Centrul pentru Simulări Numerice şi Prototipare Rapidă (I)

CAD/CAM/CAE/PDM/PLM/ERP

Centrul pentru Simulări Numerice şi Prototipare Rapidă (I)

Din luna decembrie a anului 2010 în cadrul Universităţii ,,Eftimie Murgu” din Reşiţa s-a înfiinţat Centrul pentru Simulări Numerice şi Prototipare (C.S.N.P.), cu asistenţa financiară a Uniunii Europene, prin Biroul Regional pentru Cooperare Transfrontalieră Timişoara, proiect finanţat prin „Programul IPA de Cooperare Transfrontalieră România - Republica Serbia”, cu un buget total de 199486 Euro, din care contribuţia Uniunii Europene este de 169563 Euro. Partenerii proiectului sunt Universitatea ,,EFTIMIE MURGU” REŞIŢA - ROMANIA (www.uem.ro) respectiv Colegiul Tehnic de Ştiinţe Aplicate ZRENJANIN – REPUBLICA SERBIA (www.vts-zr.edu.rs).

Proiectul oferă posibilitatea creării unui centru bazat pe noi tehnologii, de achiziţie a echipamentelor (imprimantă 3D, scanner 3D & software) şi de a aplica aceste tehnologii în educaţia studenţilor din domeniul ingineresc. Din acest punct de vedere, partenerul din Serbia reprezintă o alegere logică, datorită elementelor comune: domeniul educaţional, similaritatea specializărilor inginereşti, necesitatea creşterii nivelului educaţional. Proiectul creează bazele unei cooperări actuale şi viitoare, având ca obiectiv utilizarea acestor tehnologii. Centrul constituie un partener pentru companii industriale din ambele regiuni şi poate deveni un pol de excelenţă, accesibil pe termen lung partenerilor din regiunea transfrontalieră.

Universitatea ,,Eftimie Murgu” Reşiţa (UEMR) are o experienţă de peste 37 de ani în educaţie şi cercetare. UEMR este o instituţie publică, finanţată din fonduri publice, dar şi din surse proprii, generate din proiecte de cercetare şi din transferul rezultatelor spre companii. Cercetarea este realizată în 7 centre de cercetare în inginerie şi 6 centre în economie şi ştiinţe sociale. Colegiul Tehnic de Ştiinţe Aplicate din Zrenjanin este un institut de educaţie superioară, cu misiunea de a susţine un proces educaţional de înaltă calitate, de a dezvolta discipline ştiinţifice şi de a transfera cunoştinţe şi aptitudini spre companii şi spre societate în general.

Experienţa şi volumul educaţional ale colegiului pot fi apreciate prin prisma numărului mare de ingineri – 7000 – absolvenţi în perioada celor 50 de ani de activitate.

Baza materială a Centrului pentru Simulări Numerice şi Prototipare asigură posibilitatea de a aborda o gamă variată de servicii 3D pentru domeniul industrial: Rapid Prototyping, Reverse Engineering, Dimensional Control, Structure maintenance.

Centrul are în dotare următoarele echipamente şi aplicaţii:

Imprimantă 3D multifuncţională Objet 30 Desktop (www.objet.com) poate fi utilizată pentru multiple aplicaţii, bazată pe diverse variante de materiale: Vero şi Durus şi diferite culori: albastru, negru, alb şi gri. Calitatea suprafeţelor şi fineţea detaliilor sunt datorate tehnologiei Objet, care generează o înaltă rezoluţie a acestora. Mărimea maximală care poate fi tipărită este definită de paralelipipedul 294 mm x 192.7 mm x 148.6 mm, cu o rezoluţie de 600 dpi pe axele X, Y respectiv 900 dpi pe axa Z. Grosimea straturilor pe direcţia Z-axis este de 28 microni. Acurateţea poate varia funcţia de geometrie, orientare şi mărimea obiectului, în limita a 0.1 – 0.2 mm.

Modelele nu necesită finisări ulterioare, dar pot fi în continuare prelucrate prin găurire, lipire, acoperire metalică, vopsire. Grosimea pereţilor este de 0.6 mm, iar diametrul minim al găurilor este de 1 mm. Imprimanta are capacitatea de a genera modele de ansamblu funcţionale (mecanism bielă-manivelă, piese filetate, roţi dinţate, etc.). Greutatea de 93 kg şi dimensiunile 82.5 cm x 62 cm x 59 cm ale echipamentului permit plasarea acestuia într-un birou, fără necesitatea unor condiţii speciale. Condiţiile de operare sunt cele normale: 18-25oC, umiditate relativă 30-70%, procesul de imprimare nefiind toxic.

