L'impression 3D est parfaite pour reproduire des pièces de rechange en petites quantités. Lorsque les données CAO ne sont pas disponibles, les pièces peuvent être préparées pour l'impression 3D à l'aide d'un scan 3D. Dans ce blog, vous apprendrez comment fonctionnent les processus de numérisation et quelles sont les conditions requises. Il montrera dans quels cas la numérisation est utile et dans quels cas la rétroconception est préférable.
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Pour qu'un objet physique du monde réel devienne un modèle ou un prototype fonctionnel en impression 3D, il a besoin d'une "instruction de travail" sous la forme d'un fichier numérique 3D. Ces données doivent décrire la forme et l'apparence de l'objet pour qu'il devienne un modèle 3D. Si les dimensions requises pour les formes géométriques simples peuvent être simplement relevées à l'aide d'un pied à coulisse, puis traitées dans un environnement logiciel, la situation est différente pour les corps complexes de forme libre ou organique.
Dans ces cas, les scanners 3D se chargent de produire des données 3D à partir d'objets réels. Dans ce blog, nous montrerons les avantages de la numérisation 3D pour l'impression 3D, dans quels cas les scanners 3D sont plus efficaces que la rétro-ingénierie et comment fonctionne exactement le processus allant de la première numérisation au composant imprimé fini.
Il existe différentes approches pour numériser des objets à imprimer en 3D. Les méthodes couramment utilisées dans le domaine professionnel comprennent le balayage laser 3D, la photogrammétrie et le balayage à lumière structurée.
Le balayage laser d'objets est la technique la plus largement utilisée pour obtenir une image numérique d'un objet réel. Dans le cas du balayage laser 3D, un point laser est projeté sur l'objet, le plus souvent à l'aide de systèmes de suivi optique. Le faisceau laser est dirigé le long d'une ligne, tandis qu'un capteur de mesure mesure la distance entre la surface de l'objet et la tête de mesure, point par point. Il en résulte d'innombrables points individuels, qui sont ensuite combinés par un logiciel pour former un nuage de points. Cette méthode convient parfaitement aux géométries complexes, mais elle est relativement longue en raison des nombreuses retouches à effectuer et donc assez coûteuse.
En photogrammétrie, l'objet en question est photographié depuis différentes positions. Grâce aux différents angles de vue, toutes les informations nécessaires sur la géométrie sont collectées. À l'aide d'algorithmes, les photos sont ensuite traitées pour créer un modèle 3D. Cette méthode n'est pas aussi précise que le balayage laser, mais de bons résultats peuvent être obtenus en fonction du logiciel utilisé.
Dans le balayage lumineux structuré, une séquence précisément définie de motifs lumineux codés est projetée sur un objet. Les motifs lumineux, qui sont déformés par la géométrie de l'objet, sont enregistrés par une caméra placée à un angle décalé, puis transmis à un logiciel qui les traite pour créer le modèle 3D.
La précision des scans 3D - tout comme la résolution - dépend directement de l'équipement utilisé et des exigences imposées au scan (et donc au modèle 3D qui en découle). Dans le secteur industriel professionnel, des précisions de l'ordre du µm sont la norme. Des résolutions allant jusqu'à 0,001 mm sont techniquement réalisables, mais ne sont pas utiles pour tous les projets. Dans la grande majorité des cas, des résolutions moins élevées et beaucoup moins gourmandes en ressources informatiques sont suffisantes.
La précision et la résolution requises d'un scan 3D pour l'impression 3D sont également déterminées par l'objet à numériser. Des arêtes vives doivent-elles être réalisées ? Certaines plages de tolérance doivent-elles être respectées(lire le blog : quelles sont les tolérances possibles en matière d'impression 3D) ou quelle est la taille de l'objet ? Tous ces paramètres influencent directement la sélection de la précision et de la résolution requises.
Théoriquement, tous les objets peuvent être scannés, de quelques millimètres à des objets plus grands pouvant atteindre plusieurs mètres. Des difficultés peuvent survenir, notamment avec les objets transparents ou ceux dont la surface est très brillante. Dans ce cas, des lacunes dans les données ou des erreurs dans les nuages de points peuvent se produire pendant la numérisation 3D. Des sprays de matage spécialement développés sont utilisés pour contourner ces sources d'erreur. Les agents de contraste sont pulvérisés sur l'objet en une fine couche. Après la numérisation, la couche peut être retirée sans laisser de résidu.
Image : les composants transparents doivent être préparés pour le scan.
L'effort nécessaire à la numérisation 3D pour l'impression 3D dépend fortement de l'objet à numériser, de sa géométrie et des exigences du fichier d'impression.
