Un monocasco es una estructura del vehículo donde el chasis se integra al cuerpo. Cada año, los estudiantes de Duale Hochschule Baden-Württemberg (Universidad Estatal Cooperativa de Baden-Wurttemberg) participan en la carrera “Student Formula” con un auto de carreras personalizado. Participan universidades de toda Europa y presentan los autos de carreras que desarrollaron y construyeron específicamente para este evento. Son evaluados por un jurado que toma en consideración categorías como velocidad, tecnología, seguridad, marketing y diseño. La competencia ofrece a los estudiantes una aplicación directa para soluciones de ingeniería que pueden involucrar todo, desde ingeniería mecánica hasta aerodinámica y metrología.
Los estudiantes del DHBW Engineering Stuttgart eV seleccionaron escanear el monocasco de este año usando el escáner láser 3D portátil de SHINING 3D, el FreeScan X5. Este escáner láser de metrología es ideal para escanear objetos grandes con máxima precisión (hasta 0,03 mm) y exactitud (con precisión volumétrica de hasta 0,02 mm + 0,08 mm/m). Usando sus láseres de intersección, el sistema puede escanear objetos donde los escáneres de luz estructurada más comunes tienen dificultades, incluidos objetos muy oscuros/negros y superficies reflectantes, como el monocasco compuesto construido por los estudiantes de DHBW.
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Los datos de salida se pueden usar para inspeccionar el nivel de metrología y la ingeniería inversa, lo que permite la corrección de superficies en el proceso de fabricación. Gracias al escáner de SHINING 3D y sus herramientas de software relativas, esto es posible a través de un proceso altamente automatizado, que requiere un trabajo manual mínimo. Utilizando FreeScan X5, los datos 3D se recopilaron y se evaluaron posteriormente para compararlos con los datos de la versión del monocasco del año pasado. El objetivo era mejorar el rendimiento utilizando la información recopilada y analizando los datos escaneados para obtener una idea más clara de los niveles de tolerancia en el proceso de producción.
Para estar entre los primeros de la competencia Student Formula, los estudiantes deben invertir mucho tiempo y energía en este proyecto año tras año. Para investigar mejor los problemas de tolerancia que surgen durante el proceso de fabricación, y aprovechar este conocimiento en los años siguientes, el monocasco se cubrió inicialmente con marcadores y luego se escaneó en toda su superficie utilizando el FreeScan X5. Esto brindó a los estudiantes una mejor comprensión, comparando el vehículo con su modelo CAD original, y les permitió realizar el proceso de inspección. El escaneo también permite comparar el vehículo con versiones anteriores y, lo más importante, proporciona un punto de referencia para futuras versiones del monocasco.
El proceso de escaneo 3D del FreeScan X5
El proceso de escaneo se realiza relativamente rápido para un objeto tan grande. Los marcadores se colocan en todo el vehículo y se usan de referencia en el FreeScan X5. Una vez que se completa esta fase, los estudiantes comienzan a escanear el monocasco usando el escáner láser portátil. Todo el vehículo se puede completar en un solo escaneo, sin requerir que los datos 3D se reconstruyan manualmente. Esto ahorra a los usuarios una cantidad considerable de tiempo, ya que no requiere una alineación manual de los datos de escaneo, el software realiza todo el trabajo pesado.
El software del FreeScan procesa la imagen y crea un modelo 3D a partir de los datos escaneados. Estos se pueden exportar como un archivo 3D universal, un archivo STL también conocido como modelo de malla. Las imágenes de arriba y abajo muestran la resolución y precisión del modelo 3D creado usando los datos recién adquiridos.

Los estudiantes utilizan este modelo de malla para demostrar las desviaciones que presenta el nuevo vehículo en comparación con su diseño CAD original. En la imagen inferior, a la izquierda se muestran los datos obtenidos con el escaneo 3D y a la derecha los datos del modelo CAD original. Los dos modelos se pueden comparar para determinar las tolerancias con una precisión incomparable.
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El informe de inspección muestra una comparación CAD por partes en un útil mapa de colores que facilita la comprensión de las desviaciones. El software permite que la comparación proporcione fácilmente información detallada sobre las diferencias entre los dos modelos.
Dado que partes importantes del auto de carreras, como las barras antivuelco, se unen posteriormente a los orificios del monocasco, fue fundamental determinar los datos sobre el ajuste preciso de estos componentes. Estos pequeños detalles son los que distinguen las soluciones modernas de ingeniería de los obsoletos métodos habituales. Con el FreeScan X5, los estudiantes pudieron digitalizar todo el proceso y limitar los errores que pueden arrojar las herramientas tradicionales de medición.
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Este caso de estudio fue creado en colaboración con SHINING 3D