破損したプロペラから、QUICKSURFACEを用いた量産対応CADへ
QUICKSURFACE ブラジルのエンジニアリング会社が、3Dスキャンデータを正確なCADジオメトリに変換することで、冷却ユニットのプロペラの逆解析を加速することを支援しました。構造化されたScan-to-CADワークフローを使用して、チームは損傷したコンポーネントを再構築し、製造および3D印刷に適した製造準備完了CADモデルを作成しました。.
リオデジャネイロ–ブラジル
RVF3Dは、パンデミックの真っただ中である2020年に、リモートエンジニアリングサービスオフィスとして設立されました。当初は2台の密閉型FDMプリンターからスタートし、CADソフトウェアを用いた3Dモデリングと、カスタマイズされた自動車用プラスチック部品の製造に注力していました。.
同社は、航空業界で35年以上勤務し、引退したばかりのリカルド・フレイタス氏とその息子で、機械工学の学位を取得し、すでに複数のソフトウェアシステムでのCAD設計経験を持っていたホセ・リカルド・フレイタス氏という2人のエンジニアによって設立されました。.
オフィスは急速に活動を拡大しました。学術プロジェクトの3Dプリントサポートの提供を開始し、地元の機械加工産業や自動車整備工場向けの機械部品の製造も行いました。.
その後の数年間, RVF3D 3Dスキャンとリバースエンジニアリングを介して、3Dデザインとモデリングを含めるようにその能力を拡張しました。同社は、ペトロポリス地域およびリオデジャネイロ都市圏全体で、プラスチック射出成形、石油・ガス、金属機械などのより大きな産業のサポートを開始しました。.
リカルドが説明します：
“より大きな顧客に活動を拡大すると、新たな課題に直面しました。高水準のリバースエンジニアリングプロジェクトを容易に迅速に完了できるソフトウェアが明らかに必要でした。当初、サーフェスフィリングなどの非常に基本的なリバースエンジニアリング機能を提供するSolid Edgeに移行しましたが、発見するやいなや QUICKSURFACE Pro, 、速やかに切り替えることができました。そのために、ご支援いただいた皆様に感謝いたします。 プルモテック, 、ブラジルのKVSの担当者。”
課題：1週間で冷却ユニットのプロペラをリバースエンジニアリングし、3Dプリントする
大規模な機械加工工場を経営する顧客が、緊急の問題を抱えてRVF3Dに相談しました。工場では冷却ユニットの内部に4枚羽根のプロペラを使用しています。損傷した部分を黒いシリコンゴムで補修する作業を数回試みた後、部品は正常に機能しなくなりました。プロペラはバランスを失い、もろくなり、運転中に頻繁に破損するようになりました。.
プロペラ破損
プロペラ シリコーンゴムで補修した
このプロペラなしでは冷却ユニットは動作せず、オイル交換器の冷却に重要な役割を果たしていました。機械が古かったため、交換用のプロペラは市場では入手できなくなっていました。この状況はCNC機械全体の稼働を脅かしていました。.
RVF3Dが以前にお客様を訪問したことがあったため、ショップはすぐに同社に連絡しました。RVF3Dは損傷したプロペラを回収し、スキャンするためにオフィスに持ち帰りました。.
しかし、彼らは最初の大きな課題に直面しました。シリコンパッチによる修理箇所には、複数の傷が残っていました。この凹凸のために、スキャン中に滑らかな表面を捉えるのが困難になりました。.
チームはまず、最もひどい粗さを取り除くためにブレードの表面を研磨しました。いくつかの不完全な箇所が残ったため、スキャンプロセス中に生成されたSTLメッシュで後で修正する計画でした。.
次に、プロペラに～をスプレーした AESUB 元の表面が黒だったため、青色のスキャニングスプレーを使用しました。プロペラを手動のターンテーブル（マーカー付き）に設置し、RVS_3D Harpy MスキャナーとRV3D Studioスキャニングソフトウェアを使用して両面をスキャンしました。.
RV3D Studioソフトウェア – スキャンされたプロペラ3Dモデルは生成されましたが、ブレードにはまだ不規則性があります。.
ホセ・リカルドは次のように説明します。
“これまでのところ、仕事の中で一番楽な部分だったが、それでも丸二日かかった。その後、STLの表面を滑らかにして、リバースエンジニアリングのプロセスを開始する必要があった。我々はちょうど購入したばかりだった QUICKSURFACE Pro そして、それに関する経験がほとんどなかったため、RVS_3Dのサポートが成功のために不可欠でした。”
ハーピーMスキャナーの高い品質のおかげで、チームは非常に正確なスキャンを得ることができましたが、ブレードの欠陥は依然として確認されました。.
リバースエンジニアリングのためのメッシュ準備
メッシュファイルを準備するために、RVF3Dは スキャン準備 ツールの中 QUICKSURFACE. これらのツールにより、ブレード表面の欠陥を除去し、メッシュを滑らかにし、モデルをXYZ基準軸に合わせることができました。.
スキャン後の最適なブレード断面
QUICKSURFACEで平滑化処理を施した後のブレード断面
メッシュを清掃した後、損傷した4枚のブレードの中から最も状態の良いものを選択し、再構成のための参照ジオメトリとして使用しました。.
QUICKSURFACEにおけるプロペラの再組み立て
その後、チームはQUICKSURFACE Proを用いてリバースエンジニアリングのプロセスを開始した。の支援を受けて、 プルモテック, 、彼らはすぐに正確なCADモデルを作成しました。.
