Rétro-conception d’une voiture de Formule 1 et impression 3D d’une version miniature

Résumé : Un fabricant d’outils britannique cherchait à créer une réplique miniature et détaillée de sa voiture de Formule 1 grâce au scan et à l’impression 3D.

L’objectif : Utiliser deux scanners 3D différents pour scanner la voiture de Formule 1 en entier, rapidement et avec un niveau de détail élevé.

Outils utilisés : Artec Eva, Artec Studio

Central Scanning scanne une vraie formule 1 et imprime en 3D son modèle réduit, ayant subi un processus de rétro-ingénierie dans Delcam PowerSHAPE.

Ce que l’on peut faire avec une combinaison de solutions de scan 3D et de rétro-ingénierie est fantastique. Le projet de mise à l’échelle d’une vraie voiture de course de formule 1, pour lequel un scanner 3D Artec Eva a été utilisé, est un des nombreux exemples montrant que les opportunités d’applications des technologies 3D sont, en effet, illimitées.

Le projet a été initié par un fabricant d'outils basé à Birmingham, qui a demandé aux partenaires britanniques d'Artec, Central Scanning, et au fournisseur de solutions DAO et FAO leader Delcam de faire un modèlele réduit de leur formule 1 pour qu'il puisse être imprimé en 3D dans une taille d'environ 300 mm.

The car was 3D scanned by Central Scanning, and then the collected data was modeled in Delcam’s reverse engineering software package PowerSHAPE.

La voiture a été scannée en 3D par Central Scanning, et ensuite les données recueillies ont été modelées dans la suite logicielle de rétro-ingénierie de Delcam, PowerSHAPE.

Le modèle fini de la formule 1 dans PowerSHAPE.

“Ce scan a été fait par nous comme un test pour voir ce qui peut être accompli en utilisant deux types de systèmes de scan,” a déclaré Paul Smith de chez Central Scanning.

La carrosserie de la voiture a été scannée en utilisant des scanners Steinbichler Comet L3D, et l'habitacle du conducteur, le volant, le triangle de suspension avant, l'aileron arrière, les rétroviseurs et les zones qui étaient difficiles d'accès avec le Steinbichler Comet ont été scannées avec l'Artec Eva.

“Nous avons choisi l'Eva pour sa portabilité et sa vitesse, de plus nous ne devions pas ajouter de marqueurs, il suit facilement les motifs,” a déclaré Paul.

Partie de l'habitacle dans Artec Studio 10.

La voiture a été scannée dans l'atelier et dans la zone de réception du propriétaire ; les deux zones avaient une illumination de bonne qualité et stable mais de lumière directe du soleil parce que cela aurait affecté la capture de données.

Paul a partagé avec nous quelques astuces sur comment scanner plus facilement des pièces automobiles.

“Ajouter quelque chose derrière les unités du triangle de suspension, comme du papier avec des motifs, permet au scanner de suivre la texture et de capturer la géométrie du triangle qui est assez fin,” a-t-il déclaré.

Il y avait des zones de fibres de carbone sombres autour des triangles – elles ont été très légèrement vaporisées. Les réflections de la lumière autour des zones de l'aileron ont aussi été légèrement vaporisées pour faciliter et accélérer la capture.

“Nous avons aimé utiliser l'Artec Eva parce qu'il ne nécessitait pas de calibration et était rapide à installer et pour capturer dnas ces zones difficiles,” a déclaré Paul.

La plus grande partie des données ont été traitées en utilisant les réglages standards et sans texture durant l'enregistrement global pour accélérer le processus. Les grandes séries de données Artec et Steinbichler ont ensuite été fusionnées dans PolyWorks.

Le maillage créé à partir des données de scan.

Le modèle STL de 250Mb, approximativement de 8,5 million de triangles, a été ensuite soumis à une rétro-ingénierie à Delcam en utilisant PowerSHAPE Pro. Des régions complexes doublement courbées étaient les plus adaptées à une modélisation de surface, alors que les parties les plus prismatiques pouvaient être modelées le plus efficacement en utilisant des solides.

Comme l'a expliqué James Slater de chez Delcam, “les ailettes avant et arrière de la voiture ont été modélisés en tant que solides, créés en prenant des sections du maillage, en les extrayant et en fusionnant les différentes pièces en utilisant de simples opérations Booléennes. Ce travail a été en fait réalisé par un étudiant en stage d'été, qui n'avait eu q'une semaine de formation avant de s'impliquer dans le projet. Pendant ce temps, un de nos ingénieurs plus expérimenté s'est attaqué à la construction de surface plus exigeante nécessaire à la carrosserie. Le résultat final était une surface hybride avec tous les détails et un modèle solide qu'il serait virtuellement impossible de réaliser en utilisant tout autre logiciel. Bien sûr, une des choses les plus importantes dans n'importe quel projet RE est d'avoir un maillage précis et de haute qualité dès le départ.”

Le modèle 3D imprimé de la formule 1.

Un gros plan du modèle réduit de la formule 1.

La voiture a été surfacée en taille réelle. Une fois qu'elle a été réduite, certaines des zones les plus fines, en particulier le triangle et les becquets ont été épaissies dans PowerSHAPE. Le modèle a été ensuite imprimé en 3D sur une couche d'impression Objet Eden 500V de 0,016mm.

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