Impossible Creations invoca el flujo de trabajo digital de 3D Systems para el King’s Car

3D scanning the Britannia mascot for reproduction using a reverse engineering workflowLas soluciones versátiles de diseño y fabricación ofrecen beneficios convincentes para desafíos únicos. Solo pregunte a Impossible Creations, una firma de escaneo, diseño y modelado personalizado fuera del Reino Unido que se especializa en ayudar a sus clientes a crear sin límites. En un proyecto reciente para restaurar la mascota Britannia-upon-Globe que simboliza el King’s Car en Gran Bretaña, Impossible Creations utilizó un innovador escaneado 3D a CAD para imprimir el flujo de trabajo impulsado por las soluciones de 3D Systems para crear una réplica precisa en 3D de un diseño que De lo contrario perderse a la historia.

La personificación del Reino Unido.

Britannia es la personificación femenina del Reino Unido que a menudo se representa con una lanza tridente en la mano y un león a sus pies. Alrededor de 1920, un escultor desconocido esculpió una estatuilla de bronce de Britannia de pie sobre el globo. Un aprendiz hizo una copia de bronce más pequeña recubierta con níquel para usarla como mascota, o adorno de capucha, en cualquier vehículo en el que viajara el rey Jorge V

En 1926, el hijo de George, Edward Prince of Wales, encargó un Rolls Royce único en su clase conocido como RF 14. Cuando George V murió en 1936, Edward accedió al trono como Edward VIII. La mascota de Britannia se trasladó a la RF 14 para indicar que ahora era el Carro del Rey. En menos de un año, Edward renunció al trono para casarse con la divorciada estadounidense Wallis Simpson y pasó la mayor parte del resto de su vida viviendo en el extranjero.

Restaurando el coche del rey

3D scanning enabled Impossible Creations to create an exact copy of the originalLa mascota de Britannia viajó luego en los vehículos de George VI, que sucedió a Eduardo VIII, y luego a los de la reina Isabel, la reina madre. La misma mascota ahora se sienta en los autos de Charles, el Príncipe de Gales. Mientras tanto, el RF 14 quedó fuera de servicio y desapareció. En la década de 1990, Ted Overton de Overton Vehicle Overhauls tropezó con el auto en un montón de maquinaria agrícola vieja en una granja de Suffolk. Overton compró el automóvil y ha pasado las últimas dos décadas restaurándolo con amor a su estado original. Solo faltaba una parte, la mascota, y Overton estaba decidido a devolverla a su posición de honor.

Overton descubrió que la escultura original de la que se había copiado la mascota reside en una bóveda en el sótano del Museo Nacional del Motor en Beaulieu, Reino Unido. El museo aceptó dejarlo escanear la escultura, pero cuando Overton la examinó, no estaba contento con su condición. También en este punto, Overton no tenía forma de saber el tamaño de la mascota. A través de un amigo, se contactó con un mecánico de la flota real de vehículos que pasó la solicitud al Príncipe Carlos. El príncipe Carlos respondió que la mascota tenía 200 mm de altura, la mitad del tamaño de la escultura original.

Poniendo a la mascota en el lugar que le corresponde.

The design tools of Geomagic Freeform helped perfect the data before 3D printingEn busca de un contratista que pudiera crear una copia perfecta del original defectuoso, Overton seleccionó Impossible Creations, una firma de Brentwood, Reino Unido, que ofrece un servicio de ingeniería inversa basado en el flujo de trabajo digital completo de 3D Systems. El equipo de Impossible Creations comenzó escaneando la escultura con un escáner 3D Geomagic Capture ™ que ofrece una resolución de 0.110 mm y una precisión de 0.0.60 mm. “El escáner Geomagic Capture proporciona el nivel extremo de detalle y precisión necesarios para capturar los detalles finos de la escultura”, dijo Ian Carter, propietario de Impossible Creations. El equipo ejecutó el escáner en el nivel más alto posible de resolución e importó la nube de puntos resultante al software Geomagic Wrap®, donde convirtió la nube de puntos en una malla STL de 700 Megabytes.

