Evaluación de la precisión en la reconstrucción geométrica, modelado CAD y fabricación aditiva MEX para modelos caracterizados por simetría axial y geometrías primitivas
Autores: Turek, Pawe; Bielarski, Piotr; Czapla, Alicja; Futoma, Hubert; Hajder, Tomasz; Misiura, Jacek
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Evaluación de la precisión en la reconstrucción geométrica, modelado CAD y fabricación aditiva MEX para modelos caracterizados por simetría axial y geometrías primitivas
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Avances
Sistemas de medición por coordenadas
Ingeniería inversa
Fabricación aditiva
Errores dimensionales
Errores geométricos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
Debido a los rápidos avances en los sistemas de medición por coordenadas, el software de procesamiento de datos y las técnicas de fabricación aditiva (AM), se ha vuelto posible crear copias de modelos existentes a través del proceso de ingeniería inversa (RE). Sin embargo, la falta de estimaciones precisas sobre la exactitud del proceso de RE, particularmente en las etapas de medición, reconstrucción y modelado asistido por computadora (CAD), plantea desafíos significativos. Además, la evaluación de errores dimensionales y geométricos durante la etapa de fabricación utilizando técnicas de AM limita la implementación práctica de réplicas de productos en la industria. Este documento proporciona una estimación de los errores encontrados en el proceso de RE y la etapa de AM de varios modelos. Incluye ejemplos de una caja eléctrica, una pantalla para una lámpara de pie, una tapa para una unidad de vacío y una tapa de batería. La geometría de estos modelos se midió utilizando un GOM Scan 1 (Carl Zeiss AG, Jena, Alemania). Tras el proceso de medición, se realizó el procesamiento de datos, junto con el modelado CAD, que involucró la detección de primitivas, la extracción de perfiles y métodos de auto-superficie utilizando el software Siemens NX 2406 (Siemens Digital Industries, Plano, TX, EE. UU.). Los modelos se produjeron utilizando una impresora 3D Fortus 360-mc (Stratasys, Eden Prairie, MN, EE. UU.) con material ABS-M30. Después de la fabricación, los modelos fueron escaneados utilizando un escáner GOM Scan 1 para identificar cualquier error de fabricación. Los hallazgos de la investigación indicaron que, en general, el 95% de los puntos que representan errores de reconstrucción están dentro del rango de desviación máxima de +/-0.6 mm a +/-1 mm. Los mayores errores en el modelado CAD se atribuyeron al método de auto-superficie, en general, el 95% de los puntos están dentro del rango promedio de +/-0.9 mm. En contraste, los errores más bajos ocurrieron con el método de detección de primitivas, promediando +/-0.6 mm. En general, el 95% de los puntos que representan la superficie de un modelo hecho utilizando la tecnología de fabricación aditiva caen dentro del rango de desviación de +/-0.2 mm en promedio. Los hallazgos proporcionan información crucial para los diseñadores que utilizan técnicas de RE y AM en la creación de réplicas funcionales de modelos.
Descripción
Debido a los rápidos avances en los sistemas de medición por coordenadas, el software de procesamiento de datos y las técnicas de fabricación aditiva (AM), se ha vuelto posible crear copias de modelos existentes a través del proceso de ingeniería inversa (RE). Sin embargo, la falta de estimaciones precisas sobre la exactitud del proceso de RE, particularmente en las etapas de medición, reconstrucción y modelado asistido por computadora (CAD), plantea desafíos significativos. Además, la evaluación de errores dimensionales y geométricos durante la etapa de fabricación utilizando técnicas de AM limita la implementación práctica de réplicas de productos en la industria. Este documento proporciona una estimación de los errores encontrados en el proceso de RE y la etapa de AM de varios modelos. Incluye ejemplos de una caja eléctrica, una pantalla para una lámpara de pie, una tapa para una unidad de vacío y una tapa de batería. La geometría de estos modelos se midió utilizando un GOM Scan 1 (Carl Zeiss AG, Jena, Alemania). Tras el proceso de medición, se realizó el procesamiento de datos, junto con el modelado CAD, que involucró la detección de primitivas, la extracción de perfiles y métodos de auto-superficie utilizando el software Siemens NX 2406 (Siemens Digital Industries, Plano, TX, EE. UU.). Los modelos se produjeron utilizando una impresora 3D Fortus 360-mc (Stratasys, Eden Prairie, MN, EE. UU.) con material ABS-M30. Después de la fabricación, los modelos fueron escaneados utilizando un escáner GOM Scan 1 para identificar cualquier error de fabricación. Los hallazgos de la investigación indicaron que, en general, el 95% de los puntos que representan errores de reconstrucción están dentro del rango de desviación máxima de +/-0.6 mm a +/-1 mm. Los mayores errores en el modelado CAD se atribuyeron al método de auto-superficie, en general, el 95% de los puntos están dentro del rango promedio de +/-0.9 mm. En contraste, los errores más bajos ocurrieron con el método de detección de primitivas, promediando +/-0.6 mm. En general, el 95% de los puntos que representan la superficie de un modelo hecho utilizando la tecnología de fabricación aditiva caen dentro del rango de desviación de +/-0.2 mm en promedio. Los hallazgos proporcionan información crucial para los diseñadores que utilizan técnicas de RE y AM en la creación de réplicas funcionales de modelos.