Imprimanta 3D este comandată de softul dedicat Objet Studio, care permite orientarea automată/optimizată a piesei/pieselor pe tavă, divizarea în straturi în timp real, simularea procesului de imprimare şi oferă informaţiile referitoare la materialul consumat şi timpul de generare, anterior lansării procesului de imprimare. Fişierele de intrare cu geometria 3D pot fi de tip STL sau SLC, care

pot fi generate din orice program CAD.

Gama de materiale model (material utilizat la imprimarea părţilor pline ale unui model) disponibile cuprinde: DurusWhite, VeroBlue, VeroBlack, VeroGray,cu următoarele proprietăţi mecanice: rezistenţă la tracţiune 49.8 MPa, rezistenţă la încovoiere 74.6 MPa, modul de elasticitate 2495 MPa, alungire la rupere 20%. Ca material suport (material utilizat la imprimarea volu­mului golurilor dintr-un model) este utilizat FullCure, un gel non-toxic de tip fotopolimer, care poate fi uşor înlăturat prin intermediul WaterJet System Objet, inclus ca şi echipament în configuraţia imprimantei. WaterJet foloseşte jetul de apă sub presiune pentru înlăturarea materialului suport. Imprimanta este alimentată prin intermediul a patru cartuşe cu capacitate de 1 kg, din care 2 sunt pentru materialul model, iar 2 pentru mate­rialul suport. Interfaţa de control a imprimantei afişează tipul şi greutatea materialelor disponibile în cartuşe.

 

Scanerul 3D Noomeo Optinum (www.noomeo.eu) este un scan­ner portabil, care se conectează la sistemul de achiziţie prin conexi­une USB 2.0, cu autonomie la nivel de ore oferită de acumulatorul inclus în configuraţie. Scanerul utilizează tehnologia „Vision based self positioning”, realizează achiziţia norului de puncte prin imagini fotografice multiple succesive, prin intermediul unui senzor CCD cu rezoluţia 1024x768 px, care poate prelua până la 500.000 de puncte/imagine. Dimensiunile scanerului sunt 230 mm x 230 mm x 80 mm, iar greutatea este sub 2 kg. Volumul obiectelor care pot fi scanate se încadrează în domeniul 10cm3 ÷ 1m3, dimensiunea limită minimală achiziţionabilă fiind de 1 cm.

Scanerul Noomeo Optinum combină tehnologia luminii structurate, care permite captarea instantanee a geometriei prin analiza deformării unor repere luminoa­se repetitive proiectate pe obiect, cu procesarea imaginii 2D, care permite obţinerea poziţiei scanerului faţă de obiectul vizat şi capturarea texturii acestuia. Astfel, prin procesarea imaginii 2D, se obţine autopoziţionarea, care elimină necesitatea utilizării markerilor, iar fluxul de lumină oferă informaţiile suplimentare necesare preluării geometriei sub forma unui nor de puncte.

Caracteristici tehnice ale scanerului sunt următoarele: acurateţe +/- 100 μm, rezoluţie spaţială 300 μm, distanţă de achiziţie 400 mm, FOV A4 (field of view – extinderea spaţiului observabil la un moment dat), DOF 150 mm (depth of field - distanţa dintre obiectele cele mai apropiate şi cele mai îndepărtate dintr-o scenă care apar acceptabil de clar într-o imagine). Configuraţia recomandată a sistemului de achiziţie este următoarea: CPU i7 Quad Core, RAM 8 GB, placă grafică nVIDIA FX3800 cu 1 GB memorie, sistem de operare: Win 7-64bits. Sistemul de autopoziţionare al scanerului nu necesită pregătirea obiectelor scanate, instalarea lor într-un sistem de referinţă sau markeri de referinţă.

Scanerul este însoţit de software dedicat NumiSoft, care intermediază întreg procesul de achiziţie şi realizează reconstrucţia modelului 3D la nivel de nor de puncte. În acelaşi timp, NumiSoft constituie driverul de comunicare cu partea hardware şi conţine algoritmi specifici pentru procesarea norului de puncte: aliniere 3D a norului de puncte, reconstrucţie automată a modelului 3D, capabilităţi de curăţare a norului de puncte, rafinarea muchiilor ascuţite, optimizări punctuale, export nor de puncte în format ASCII şi XYZ, comparaţie cu geometrie STL-CAD la nivel de puncte, strategii de aliniere de tip geometrie şi/sau textură.

