AST recupera la intención del diseño heredado en fundiciones de ferrocarriles con Geomagic

Modelo paramétrico preciso de diseño perdido entregado en solo 2 semanas con Geomagic Design X y Geomagic Control X

Sept 2006

Aquí está el desafío: aplicar ingeniería inversa a un casting de manipulación de trenes basado en dibujos de 40 años que ni siquiera se acercan a la combinación física. Será imposible capturar todas las superficies con un escáner, y deberá inventar un par de enfoques nuevos para crear su modelo digital y verificar su precisión. Además de eso, su producto final, un conjunto completo de patrones digitales precisos que se pueden utilizar para hacer nuevas fundiciones, incluidos núcleos y cajas de núcleos, debe entregarse en dos semanas.
Una respuesta típica a este escenario sería cuestionar la cordura de la persona que hace la proposición y volver su atención al mundo real. Pero en este caso, la solicitud fue hecha a Advanced Simulation Technology (AST), que tiene la reputación de aprovechar la tecnología para ofrecer lo que los clientes necesitan, cuando lo necesitan, sin importar qué tan difíciles sean las demandas.
AST suministró el ingenio necesario para el proyecto, y los componentes clave de la tecnología vinieron de Geomagic de 3D Systems, lo que hizo posible generar un modelo digital preciso a partir de un sabotaje existente dentro del plazo de dos semanas.
Escuchando las necesidades del cliente

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AST usó Geomagic Design X para aplicar ingeniería inversa a un tamper casting, cortando secciones desde planos creados paralelos o perpendiculares a un plano de simetría; el modelo resultante permitió a AST crear rápidamente un modelo paramétrico en Pro / ENGINEER
Un pisón compacta la grava debajo de una vía férrea recién instalada. Las cabezas vibratorias funcionan como un martillo perforador, golpeando la grava para proporcionar una plataforma nivelada en las secciones rectas de la pista y la elevación adecuada en las curvas.
A HUB Corp., ubicada en Roanoke, Virginia, se le asignó la tarea de mecanizar nuevos patrones de fundición por parte de Southern Cast Inc. de Charlotte, Carolina del Norte. HUB había trabajado con Chip Potter, presidente de AST, en proyectos anteriores y sabía que tenía un don que iba más allá de la capacidad de implementar la tecnología.
“Chip ciertamente tiene el conocimiento de la tecnología, pero la clave es que escucha lo que el cliente necesita”, dice Don Cloeter, propietario de HUB con su hermano John.
AST se especializa en modelado analítico para diseño y fabricación, que incluye dos áreas clave para el proyecto HUB: interconexión de modelado de sólidos con mecanizado NC y escaneo y recubrimiento de piezas grandes y complejas.

El proyecto de falsificación comenzó con dos recursos en bruto: los dibujos de 40 años y un casting existente.

Los dibujos proporcionan solo dimensiones básicas. No hubo información sobre los ángulos de inclinación que permiten eliminar el patrón de los moldes de arena sin dañarlo. Las características internas, las diferentes profundidades del piso y los radios de fusión que definen bordes lisos se encontraban entre varias piezas de datos clave no definidos por los dibujos.

Un enfoque diferente

AST comenzó utilizando un escáner GOM ATOS IIe de Capture3D para recopilar datos en tantas superficies como sea posible en el casting. El escáner ATOS utiliza luz blanca para proyectar patrones de franjas en la superficie de un objeto. Los patrones son capturados por cámaras colocadas a cada lado del cabezal del sensor del escáner.

A AST le llevó aproximadamente un día y medio completar el escaneo. El proceso fue más laborioso de lo habitual debido a la necesidad de mover el moldeo de 300 libras para capturar la mayor cantidad posible de datos de superficie. La fundición tenía numerosas imperfecciones superficiales recogidas por el escáner, y las superficies internas debajo de las bridas y los agujeros interiores no podían ser capturadas.

Los datos poligonales del escáner ATOS se incorporaron a Geomagic Design X, un software que utilizan los fabricantes de todo el mundo para transformar los datos de escaneo 3D en modelos precisos para el CAD descendente, la fabricación y el análisis de ingeniería.

AST limpió el modelo en Geomagic Design X, eliminando agujeros, alisando superficies y rellenando automáticamente secciones no capturadas por el escáner. El siguiente paso normalmente sería generar un modelo de superficie NURBS a partir del modelo de polígono. Pero, los requisitos del trabajo llevaron a AST a un enfoque diferente.

En lugar de generar superficies a partir de polígonos, AST utilizó Geomagic Design X para crear automáticamente un plano de simetría en función de una conjetura sobre dónde podría ubicarse. Luego, AST cortó secciones de planos que se crearon paralelos o perpendiculares al plano de simetría.

“La capacidad de Geomagic Design X para proporcionar planos de simetría precisos utilizando intervalos que definimos en función de las compensaciones fue fundamental para hacer que nuestro proceso funcione”, dice Steve Lelinski, ingeniero de investigación de AST.

Las secciones de corte grueso se introdujeron en Pro / ENGINEER para la alineación y para crear dimensiones y características, y los dibujos originales se utilizaron como referencia conceptual. A medida que el modelo se refinaba, AST iba y venía entre Pro / ENGINEER y Geomagic Design X.