Fondamentalement, 4 étapes sont nécessaires jusqu'au composant fini :
Avant qu'un composant soit scanné...
La numérisation proprement dite en vue de l'impression 3D est relativement rapide et constitue en fait la partie la plus "facile" de tout le processus. La simplicité est délibérément mise entre guillemets ici, car des détails tels que les conditions d'éclairage actuelles entrent en ligne de compte, surtout dans le cas de la numérisation 3D professionnelle. Travailler avec des scanners 3D de haute qualité et les logiciels qui les sous-tendent requiert de l'expérience et de l'expertise.
Après la numérisation de la pièce, les données doivent être traitées pour obtenir un fichier imprimable en 3D.
Une fois le scan effectué...
Une fois le fichier d'impression 3D corrigé et optimisé, la pièce peut être fabriquée de manière additive.
Les liens suivants donnent un aperçu des matériaux et des technologies disponibles chez Jellypipe :
L'utilisation de simples scanners à main ou même de votre propre smartphone pour créer des fichiers d'impression 3D, puis le post-traitement des ensembles de données générés dans des logiciels gratuits, peut sembler tentante à première vue - et vaut vraiment la peine d'être envisagée, surtout pour un usage privé. Les appareils disponibles sont de différentes qualités. La qualité des solutions logicielles disponibles varie également, parfois considérablement. On peut dire ici que les performances du logiciel dépendent directement de son prix. Plus le logiciel est cher, plus il est facile de générer de manière fiable des ensembles de données imprimables. En règle générale, il faut combiner plusieurs outils pour obtenir un résultat raisonnablement utilisable. Ces solutions ne sont pas adaptées à un usage professionnel - et seraient tout sauf économiques, selon le projet.
Pour transférer des objets physiques existants en données d'impression pour la fabrication additive, il n'est pas toujours nécessaire de recourir à la numérisation 3D, qui est très précise mais aussi longue et coûteuse. La rétroconception est souvent utile, surtout pour les composants simples(lire le blog : Rétroconception d'un joint en caoutchouc).
Lors de la rétroconception, les dimensions existantes sont relevées à l'aide d'un pied à coulisse et utilisées dans un programme de CAO pour la modélisation en 3D. De nombreuses exigences de fabrication additive peuvent être mises en œuvre rapidement, facilement et à moindre coût de cette manière. Cependant, l'ingénierie inverse atteint ses limites avec les pièces de forme libre de toutes sortes. Lorsqu'aucune dimension détaillée n'est prise dans le modèle maître, le scan 3D présente un avantage.
Ce boîtier peut être transformé en fichier imprimable par rétro-ingénierie avec un petit effort. Les couvercles de boîtier sont souvent beaucoup plus faciles à créer en utilisant le traçage. Un scan prendrait beaucoup plus de temps et serait donc plus coûteux.
Ces deux composants issus des secteurs de l'automobile et de l'ingénierie mécanique devaient être scannés en raison de la complexité de leur géométrie :
Ce composant est défectueux, et le scanner de cette manière n'a aucun sens. Il faudrait alors reconstruire minutieusement la zone défectueuse dans les données numérisées pour l'impression 3D. C'est pourquoi on a eu recours à l'ingénierie inverse dans ce cas(lire le blog : Ingénierie inverse pour un joint en caoutchouc).
Selon le type de dommage subi par un composant, celui-ci peut également être réparé et ensuite numérisé. La méthode la plus appropriée dépend du projet.
Transférer des objets physiques du monde réel vers un modèle imprimé en 3D : Les scanners 3D permettent de nombreuses applications pour la fabrication additive. Grâce à différentes approches techniques, les objets sont mesurés, transférés en nuages de points, puis convertis en données imprimées en 3D par un logiciel spécial. Toutefois, le processus prend du temps et nécessite une main-d'œuvre importante, de sorte que la méthode n'est pas toujours économique. Pour les composants simples en particulier, l'ingénierie inverse est recommandée comme alternative, dans laquelle les dimensions du modèle maître sont prises à l'aide de compas et ensuite transférées à un modèle dans un logiciel de CAO.
Nous nous ferons un plaisir de déterminer pour vous si un scan ou une rétroconception est plus approprié pour votre composant individuel. Pour ce faire, veuillez nous envoyer une "demande individuelle" sur l'un des magasins, joindre une photo de votre composant et nous informer du domaine d'application ultérieur. En outre, veuillez indiquer toutes les informations importantes, telles que les valeurs de tolérance, etc. Nous nous ferons un plaisir de vous conseiller afin de trouver la solution optimale pour votre projet.
Nous nous réjouissons déjà de votre demande !
Votre équipe Jellypipe
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