Hogyan került a tehén a székre?

A természetes struktúrák valósághű másolása mindig sikerhez vezet

2017. július 18., kedd, 06:00

Címkék: 3D modellezés 3d szkenner HIWIN lineártechnika szkenner

A pontos pozicionálás minden munkafolyamatot megkönnyít, és nincs ez másként a műbőr feldolgozásában vagy a rétegelt anyagok kezelésében sem. Ehhez egy modern módszer a természetes felületek domborulatainak a legkisebb részletekig lemenő feltérképezése. Az ily módon nyert adatok már bátran használhatók a dombornyomó hengereken a késztermék szerkezetének kialakítására. A lineármotorokkal hajtott nagy pontosságú miniatűr portál a magasságprofilok ±2 mikrométeres precizitással történő automatikus szkenneléséhez használható, lehetővé téve az anyagfelület hibátlan feltérképezését.

Egy hihetetlenül természetesnek ható csomó a laminált padlón vagy a valódi bőrre megtévesztésig hasonlító műbőr mindig népszerűnek bizonyul a vásárlók körében. A nagy méretű természeti struktúrák valósághű leképezése azonban egyáltalán nem magától értetődő feladat. Az élethű felületek kézzel történő létrehozása minden műszaki rajzoló számára embert próbáló feladat lenne, a biológiai vagy ásványi szerkezetek szintetikus generálása pedig nem érné el a hitelesség megkívánt mértékét.

A legkézenfekvőbb megoldás a felületek fényképészeti módszerekkel történő feldolgozása és a mintázó hengerek ennek megfelelő kialakítása, de ez a módszer is hagy maga után kívánnivalókat: az anyagminőségbeli eltérések és a kiszámíthatatlan fényvisszaverődés rontja a 3D fényképezés minőségét, és csökkenti az adott textúra mélységi szerkezeteinek pontos replikálhatóságának esélyét.

A bőrhöz hasonló szerves anyagok speciális módszert igényelnek a magasságprofil 3D szkennelése során

Itt a megoldás

Az AKK világszerte a különböző anyagok lézergravírozó megoldásairól ismert, beleértve a bombírozó lemezek és hengerek gyártására szolgáló gravírozógépeket is. A cég egyik-másik szakterülete a nyomtatott fóliákkal előállított formák gyártása. A felületszerkezet pontos mérésére szolgáló 3D szkennerrel az AKK egy intelligens megoldást kapott kézhez, ami megszünteti a fény visszaverődésével kapcsolatos anomáliákat, és nagy felbontású 3D fényképeket tud készíteni a struktúrákról.

A síkágyas szkenner helymeghatározó rendszere mozgatja a kamerát az anyag felett. De ahelyett, hogy a felületet közvetlenül lefényképeznék, a Z tengely mentén egy vékony zselépárnát nyomnak rá az anyagra, amelynek szerkezete ezt követően kerül fel a dombornyomó hengerekre. Az elasztikus zselépárna a természetes anyag legfinomabb mélyedéseibe is behatol, így a felület pontos lenyomata jelenik meg a párnán. A zselé szabályos, kiszámítható visszatükröződési tulajdonságainak köszönhetően pedig már lehetséges a leképezett textúra magas minőségű 3D fényképezése.

Az AKK 3D síkágyas szkenner prototípusa (Forrás: AKK)

A zselépárna lefényképezendő felületét minden egyes alkalommal egymás után különböző irányokból hat LED világítja meg. A 3D képek ezután az alak és árnyék elve szerint kerülnek kiértékelésre, vagyis a fényképezett felületi struktúra pontos mélységi profilja az árnyalatok intenzitása és a fényforrás ismert szöge alapján kerül kiszámításra. A letapogatott felület – a kis párna mérete 1,5×1,5 cm – felbontása 3 600 dpi, vagy annál is nagyobb. A 3D képek 32 bit színmélységűek, a magasságbeli eltérések pedig a mikrométeres tartományban regisztrálhatók.

A rugalmas zselépárna minden alkalommal visszanyeri eredeti alakját, ezért újra felhasználható a következő lenyomat készítésekor. Az eredeti anyag tízszázalékos átfedésekkel kerül lefényképezésre, így elkerülhető, hogy a felvételek összeszerkesztése során be nem szkennelt területek bukkanjanak elő. Az AKK a rendszert egy filigrán mintát tartalmazó kockával kalibrálja. A szkennelési folyamat elején a kockát a síkágy egy meghatározott pontjára helyezik, a kamera pedig ezután az automatikus mintafelismerési funkcióval állítja be magát.

A kamerarendszer beállítására szolgáló kalibrációs kocka képernyős megjelenítése

Az ezt követő maratás több lépcsőben zajlik le, amelynek során a fa, a bőr, a szövetek vagy az ásványi anyagok mélységi szerkezetprofilja élethű módon kerül fel a dombornyomó hengerekre. Ebből a célból a még befejezetlen hengerek nem maratott pontjaira viaszbevonatot permeteznek. Ezt követően kerülnek kialakításra lépésről lépésre a nagyobb mélyedések. A lézereket ehhez hasonlóan a 3D profilok kemény műanyagra vagy fémre történő gravírozásánál használják. Ennek eredményeképpen a hengereken az eredeti anyag pontos felületi képe jön létre.

Pontos pozicionálás

Az AKK-nak egy precíz, nagy ismétlési pontosságú és alacsony karbantartási igényű megoldásra volt szüksége az eredeti anyag automatikus szkenneléséhez és a zselépárna forma pozicionálásához. Arra a döntésre jutottak, hogy a HIWIN miniatűr portálrendszerét választják, amelyet az AKK igényei szerint alakítottak át végálláskapcsolókkal, a kábelezést is tartalmazó kábelutakkal és módosított alaplappal felszerelve. „Amint megérkezett a rendszer, azonnal meg is tudtuk vele kezdeni a munkát” – jelentette ki Bernhard Anker, az AKK ügyvezető igazgatója. Az X tengely mozgástartománya 300 milliméter. A letapogató műszereket, zselépárna formát és kamerát tartalmazó Y tengely mozgástartománya 400 milliméter. Az AKK által választott konfigurációban a zselépárna Z irányban történő mozgása pneumatikusan vezérelt. A lineártengelyek ironless motorjai optikai útmérőrendszerrel vannak felszerelve a tehetetlenség minimalizálása és a visszatartó erő nélküli magas gyorsulás biztosítása érdekében. „De nem a portálrendszer sebessége nyomott a legtöbbet a latban – tette hozzá Anker –, hanem a precizitása és a tény, hogy könnyen beállítható, és gyakorlatilag nem igényel karbantartást.”

www.hiwin.de

Keresés
Bejelentkezés / Regisztráció
BESZÁLLÍTÓI KAPCSOLATOK

Itt a lehetőség tajvani kapcsolatokat építeni!

Média Partnerek