Escaneo 3D e ingeniería inversa para la automatización del diseño y producción de muebles originales

Un productor de muebles contrata el escaneo 3D de Artec para aumentar la productividad, ahorrar tiempo y reducir costos.

MU Form Furniture Design es una compañía con base en Oakland, la cual diseña, produce y distribuye muebles para hogares y oficinas modernas. La compañía nunca está corta de ideas dado que el diseño bueno y original es buscado por los arquitectos y los diseñadores de interiores.

El principal material con el que MU Form trabaja es el plywood flexible de alta calidad, el cual es uno de los materiales más usados en la industria debido a su habilidad para crear una variedad de formas para sillas, butacas y mesas.

Los especialistas de la compañía buscan crear grandiosos diseños que presentan un reto para otros productores para copiarlos o replicarlos.

La silla de comedor V Dining Chair es roja y gris, diseñada por Po Shun Leong para MU Form.

“Nuestros diseñadores tienen la tarea de desarrollar muebles que requieren una cantidad significativa de ensayo y error al desarrollar prototipos físicos de las sillas y las butacas”, dice Mark Leong, CEO de MU Form.

Para producir una nueva pieza original de mueble, MU Form normalmente envía físicamente un prototipo modelo a una fábrica en el exterior para efectuar la ingeniería inversa del modelo con el uso de un router duplicador para crear un modelo en madera.

El método anterior para la capturar las dimensiones de la V Chair para producción.

“Aunque esta metodología nos funcionaba para lograr obtener una representación acertada del prototipo de la silla o butaca en madera, ésta o nos permitía ajustar con precisión algunas de las curvaturas y superficies que sabíamos que debían ser arregladas para la producción final de los muebles”, dice Mark.

Por ejemplo, las superficies que debían ser absolutamente planas no podían ser ajustadas para el molde en las etapas iniciales. Por el contrario, algún trabajo manual debía ser realizado, lo cual algunas veces conllevaba imprecisiones en la producción de la pieza final. Adicionalmente, este método no suministraba la posibilidad de poner los muebles en espejo, lo cual hubiera asegurado la simetría.

“Aunque los resultados nos permitían poner nuestros muebles en producción, se quedaba corto en términos de nuestras expectativas en cuanto a calidad y consistencia”, dice Mark.

Recientemente la compañía ha empezado a tercerizar la elaboración de los modelos 3D con Artec en sus oficinas de Palo Alto, CA.

La V Lounge Chair en negro, diseñada para MU Form por Po Shun Leong.

Este es el proceso de trabajo ahora: el diseñador del mueble desarrolla el prototipo físico de una pieza. Para realizar la ingeniería inversa de la misma, el prototipo es escaneado en 3D con el Eva de Artec. Los datos crudos son usados para crear los contornos en Rhino 3D, particularmente para de manera precisa modelar cada detalle con curvaturas y radios.

Las superficies planas pueden ser creadas en el programa. Para una pieza simétrica el modelo es puesto en espejo. El resultado final es un modelo que ha sido alterado mímicamente para remover los defectos del prototipo.

El modelo 3D es enviado por correo electrónico a la fábrica que crea un modelo preciso en CNC directamente desde el archivo. La compañía sólo usa las obtenciones del modelo 3D con el propósito de obtener las patentes y para mostrar los productos futuros a los clientes potenciales.

La V Lounge Chair en marrón.

El prototipo de la V Chair fue digitalizado por Rachel Yalisove de Artec. Veamos qué nos dice:

“El proceso de escaneo fue muy rápido y no tomó más de 10 o 15 minutos. En general, fue muy fácil de escanear. La silla es de madera y tiene un acabado mate y las vetas de la madera le ayudaron a Eva a mantenerse en camino. Capturé el frente, la parte trasera, los bordes y manilla en escaneos separados y luego los uní con la herramienta de alineamiento.

El prototipo de la V Chair escaneado con el Eva de Artec.

“Simplemente tuve que asegurarme de prestar atención a los bordes para recolectar suficientes datos para el contorno. El escáner trabajó bien con estas áreas. Fue de ayuda poner la silla en un suelo con textura o contra la pared para mantener el seguimiento.

“El procesamiento tomó menos de una hora. Luego de alinear los datos usamos los algoritmos de registro, remociones exteriores y fusión suave, los cuales funcionaron muy bien. Pudimos llevar los datos a 0,1 de precisión bastante rápido. La silla tenía 1,7 millones polígonos /89,2 Mb. Cada pata tenía aproximadamente 550 k polígonos / 30 Mb. Exportamos los archivos en formato STL y lo mandamos por correo electrónico al cliente mediante un link.”

El modelo 3D de la V Chair en Artec Studio.

El uso de los escáneres de Artec ha ayudado a MU Form a aumentar de manera significativa la consistencia de sus muebles, mientras que al mismo tiempo aumentan su productividad, ahorrándoles tiempo de desarrollo y reduciendo los costos de éste y de producción.

“Nos ha permitido ajustar al detalle nuestros muebles en un espacio digital para que la fábrica de moldes pueda hacer un molde de metal vía CNC (y no con un molde de madera) de una representación digital de la silla o butaca en mucho menos tiempo que el proceso anterior que consistía en enviar el prototipo y desarrollar el molde a mano,” dice Mark. “un molde CNC de metal permite una más alta calidad de producción en los muebles a ser fabricados.”

El molde de metal para la V Chair obtenido con el Nuevo método.

El tiempo requerido para crear el molde ha pasado de 60 – 90 días a 20 días y el ahorro tiene un rango de 10 – 15%.

Mark dice que lo que más lo emociona es la precisión: “La precisión de los prototipos obtenidos con ingeniería inversa y la habilidad de ajustar al detalle los modelos nos permite encaminarnos hacia un nuevo nivel de calidad y consistencia para nuestros muebles.”

Mark añade que MU Form planea continuar trabajando con Artec para hacer otras piezas de muebles, incluyendo mesas, chaise lounges y otras piezas más grandes.

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