El equipo luego importó la malla al software de diseño y escultura Geomagic Freeform®. “Las herramientas de escultura en Freeform son el equivalente digital de trabajar con tus manos con un pedazo de arcilla”, dijo Carter. El equipo de Impossible Creations utilizó un dispositivo táctil 3D Systems Touch ™ que proporciona retroalimentación de fuerza para crear la sensación física de esculpir en un entorno virtual. Usando una variedad de herramientas de forma libre con el dispositivo háptico, que incluyen escalpelos y raspadores de diferentes tamaños, el equipo se abrió camino hacia herramientas cada vez más pequeñas para mejorar los detalles finos, y terminó con herramientas del tamaño de una cabeza de alfiler.

Britannia lleva sandalias, pero Carter no estaba satisfecha con los detalles intrincados, por lo que el equipo de Impossible Creations utilizó las herramientas de talla de Freeform para distinguir los dedos de los pies. La mano que sostiene el tridente estaba originalmente en una posición poco natural, por lo que la movieron a una posición más natural con el dispositivo háptico. También separaron sus dedos individuales, que se mezclaron en el escaneo original. Ajustaron los detalles en su cara, reduciendo el tamaño de su nariz y agregando detalles alrededor de sus ojos.

“Cuando hicimos algo que no salió del todo bien, presionamos Control-Z para deshacer el movimiento y redirigirlo hasta que lo hiciéramos bien”, dijo Carter. El equipo diseñó el hardware de montaje en el sistema CAD de SOLIDWORKS y exportó archivos STEP que se importaron a Freeform y se restaron del modelo Britannia. Luego se usó Freeform para reducir el modelo a la mitad de su tamaño original.

The 3d printed master pattern of the Britannia hood ornament for casting

Casi indistinguible de una pieza moldeada por inyección

El siguiente paso fue imprimir en 3D un modelo de plástico que serviría como patrón para la fundición de metales. El proceso de impresión tenía que mantener los detalles extremadamente pequeños creados en Freeform mientras se creaba una superficie tan suave que no requería un acabado secundario. El acabado tuvo que ser evitado porque los detalles en el modelo son tan finos que hubiera sido extremadamente difícil realizar cualquier acabado sin dañarlos.

El equipo de Impossible Creations abordó este desafío imprimiendo el patrón maestro utilizando la tecnología de impresión MultiJet (MJP) de 3D Systems en el modo XHD que imprime a 750 (eje x) por 750 (eje y) por 1600 (eje z) puntos por pulgadas (dpi) en capas de 16 micrones. “La máquina proporcionó el nivel de detalle y acabado de la superficie que necesitábamos tanto en el lado visible como en el lado de montaje del patrón”, dijo Carter. “El resultado final es difícil de distinguir de una pieza moldeada por inyección”.

Final casted part on the King's car developed using 3D scanning, Geomagic and Multi jet 3D printing ffrom 3D SystemsEl equipo vertió un molde de silicona de vulcanización a temperatura ambiente (RTV) alrededor del patrón. Cortaron el molde en varias secciones para facilitar su extracción y luego utilizaron el molde para crear un patrón de cera. El patrón de cera a su vez se usó en el proceso de fundición de inversión para moldear una versión de bronce de la mascota que estaba cubierta con níquel.

“El resultado es una mascota que se ve exactamente como el original, excepto que cuando se mira de cerca, se ven los detalles adicionales y otras mejoras”, concluyó Carter. “El vehículo y la mascota permanecen en posesión del Sr. Overton, quien los tiene en exhibición para el público. “Este proyecto proporciona un ejemplo típico del flujo de trabajo digital continuo que utilizamos regularmente para dar vida a los proyectos de nuestros clientes”.