creafomici.)

Logiciel de rétro-ingénierie et d'inspection

• Modèle VX est un logiciel de rétro-ingénierie de Creaform qui permet aux utilisateurs d'obtenir une géométrie de référence afin de recréer une pièce.
• Géomagie pour SOLIDWORKS est un logiciel de rétro-ingénierie qui est un complément à SOLIDWORKS afin que les concepteurs puissent effectuer toute leur rétro-ingénierie sans jamais avoir à quitter l'espace de travail SOLIDWORKS.
• Lectures suggérées >>Qu'est-ce que Geomagic pour SOLIDWORKS?
• Enveloppement géomagiqueest un logiciel d'ingénierie inverse doté d'outils de surfaçage automatique qui peuvent vous aider à nettoyer un maillage et à obtenir un corps solide rapidement et facilement.
• Géomagie Design Xest le logiciel phare de la rétro-ingénierie. Il comprend des fonctionnalités de CAO complètes, ainsi que la possibilité de transférer des fonctionnalités dans SOLIDWORKS à l'aide d'un transfert en direct.
• Lectures suggérées >>Fonctionnalités et tutoriels de Geomagic Design X
• VXinspect(un logiciel d'inspection Creaform) etContrôle géomagique XLes logiciels d'inspection permettent de créer des cartes en couleurs, de prendre des mesures et de créer des rapports complets pour une inspection.

Témoignage client

Drake Automotive Group est un fabricant de pièces détachées automobiles spécialisé dans les Ford Mustang classiques. Il lui fallait une technologie capable de fournir un modèle 3D complet des pièces sur lesquelles il travaillait. Le choix s'est arrêté sur le Creaform HandySCAN pour sa précision, qui facilite le développement et l'inspection des produits, ainsi que pour sa portabilité et sa simplicité d'utilisation. Découvrez-en plus sur son parcours avec la numérisation 3D ci-dessous.

Numérisation 3D en tant que service

 

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