{{{sourceTextContent.title}}}

Utilisation de la numérisation 3D et de la rétro-ingénierie pour construire un chariot pour un conférencier

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Utilisation de la numérisation 3D et de la rétro-ingénierie pour construire un chariot pour un conférencier

{{{sourceTextContent.description}}}

Contexte : Ma fille exerce une activité appelée "Colorguard" et postule pour être capitaine la saison prochaine. L'une des conditions requises pour cette candidature est de faire quelque chose pour l'amélioration de l'équipe du Colorguard. Elle a choisi de construire un chariot à roulettes pour un haut-parleur lourd que leur équipe utilise pour diffuser la musique pendant les entraînements et les performances.

Haut-parleur scanné en 3d par Shining3d

Problème principal : comment construire un chariot qui maintiendra le haut-parleur stable pendant le transport tout en permettant de le retirer facilement et sans le modifier.

Problème secondaire : comment remplacer une poignée perdue du haut-parleur.

Solution au problème secondaire : le problème secondaire était un peu plus facile à résoudre que le problème primaire, alors, bien sûr, je me suis d'abord attaqué à ce dernier. Le haut-parleur est livré avec trois poignées identiques qui sont montées à l'aide de vis. J'ai pu retirer l'une des deux poignées restantes et utiliser notre scanner 3D EinScan-SP pour capturer la poignée.

Comme la poignée était très foncée, je l'ai saupoudrée d'une fine couche de poudre pour bébé afin que le scanner puisse capter les surfaces. L'EinScan-SP a la particularité d'aligner automatiquement chaque scan lorsqu'il tourne sur la platine. Il aligne également automatiquement plusieurs scans de l'objet dans différentes positions. Le logiciel détectera les points géométriques non linéaires de plusieurs balayages et les alignera les uns par rapport aux autres. Cela permet aux utilisateurs de saisir non seulement les côtés, mais aussi le haut et le bas d'un objet.

J'ai également pu utiliser les fonctions d'édition du logiciel pour supprimer tout artefact de fond du scan avant de le mailler en une STL étanche.

Nettoyage et personnalisation : Après avoir exporté le scan vers un STL étanche, il me restait quelques petites choses à faire. La poignée présentait quelques signes d'usure et une partie du rembourrage en caoutchouc avait été arrachée ou était suspendue à la poignée. J'ai utilisé Meshmixer (www.meshmixer.com) d'Autodesk, un utilitaire gratuit, pour importer la STL et nettoyer les surfaces inégales causées par l'usure de la poignée. J'ai pu utiliser le Deform : Smooth après avoir sélectionné les zones rugueuses avec la brosse de sélection dans Meshmixer.

Ma fille voulait également personnaliser l'étiquette imprimée sur la poignée, j'ai donc utilisé l'outil Edit:Erase and Fill pour supprimer le texte intégré et créer une surface plane. J'ai également utilisé le Meshmixer pour nettoyer les trous de vis afin de m'assurer qu'ils étaient bien cylindriques.

Après avoir fait ces modifications sur la poignée, j'ai exporté le maillage sous forme de fichier STL depuis Meshmixer. Le fichier est sorti très volumineux avec 26 Mo. J'ai utilisé un autre logiciel utilitaire gratuit appelé Meshlab (www.meshlab.net), pour réduire la taille du STL en décimant les polygones redondants (Filtres : Remeshing, Simplification, and Reconstruction:Simplification Quadric Edge Collapse Decimation). Cela semble être beaucoup de travail, mais le logiciel fait tout le travail pour vous. J'ai pu réexporter le maillage de Meshlab à une taille gérable de 2,4 Mo à partir du fichier Meshmixer original de 26 Mo.

Meshlab dispose d'une tonne de fonctions pour travailler avec des maillages tels que les données de numérisation des scanners 3D. Meshmixer et Meshlab sont des outils inestimables pour les personnes qui utilisent des scanners 3D.

Pour intégrer un nouveau texte dans la poignée, j'ai choisi d'utiliser un programme de CAO simple et gratuit appelé Tinkercad (www.tinkercad) d'Autodesk. J'ai importé la STL de taille réduite dans Tinkercad et j'ai aligné un plan sur la surface où je voulais intégrer le texte, puis j'ai utilisé la fonction Texte et chiffres de Tinkercad pour taper mon texte et j'ai utilisé la fonction Trou pour couper le texte dans le modèle lorsque je l'ai abaissé. J'ai ensuite sélectionné le texte et le maillage et je les ai fusionnés ensemble. J'ai exporté le nouveau maillage pour l'impression 3D.

