I. Как 3D-сканер и ПО решили задачу обратного проектирования за несколько часов
II. Как создавалась CAD-модель рабочего колеса гидротурбины
III. Сколько денег удалось сэкономить благодаря Geomagic Design X: цифры
IV. Итоги проекта
Программное обеспечение Geomagic Design X позволяет преобразовать результаты 3D-сканирования в твердотельные параметрические модели в системе САПР.
Благодаря Design X:
- время на реверс-инжиниринг сокращается на 50%;
- расходуется всего лишь 65% от стандартной стоимости;
- на 48% сокращаются производственные затраты;
- скорость работ увеличивается на 40%.
Geomagic Design X – быстрый путь от 3D-скана к CAD-модели
Проектируем в Geomagic Design X: весь процесс шаг за шагом
Как 3D-сканер и ПО решили задачу обратного проектирования за несколько часов
Компания Dependable Industries (производитель литейных моделей и инструментов из Ванкувера) обратилась к предпринимателю Мэтью Персивалю из 3D Rev Eng для помощи в реверс-инжиниринге отливки рабочего колеса радиально-осевой гидротурбины. Это была прекрасная возможность проверить на практике всю мощь Geomagic Design X.
У Персиваля было очень мало времени, буквально один день, на проведение трехмерного сканирования детали. В связи с отсутствием чертежа для сверки он должен был действовать быстро. Рабочее колесо, которое требовалось подвергнуть обратному проектированию, проходило последний цикл ремонта, и предполагалось, что новая отливка будет готова через год. Данные сканирования были получены с помощью ручного 3D-сканера примерно через четыре часа.
Из-за глубоких узких карманов гидравлических каналов диапазон работы сканера был ограничен, что делало невозможным полное получение данных. Отсканировав примерно 85% поверхности, Персиваль понял, что ему достаточно создать полную CAD-модель с использованием программного обеспечения Geomagic.
Как создавалась CAD-модель рабочего колеса гидротурбины
На основе полученных на месте данных Персиваль смог создать эскизы обтекаемых поверхностей с двух сторон и приспособить их к литейной оснастке вручную и с помощью Geomagic Design X. После этого был получен целый перечень важных для клиента сведений:
- центральная ось крыльчатки была деформирована относительно лопастей, что приводило к дисбалансу и снижало эффективность рабочей поверхности крыльчатки;
- литые поверхности были сильно изношены и выходили за пределы допуска;
- объем каждой из полостей был разным.
«Geomagic Design X для меня — очевидный выбор. Возможность создавать твердотельные параметрические модели напрямую из данных сканирования бесценна».Мэтью Персиваль, 3D Rev Eng
С помощью Design X Персиваль с легкостью преодолел эти трудности. Он смог создать эскизы лопасти, а также модель лопатки обтекаемой поверхности, которая бы не имела дисбаланса при вращении по оси. Затем модель была обрезана до нужных размеров, а затем выполнены ее копии — для получения надлежащего количества лопастей. Сравнивая данные с картами отклонения цвета на данных сканирования, Персиваль смог обеспечить точность в соответствии с требованиями клиента.
Проблема, связанная с тем, что деталь не была зафиксирована на центральной оси, была устранена. Благодаря Design X Персиваль смог повторно смоделировать деталь, извлекая профиль, создавая эскиз и регулируя ось вращения в соответствии с проектом. И наконец, он объединил модель и извлек радиусы профилей из данных 3D-сканирования, применив их к каждой лопасти. После создания модели в Design X он с помощью ПО LiveTransfer отправил данные о твердотельной модели в SolidWorks. Полученные модели были сохранены в используемом клиентом формате sldprt (SolidWorks).
Сколько денег удалось сэкономить благодаря Geomagic Design X: цифры
| Экономия затрат на сокращение простоев гидроэлектростанции | 20000 $ в день |
| Средняя стоимость традиционного реверс-инжиниринга крыльчатки | 3800 $ / 4 дня |
| Стоимость проектирования специалистами 3D Rev Eng | 2500 $ / 2 дня |
| Стоимость ручного производства литейного инструмента на основе традиционного реверс-инжиниринга | 35000 $ / 5 недель |
| Стоимость обработки литейной оснастки на станках с ЧПУ на основе CAD-данных, подготовленных в Geomagic Design X | 22000 $ / 3 недели |
| Экономия затрат на финишную мехобработку и балансировку отливки с использованием станков с ЧПУ | 3500 $ |
| Экономия затрат и энергосбережение благодаря высокоточным гидравлическим каналам и балансировке | БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЙ |
Итоги проекта
Успешное выполнение проекта реверс-инжиниринга рабочего колеса радиально-осевой гидротурбины открыло новые возможности для других проектов Мэтью Персиваля и компании 3D Rev Eng. Это и крыльчатки для объектов аквакультуры, и лопасти рабочего колеса для горнодобывающего оборудования, и тангенциальные турбины.
Программа для реверс-инжиниринга Geomagic Design X позволяет в течение нескольких часов создавать такие модели со сложными формами, для изготовления которых при помощи традиционных технологий потребовалось бы несколько недель.
Статья опубликована 17.05.2018 , обновлена 14.07.2022