 

Aplicaţia Geomagic Wrap (www.geomagic.com) este un instrument software dedicat transformării norului de puncte rezultat din scanare într-o reţea poligonală 3D (mesh), care poate fi utilizată în proiectare, analiză sau fabricaţie. Geomagic Wrap poate procesa seturi largi de date, preluate de la diferite variante de scanere, oferă posibilităţi de optimizare a date­lor scanate (eliminarea punctelor aberante, reducerea zgomotului punctual perturbator, etc.), de aliniere a seturilor multiple de date punctuale, generarea reţelei poligonale, modificarea, editarea şi curăţarea reţelei, detectarea erorilor din reţea, detectarea şi generarea entităţilor specifice unui model, repararea şi ascuţirea muchiilor, exportul modelului 3D în diferite formate: STL, OBJ, VRML1, VRML2, DXF, PLY ŞI 3DS.

 

Aplicaţia RAPIDFORM XOR3 (www.rapid­form.com) este un instrument software de tip „reverse engineering” care combină tehnologia CAD cu algoritmi de procesare a datelor scanate 3D, pentru a genera mo-dele solide parametrice direct din setul de date scanate. Deoarece este construit pe nucleul CAD Parasolid, RAPIDFORM XOR3 permite generarea de modele solide 3D direct în acest mediu sau transformarea datelor scanate în modele solide 3D, cu salvarea istoricului modelării componentei, prin înregistrarea succesivă a operaţiilor într-un arbore, aşa cum se întâmplă în programele CAD clasice. Datorită acestei posibilităţi RAPIDFORM XOR3 permite exportul geometriei în for­mate native SolidWorks, Pro/E, AutoCAD, CATIA şi altele. Pentru procesarea datelor scanate, RAPIDFORM XOR3 oferă trei variante de operare:

Scan-to-Mesh:

  • setul/seturile de date scanate sunt aliniate şi reunite într-un singur set;

  • pregătire mesh prin operaţii de umplere găuri, generarea de curburi continue, eliminare erori punctuale, reducere mărime/optimizare mesh;

  • modelare mesh prin operaţii de deformare, offset-are, aplicare de culori şi/sau texturi;

  • export în format mesh: STL, OBJ, etc.

Scan-to-Surfaces:

  • setul/seturile de date scanate sunt aliniate şi reunite într-un singur set;

  • pregătire mesh prin operaţii de umplere găuri, generarea de curburi continue, eliminare erori punctuale, optimizare/reducere mărime mesh;

  • generare suprafeţe în mod automat sau interactiv;

  • export în formate neparametrice: IGES, STEP, etc.

Scan-to-CAD:

  • setul/seturile de date scanate sunt aliniate şi reunite într-un singur set;

  • modelare solidă prin extragerea entităţilor specifice CAD, construirea modelu­lui parametric solid şi verificarea acurateţii;

  • export în formate parametrice: SolidWorks, Pro/E, AutoCAD, CATIA, etc.

_____________________________________________________________________________________________________________

DORIAN NEDELCU, Prof. dr. ing.

CONSTANTIN MARTA, Conf. dr. ing. - Universitatea Eftimie Murgu” Reşiţa


Accept cookie

www.ttonline.ro utilizează fişiere de tip cookie pentru a personaliza și îmbunătăți experiența ta pe Website-ul nostru.

Te informăm că ne-am actualizat politicile pentru a integra în acestea și în activitatea curentă a www.ttonline.ro cele mai recente modificări propuse de Regulamentul (UE) 2016/679 privind protecția persoanelor fizice în ceea ce privește prelucrarea datelor cu caracter personal și privind libera
circulație a acestor date. Înainte de a continua navigarea pe Website-ul nostru, te rugăm să aloci timpul necesar pentru a citi și înțelege conținutul Politicii de Cookie.

Prin continuarea navigării pe Website-ul nostru confirmi acceptarea utilizării fişierelor de tip cookie conform Politicii de Cookie. Îți mulțumim pentru acest accept și nu uita totuși că poți modifica în orice moment setările acestor fişiere cookie urmând instrucțiunile din Politica de Cookie.

Da, sunt de acord