QSで準備され、XYZ軸に配向されたSTLファイルがスキャンされ、ほぼ欠陥がありません。
彼らは構造化された ワークフロー:
- まず、彼らは〜を使った サーフェスフィッティング メッシュ上で直接、ブレードの前面と後面を再構築するためのツール。.
QUICKSURFACE Proの「Surface Fitting」ツールを使用して定義されたフロントブレードの表面
“ブレードの表側におけるQUICKSURFACE Proの「サーフェスフィッティング」機能
“ブレードの裏面におけるQUICKSURFACE Proの「サーフェスフィッティング」機能
メッシュ上に作成された前面および背面サーフェス
- 次に、中央ハブのスケッチを作成し、中央本体を押し出しました。.
胴体のスケッチを作成しています
中央本体を押し出す
- その後、ブレードの断面図を作成し、再構築された前面および後面サーフェスに沿ってブレードを押し出しました。.
ブレードのスケッチを作成する
前後を貫通するブレードプロファイル
- 余分な面をトリミングし、ボディを結合した後、クリーンなソリッドモデルが生成されました。.
余分なサーフェスをトリミングし、ボディを結合した後、クリーンなソリッドモデルが作成されました
- 再構築されたモデルとスキャンされたSTLを比較したところ、誤差は～以内でした。 0.10 mm, 、再構築の正確性を確認する。.
本体とブレードを組み合わせた最終的なソリッドボディ
最終モデルとスキャンされたSTLファイルを比較し、±0.10mm以内の偏差（緑色）を表示
- 完成した刃で、彼らは〜を作った 円形パターン 4枚すべてのブレードを生成する.
4つのブレードを生成するために円形状パターンを適用
- ついに、オリジナルのデザインに合わせて内側のリブや追加のカットが施されました。.
プロペラの背面中央部に切断されたリブ
裏側にさらに切り込みが入りました
- 数時間作業しただけで、チームはプロペラモデルを最終決定しました。 QUICKSURFACE.
QUICKSURFACEで数時間の作業を経て作成したプロペラの最終CADモデル — 裏面
QUICKSURFACEで数時間の作業を経て作成したプロペラの最終CADモデル — 前面図
デザインの改善と3Dプリントの準備
印刷前に、チームはデザインを改良しました。ブレードと中央ハブの接合部にフィレットを追加して補強し、内部リブ壁を厚くし、ブレードの前縁と後縁を滑らかにしました。.
最終改良版プロペラのSTL画像
時間的制約のため、積層造形のための設計原則を十分に適用できませんでした。その結果、プリントにはかなりのサポート構造が必要となりました。.
最終モデルを〜としてエクスポートしました STEPファイルとSTLファイル.
プロペラの3Dプリント
RVFはアップグレードされたものを使用してプロペラを3Dプリントしました クレリティ K1 Max 3D pプリンター そして ABSプレミアムMG94ブラックフィラメント.
彼らはモデルを準備しました オルカスライサー, 、チームが開発した高速構成を使用して。.
Orca Slicer でプロペラファイルをセットアップ
ブレードの形状のため、印刷プロセスには大量のサポート材が必要でした。印刷には以上かかりました。 24時間 完了する.
プロペラを３Dプリント中 — 24時間以上かかりました
3Dプリント後、サポート材を除去した最終的なプロペラ
分厚いサポート材にもかかわらず、最終的な結果は印象的でした。サポート材を取り外した後、プロペラにはわずかな跡しか残りませんでした。.
チームは、顧客に部品を期日内に届けました。 四日間 破損したプロペラを受け取ること。.
お客様は、部品を研磨して塗装するか、印刷後にそのまま取り付けるかのどちらかを計画していました。また、中央の穴には金属ブッシュを製造する必要がありました。.
テストと最終承認
お客様が旋盤で新しいプロペラをテストしました。 毎分1800回転 機械的性能とバランスを確認するため.
旋盤で毎分1800回転でプロペラをテストし、バランスを確認している
プロペラは完璧に作動した。.
テストが成功した後、顧客は冷却ユニットへの部品の取り付けを承認しました。.
結論
リカルドは次のように結論付けている。
“品質、精度、リードタイムというお客様の要求を、～によって満たすことができたのは素晴らしいことでした。 QUICKSURFACE Pro この複雑な部品のリバースエンジニアリングを行うためです。高性能なスキャナーのおかげで、作業の基盤となる正確な3Dモデルを取得することができました。QUICKSURFACE ProとPrumotechのサポートにより、製品の設計品質を大幅に向上させ、開発サイクルを短縮することができました。今では、さまざまな業界における、より大規模で複雑なプロジェクトにも取り組む準備が整っています。」”
このようなプロジェクトは、最新のScan-to-CADワークフローが、エンジニアが重要な部品を迅速かつ正確に復旧するのにどのように役立つかを示しています。 QUICKSURFACE, チームは3Dスキャンデータを正確で製造可能なCADモデルに変換し、破損または製造中止になった部品を復活させることができます。.
自分で試してみますか？
ダウンロード QUICKSURFACE試験 そして、リバースエンジニアリングがいかに速いかを体験してください。.
格別のご厚情を賜り RVF3Dエンジニアリング （ブラジル、リオデジャネイロ） そして プルモテック
このリバースエンジニアリングプロジェクトとワークフローを共有していただきありがとうございます。.
