Guía paso a paso: Cómo mejorar el desarrollo de productos con el escaneo 3D

Debido a las limitaciones de tiempo y los exigentes requisitos, el desarrollo de productos puede ser un desafío desde la conceptualización hasta el lanzamiento al mercado. Las industrias están recurriendo a la tecnología de escaneo 3D para diseñar nuevos productos, adelantarse al futuro y crear mejores productos lo más rápido posible.

 El escaneo tridimensional es una herramienta poderosa para incorporar diseños existentes, lo que permite a los diseñadores e ingenieros garantizar que el proceso de diseño sea preciso y más eficiente, especialmente cuando no hay un modelo CAD disponible.

 El escáner 3D ayuda al desarrollo de producto de bicicletas

Recientemente, un conocido fabricante checo de bicicletas, LeaderFox, comenzó a capturar datos 3D para el desarrollo de nuevos modelos de bicicletas utilizando el  escáner 3D KSCAN-Magic de SCANTECH.

 La empresa cuenta con una amplia gama de productos, desde bicicletas de montaña, de carretera, urbanas, de trekking, e-bikes, hasta algunos más especiales. El proyecto tiene como objetivo preparar datos 3D para el desarrollo de un nuevo modelo de bicicleta, concretamente el elemento de conexión de una bicicleta de cross-country.

 Este elemento se utiliza para conectar el amortiguador trasero y las ruedas de la estructura trasera, unidas al tubo del sillín. La intención del diseño es aumentar la comodidad de conducción del ciclista.

Retos del proyecto

Es un reto diseñar un nuevo elemento desde cero. El diseño de un elemento de conexión ergonómico se logra más fácilmente desarrollándolo a partir de un producto existente. Para obtener las dimensiones del elemento, se utilizan métodos tradicionales como las cintas métricas. Estos métodos no son lo suficientemente eficientes como para su uso durante las iteraciones, lo que aumenta el tiempo de comercialización.

 Gracias a las potentes capacidades del KSCAN-Magic, este escáner 3D portátil puede abordar los desafíos del desarrollo de productos al aumentar la eficiencia y reducir el tiempo de comercialización.

 En los siguientes pasos, le mostraremos cómo desarrollar un nuevo modelo con la ayuda del escaneo 3D.

Cómo capturar un modelo 3D para el desarrollo de productos

Paso 1: Posicionamiento de los marcadores

Tiempo necesario: 1 minuto

 Dado que utilizaremos un escáner láser 3D portátil, primero debemos posicionar marcadores (puntos de referencia). Esto proporciona coordinación al software de escaneo para construir una nube de puntos de datos escaneados en posiciones relativas correctas. Hay dos tamaños diferentes de marcadores en cada paquete: 3 mm y 6 mm, respectivamente. Debido a que estábamos escaneando una parte relativamente pequeña, decidimos usar el diámetro más pequeño y posicionamos marcadores con la regla de oro de que al menos 4 marcadores deben ser visibles para un escáner 3D en el campo de escaneo.

 Paso 2: Preparación y escaneo con KSCAN Magic

Tiempo necesario: 30 minutos

 Primero calibramos el escáner 3D con una placa de calibración y luego comenzamos a escanear. El escaneo con un escáner láser 3D portátil es un proceso muy rápido. El escáner se mueve suavemente alrededor del objeto para recopilar datos gradualmente. El escáner debe moverse de modo que los datos se escaneen desde múltiples ángulos, para que estén completos. Una vez que se completan los datos, el objeto se coloca en la siguiente posición o más posiciones para escanear las partes restantes.

 En este caso, utilizamos pequeños puntos de referencia (3 mm) también en los laterales para poder movernos suavemente desde la parte superior de la pieza hasta la parte inferior.

 Paso 3: Posprocesamiento de datos en el software de escaneo

Tiempo necesario: 10 minutos

 Después del escaneo, los datos se limpian en nuestro software de escaneo "ScanView". A continuación, se unen todos los datos escaneados y, luego, se recomienda comprobar la calidad de los datos y su integridad.

 El último paso es generar el modelo 3D resultante. El resultado se puede exportar a formatos de malla de salida comunes, como *.stl, *.ply, o a archivos de nube de puntos, como .asc, .igs o .txt. Un software CAD especializado puede cargar fácilmente archivos de malla y generar modelos 3D.

Paso 4: Medición e informes en el software de escaneo

Tiempo necesario: 15 minutos

 El software de escaneo y medición ScanView, que se incluye con KSCAN Magic, puede realizar directamente la comparación de archivos CAD y generar un mapa de color con un informe de desviaciones, que se puede guardar en un archivo PDF. Puede importar datos CAD que se pueden comparar con los datos escaneados mediante varios métodos, incluida la configuración de puntos RPS. También es posible crear elementos básicos como cilindros, puntos y líneas.

 Cómo se pueden utilizar los datos 3D para el desarrollo de productos

Los fabricantes de bicicletas ponen gran énfasis en la calidad, el costo y la velocidad del desarrollo de productos. El escaneo 3D es un nuevo enfoque para eliminar los elementos que conducen a un bajo rendimiento de las bicicletas.

 Con el informe de desviaciones a mano, los ingenieros pueden observar intuitivamente la deformación de la pieza después de su uso diario. Sirve como una visión para generar nuevas ideas y combinar las soluciones existentes para llegar a un nuevo modelo.

 Al analizar los datos, pueden obtener respuestas a las siguientes preguntas: ¿Qué tipo de materiales se pueden utilizar para garantizar que la pieza sea más liviana y duradera? ¿Cómo mejorar el nivel de resistencia y rigidez? ¿Qué métodos se pueden utilizar para la fabricación?

 Ayuda al fabricante a evaluar nuevos conceptos, equilibrar y priorizar factores como el peso, la forma y los límites de los procesos técnicos, y establecer las especificaciones del producto objetivo. De esta manera, pueden producir bicicletas que satisfagan mejor las expectativas de los clientes.

 Conclusión

El diseño de las bicicletas a lo largo de los años ha cambiado de una manera sutil. Las complejidades del diseño se centran en el peso, el rendimiento, la geometría, la estética y los materiales. El proceso de diseño asistido por el escaneo 3D puede ayudar a los fabricantes de bicicletas a acelerar el tiempo de ciclo de desarrollo de productos, una forma eficiente de adelantarse al futuro y seguir las nuevas tendencias.