Pour imprimer la poignée en 3D, j'ai utilisé la nouvelle imprimante 3D Afinia H+1 et le filament flexible Cheetah de NinjaTek.

J'ai utilisé un remplissage de densité plus élevée de 80% et j'ai utilisé l'extrudeuse TPU du H+1 pour les filaments flexibles. La densité plus élevée a donné plus de rigidité à la poignée tout en la rendant douce au toucher pour une manipulation confortable.

Passons maintenant à la partie principale du projet : comment construire un chariot pour le conférencier.

Ma fille m'a dit qu'elle voulait fabriquer un chariot durable qui puisse contenir le haut-parleur en toute sécurité, tout en permettant de le retirer facilement du chariot. Nous avons jeté un coup d'œil autour du haut-parleur et nous avons eu l'idée d'utiliser le support du haut-parleur comme point de fixation sur le chariot.

En regardant la zone, j'ai remarqué beaucoup de plans dentelés, de parois verticales, de parois en angle et un cylindre pour le tuyau de montage. Nous aurions pu passer beaucoup de temps avec un pied à coulisse pour essayer d'obtenir les dimensions critiques, mais pourquoi le faire quand on a un scanner 3D à main ? Nous avons utilisé l'EinScan Pro 2X PLUS de Shining 3D.

Avec ce scanner à main, nous avons pu déplacer le scanner au-dessus de la cavité du haut-parleur et capturer de nombreuses zones plates. Nous avons d'abord appliqué des marqueurs de cible pour nous permettre d'utiliser la capture HD de la zone de surface.

Nous avons ensuite utilisé l'EinScan Pro 2X PLUS avec son logiciel EXSCAN PRO pour capturer les zones de surface critiques. Après un petit nettoyage, nous avons exporté le maillage sous forme de fichier STL non étanche, car nous ne capturions que la surface supérieure et non l'enceinte entière.

L'EinScan Pro 2X PLUS est livré avec le logiciel Solid Edge, qui est un progiciel de CAO complet avec des capacités de rétro-ingénierie, mais dans ce cas, j'ai choisi d'utiliser Autodesk Fusion 360 (https://www.autodesk.com/products/fusion-360) car nous avons de nombreuses écoles et de nombreux amateurs qui utilisent ce logiciel et il a des capacités d'importation de maillages et de rétro-ingénierie.

J'ai importé le fichier STL non étanche dans Autodesk Fusion 360 et j'ai pu commencer à prendre des mesures et à définir quelques avions.

Comme j'avais le corps en maille scanné, je pouvais le garder visible tout en dessinant les éléments nécessaires à la création de mon modèle.

Et rendre le modèle en maille invisible pour voir simplement mon modèle sans la maille.

Après, j'ai été satisfait de la conception du modèle et de la façon dont il s'intégrait, virtuellement, dans le modèle de maillage. Je suis passé à l'impression 3D. Le modèle était légèrement trop grand pour être imprimé en un seul morceau, j'ai donc utilisé une fonction très simple (Modify:Split Body) pour diviser le modèle en deux morceaux pour l'impression 3D.

J'ai utilisé l'Afinia H+1 et j'ai imprimé les deux corps en PLA noir, en tenant compte du chemin d'impression pour renforcer la résistance du cylindre et des parois du modèle imprimé. Pour donner à un cylindre le plus de résistance possible, imprimez-le sur le côté de manière à ce que le chemin d'impression fasse le tour complet du cylindre de haut en bas et pas seulement autour et autour en cercles superposés. Les couches sont le point le plus faible d'une impression. Prenez donc en considération l'endroit où la force latérale entrera dans votre modèle après l'impression et assurez-vous que les couches sont perpendiculaires à la direction de la force.

Maintenant, nous avons commencé à placer les pièces dans le haut-parleur pour voir comment nous nous en sommes sortis.

Ouah ! Ils me vont comme un gant. Pas de 2ème, 3ème, 4ème, etc... révision nécessaire. C'est du jamais vu ! Tout cela grâce à la numérisation 3D avec le Shining 3D EinScan Pro 2X PLUS.

Voici des photos du reste du chariot assemblé. Le cadre est fait de tubes ABS de 1,5" soudés à l'acétone et la plaque de montage est un morceau de panneau de particules. Dans l'ensemble, pas trop mal pour une équipe père-fille avec les bons outils.