Ingeniería inversa "según los dientes"

Precisos piñones de bicicleta para la mejor conversión posible de la fuerza muscular en velocidad de movimiento: ¡un cassette de engranajes perfectamente producido gracias a la ingeniería inversa consigue que los biciclos rueden!  

A partir de los piñones de diferente tamaño de un cassette de engranajes hasta sus modelos tridimensionales precisos solo existe un corto pero muy preciso proceso de medición: independientemente del tamaño o de la forma del original, la recogida detallada de los datos de las geometrías de cualquier objeto complejo y de las áreas de forma libre se realiza en cuestión de segundos. Una vez completada la adquisición de imágenes, los datos tridimensionales generados se exportan al software de ingeniería inversa y se invierten en un modelo CAD. Después, los datos CAD resultantes del proceso de ingeniería inversa se pueden utilizar, por ejemplo, para la producción en serie, los análisis de referencia o la inspección de calidad.

Finalidad y objeto de medición

Desde los primeros velocípedos sin pedales hasta los modernos modelos de bicicletas de la actualidad, se han sucedido varias etapas de desarrollo. Hoy en día, no solo los profesionales requieren componentes de alto rendimiento fabricados con material duradero y resistente. También en el sector del deporte recreativo se busca la conversión técnica óptima de la fuerza muscular en velocidad. 

Los piñones de impecable fabricación son un requisito indispensable para el perfecto funcionamiento del cassette de engranajes, que está formado por varios piñones individuales de diferentes tamaños. El material utilizado para realizar estos componentes es el acero o el titanio, implicando, particularmente la producción de engranajes de titanio, grandes costes de material. Además, el fresado del titanio representa una parte especialmente difícil de la fabricación. Por tanto, al procesar este material precioso, que el producto final sea de la más alta calidad y que se intente producir con un consumo de material económico es aún más importante.

Para que los piñones antiguos, de los que ya no existen datos de construcción, sirvan como plantilla para la producción de piezas de recambio, cada componente individual se escanea tridimensionalmente con la ayuda de un sistema de SmartScan. Los datos tridimensionales de gran precisión resultantes sirven para el subsiguiente proceso de ingeniería inversa. Y el conjunto de datos CAD generado en este proceso sirve como base para la producción en serie, así como para el posterior desarrollo del producto. 

Este informe de aplicación describe el método de ingeniería inversa y se explica detalladamente aquí con el ejemplo de un piñón de bicicleta. Este componente en particular se caracteriza por tener una geometría compleja con zonas de sombra y numerosos bordes de los que es particularmente difícil adquirir datos con los escáneres de digitalización convencionales. EL proyecto de digitalización consiste en dos etapas principales: en el primer paso, se capta tridimensionalmente el piñón con el sistema SmartScan. En el segundo paso, se genera un modelo de superficie utilizando el software ingeniería inversa Rapidform XOR3. Esta réplica virtual (conjunto de datos CAD) se entrega como producto final.

Rutina de trabajo

La recogida de datos del componente se realiza con la ayuda de una mesa rotatoria, lo que permite una digitalización totalmente automática del objeto de medición. A continuación se rellenan las posibles áreas que no se han tenido en cuenta para la fase de digitalización con captaciones adicionales. Una vez completada la captura del objeto, se evalúa un conjunto de datos tridimensionales (malla poligonal), el cual se exportará después al software de ingeniería inversa Rapidform XOR3. 

Con el fin de realizar la ingeniería inversa y generar un conjunto completo de datos CAD, se toma el modelo tridimensional del piñón de bicicleta del proceso de escaneado.  Para confirmar los resultados de la ingeniería inversa, se compara el modelo tridimensional (malla poligonal) con el conjunto de datos inversos (modelo CAD) en una fracción de segundo y cualquier desviación respecto a la plantilla se visualiza con el método de asignación de colores falsos 

A efectos de la producción en serie, también pueden automatizarse estas comparaciones seguidas de un registro de desviaciones, emitido, por ejemplo, en formato PDF. A continuación, los datos de construcción paramétrica se editan mediante un proceso CAM para el trabajo de fresado. Gracias a la alta precisión de digitalización, los modelos de piñones antiguos pueden representarse con precisión como modelos de datos tridimensionales y prepararse para la subsecuente producción. 

Del proceso de escaneado se toma el modelo tridimensional del piñón de bicicleta para realizar el proceso de ingeniería inversa y generar el conjunto de datos CAD. Para confirmar los resultados de la ingeniería inversa, se compara el modelo tridimensional (malla poligonal) con el conjunto de datos inversos (modelo CAD) en una fracción de segundo y cualquier desviación respecto a la plantilla se visualiza con el método de asignación de colores falsos.

A efectos de la producción en serie, también pueden automatizarse estas comparaciones seguidas de un registro de desviaciones, emitido, por ejemplo, en formato PDF. A continuación, los datos de construcción paramétrica se editan mediante un proceso CAM para el trabajo de fresado. Gracias a la alta precisión de digitalización, los modelos de piñones antiguos pueden representarse con precisión como modelos de datos tridimensionales y prepararse para la subsecuente producción.

Conclusión

Incluso cuando se procesan grandes volúmenes de datos, el enfoque de digitalización automática asegura una rutina de trabajo eficiente en todos los casos. El SmartScan ofrece una interpretación sencilla y rápida de los resultados de medición, lo que permite al usuario obtener una amplia y completa base de datos para el posterior procesamiento, mientras que, gracias a la ingeniería inversa, no solo se asegura un uso eficiente del material, sino que también se garantiza un piñón de bicicleta de la más alta calidad como resultado final. 

Además, los datos producidos se pueden utilizar para estudios sobre el desgaste y el deterioro del material, al comparar los datos de los piñones utilizados con los de los que se acaban de fabricar. Este tipo e información sirve después como base para mejorar el futuro desarrollo del producto y, de esta forma, alcanzar una nueva etapa en el largo camino de la producción de componentes de bicicletas perfectos.