Lorsque Rob Greer de Javelin a eu besoin d'ajouter quelques petits luxes à son pick-up Chevrolet Suburban 1969 récemment acquis, il savait exactement comment s'y prendre : L'impression 3D d'une pièce automobile personnalisée.
Le camion, surnommé "The Burb", nécessitait quelques mises à jour. Rob voulait remplacer les deux sièges, qui n'étaient pas d'origine, et ajouter une console centrale avec un plateau à monnaie et deux chargeurs de téléphone.
Rob a fait l'acquisition de sièges et d'une console provenant d'un Cadillac Escalade de 2002 à 2006, et c'est ainsi que le Burb est devenu le "Suburbillac".
Un défi évident lorsqu'on incorpore des pièces provenant d'autres modèles de véhicules est d'obtenir le bon ajustement, comme on le voit ci-dessous. La console de l'Escalade était trop haute pour le Suburban et obstruait les commandes de chauffage. Rob a retiré le haut de la console et a décidé d'imprimer en 3D une pièce plate et personnalisée pour former le nouveau haut de la console.
Ali Shahab, un étudiant ingénieur d'application chez Javelin, a formé une équipe de spécialistes qui a travaillé avec Rob pour créer une solution personnalisée. Ils partagent leur histoire ci-dessous, étape par étape.
Numérisation 3D de pièces automobiles personnalisées pour la rétroconception
Notre première étape a consisté à numériser la console centrale existante à l'aide de l'Artec Leo, un scanner 3D portable. Avec une source d'alimentation intégrée, des capacités informatiques et une connectivité WiFi, il est sans fil et facile à manipuler.
Comme la pièce à modéliser devait s'intégrer à la console centrale et au tableau de bord, nous devions scanner certaines zones difficiles d'accès. Le Leo sans fil, avec son grand champ de vision, a permis de déplacer facilement le scanner dans les endroits difficiles.
La numérisation 3D est aussi simple que de prendre une vidéo. Pendant que nous scannions, nous pouvions voir la réplique 3D se former en temps réel sur l'écran tactile de l'Artec Leo, directement dans nos mains et non sur un moniteur séparé. Il était facile de rester concentré et de capturer toutes les données dont nous avions besoin.
La plage de balayage optimale est clairement affichée : les objets bleus indiquent que la pièce est trop éloignée, les objets rouges indiquent que la pièce est trop proche et les objets verts indiquent que la pièce se trouve dans la plage optimale.
Leo est l'un des scanners 3D professionnels à main les plus rapides du marché. Il offre un large champ de vision tout en vous permettant de capturer des détails complexes. La fonction d'alignement automatique et l'enregistrement fin des séries réduisent le traitement ultérieur.
Conception pour la fabrication additive
Une fois la numérisation terminée, nous avons transféré les données vers le logiciel Artec Studio pour le post-traitement, y compris la suppression de toute donnée inutile. Comme l'Artec Leo nous a permis d'effectuer un traitement de fond, nous n'avons pas passé beaucoup de temps à cette étape.
Nous avons exporté les données numérisées directement vers Geomagic Design X afin de commencer à concevoir la pièce pour l'adapter à la console centrale.
En tirant parti de certaines fonctionnalités avancées de Design X nous avons pu utiliser les données scannées comme référence pour créer une console qui se connectera parfaitement à la Suburbillac.
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- Commande d'extrusion
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- Extrusion de surface
La conception finale doit s'adapter correctement au bas du tableau de bord pour éviter tout mouvement. Cela aurait été difficile à réaliser sans l'utilisation des technologies de numérisation 3D et de rétroconception. En utilisant Mesh sketch, Auto sketch et d'autres fonctions avancées, nous avons pu créer un modèle de surface complexe. Une fois celui-ci terminé, nous avons pu convertir l'extrusion de surface en commandes de tricotage de surface de corps solide.
Ensuite, nous avons créé des éléments en creux pour les coussins de recharge sans fil et le plateau à monnaie en utilisant la fonction d'extrusion et en mettant en évidence l'option de découpe.
Lorsque le modèle est satisfaisant, il peut être décortiqué des faces inférieure et arrière sur environ 2 mm.
Le modèle final peut être vu ci-dessous :
Impression 3D pour le prototypage et les pièces d'usage final
L'impression 3D est rapide et pratique et permet une flexibilité et une créativité maximales. La fabrication de prototypes, en quelques heures seulement, vous permet de tester facilement les performances et l'ajustement de la pièce. Si des changements sont nécessaires, vous pouvez modifier la conception et passer rapidement à la pièce finie. Nous avons utilisé l'imprimante Stratasys Fortus 450mc et un matériau ABS noir. Nous avons imprimé quelques modèles de test pour voir si le modèle s'adapterait au véhicule comme il le devrait ; par exemple, nous avons testé la découpe du socle de chargement pour voir si toutes les mesures et tolérances étaient respectées.
Il était également important de tester le dispositif de fixation qui relie le modèle à la console centrale en imprimant uniquement la moitié inférieure du modèle, là encore pour vérifier les tolérances.
Nous avons imprimé à l'envers pour réduire la quantité de support nécessaire, et les structures de support solubles ont permis de retirer facilement le matériau de support après l'impression.
L'impression de ce modèle a pris environ 14 heures. Comme nous avons testé les éléments critiques au préalable, nous n'avons pas eu besoin d'apporter d'autres modifications.
Ci-dessous, la pièce finale est présentée dans le véhicule. D'autres étapes de finition pourraient inclure le ponçage et la peinture. La dernière étape consistera à positionner solidement la pièce à l'aide de colle ou de ruban adhésif double face.
En conclusion, nous avons pu réaliser une rénovation complexe en utilisant non seulement le scanner 3D Artec Leo mais aussi le logiciel Geomagic DesignX et l'impression 3D. Ce faisant, nous avons pu réduire le temps de conception, les déchets de matériaux d'impression et le temps de production de ce projet.
Technologie en vedette
Scanner 3D Artec Leo
Premier scanner 3D à offrir un traitement automatique embarqué, Artec Leo est en mesure de fournir le flux de travail le plus intuitif, rendant la numérisation 3D aussi facile que de prendre une vidéo. Pendant que vous scannez votre objet, vous voyez la réplique 3D se construire en temps réel sur l'écran tactile de Leo. Faites pivoter le modèle 3D, vérifiez si vous avez capturé toutes les zones et complétez les parties que vous avez pu manquer.
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