El mejor software para ingeniería inversa revisado por Artec 3D
Puedes aprender mucho sobre un objeto al dividirlo y luego unirlo todo de regreso. Este proceso es, en esencia, cómo funciona la ingeniería inversa. Y mientras que desmantelar y rearmar puede decirte lo que necesitas saber acerca de cómo algo fue hecho o sobre cómo funciona – y subsecuentemente, cómo reemplazar, mejorar o analizar las partes – es esencial conseguir mediciones precisas de las piezas. Aquí es cuando el escaneo 3D entra en juego. ¿Y cuál es la mejor forma de crear modelos CAD confiables a partir de datos de escaneo? Usando el mejor software de ingeniería inversa. Con esto en mente, aquí está nuestra selección de las herramientas más refinadas que vienen al rescate.
Introducción
¿Qué puedes hacer para analizar piezas o herramientas existentes, y entender cómo fueron hechas? ¿Cómo obtienes un entendimiento claro de la manera en la que operan una máquina o sistema? La respuesta a todas estas preguntas: ingeniería inversa. Nos permite desmantelar un objeto para ver cómo funciona – o encontrar formas de mejorar el ítem, o de crear una réplica. La ingeniería inversa puede requerir también la digitalización de la geometría precisa de un objeto físico tan rápida y exactamente como sea posible. Y gracias a la tecnología innovadora que tenemos hoy, somos capaces de revertir de manera ingenieril virtualmente cualquier cosa – desde el componente industrial más pequeño y específico hasta la estructura más grande o plataforma de construcción.
Esta aplicación variada de ingeniería inversa es clave para la mejora del producto, personalización y reconstrucción; se usa extensivamente en la industria manufacturera, aeroespacial y automotriz. La ingeniería inversa incluye tareas tan diversas como la recreación o copia de partes no-disponibles o inaccesibles, inspección de objetos para control de calidad, o la evaluación del potencial de un producto competidor.
¿Cómo funciona? Un flujo de trabajo típico de ingeniería inversa implica medir un objeto para adquirir sus datos, lo cual es seguido de un procesamiento de los mismos y un posterior trabajo de diseño CAD. Los ingenieros de ingeniería inversa modernos tienen un impresionante arreglo de herramientas a mano para ayudarse en su trabajo a través del proceso – y esto incluye un software de ingeniería inversa.
Observemos más cerca a algunas de las mejores herramientas de ingeniería inversa, mientras exploramos los pasos que conforman un flujo de trabajo de esta metodología.
Adquisición de datos y procesamiento para ingeniería inversa
Mucho puede ser dicho acerca de la captura de datos para ingeniería inversa y de cómo se ha hecho. Para el propósito de este artículo, nos enfocaremos en los métodos principales que se utilizan hoy: escaneo 3D, fotogrametría, máquinas CMM y escaneo CT. Cada una de estas tecnologías ha sido elegida con base en su industria o aplicación primaria. También presentaremos cualquier restricción de tiempo y presupuesto que pudiera ser de valiosa consideración.
PUNTO CLAVE
Aunque la captura de datos para ingeniería inversa puede ser realizada tanto manual como digitalmente, los métodos más populares son el escaneo 3D, lafotogrametría de grado metrológico, las máquinas CMM y el escaneo CT.
Cuando se trata de realizarle ingeniería inversa a un producto o pieza terminada, el escaneo 3D puede ser tu mejor opción – es el camino más rápido y fácil de convertir un objeto físico en un modelo CAD. Dado que el escáner 3D no genera directamente modelos 3D (sus salidas son nubes de puntos o datos de malla), necesitáras utilizar herramientas de modelado para la próxima etapa en el proceso: un flujo de trabajo conocido como Escaneo-al-CAD, un proceso semiautomático durante el cual el profesional del software convierte la data 3D en un archivo CAD editable y listo para el diseño.
Las mediciones precisas de la superficie ofrecidas por un escáner 3D son vitales en este proceso. De hecho, los datos del escaneo 3D te ayudan a aprovechar el conocimiento adquirido del objeto en el mundo real y representarlo digitalmente con más exactitud. La data capturada con la ayuda de escáneres 3D profesionales, entonces, toma la forma de un modelo 3D utilizable, el cual renderiza la geometría más intrincada de un objeto o escena.
Mientras que los escáneres CT y máquinas CMM son a menudo costosas, difíciles de mover y consumidoras de tiempo en términos de entrenamiento, los escáneres 3D son justo lo opuesto: la ingeniería inversa se beneficia mucho de su velocidad, versatilidad y facilidad de uso.
Hay varios métodos en la tecnología de escaneo 3D usados para capturar nubes de puntos, siendo de lejos el escaneo 3D basado en óptica el más popular. El escaneo 3D basado en óptica es un proceso no-destructivo que captura y replica digitalmente un objeto proyectando luz estructurada y rayos láser en él.
Las herramientas de software de escaneo de hoy son diversas: desde aplicaciones de teléfonos inteligentes hasta programas inteligentes de imágenes 3D que varían grandemente, tanto como los sistemas operativos, facilidad de uso y precios. En cualquier caso, una de las señales de un software bien desarrollado es que no debería tomar mucho tiempo para que un usuario se acostumbre al mismo. Ultimadamente, lo que más importa es que todo el trabajo que pones en la captura de datos sea trasladado en resultados con gran exactitud, alta resolución y excelente calidad.
La fotogrametría de grado metrológico es otra técnica de medición que combina fotos desde diferentes ángulos para formar una nube de puntos 3D. Un kit de fotogrametría de grado metrológico debería consistir en targets (adhesivos o magnéticos), barras de escala, cruces de referencia y una cámara potente. Usar un escáner 3D con un kit como éste podría ser una buena solución si necesitas crear un modelo 3D altamente preciso. La nube de puntos 3D creada con fotogrametría puede alinearse con la malla 3D que obtienes después del escaneo 3D del objeto – es la combinación de ambas la que ayuda a alcanzar precisiones más altas.
PUNTO CLAVE
Para cualquier técnica de medición, un software amigable al usuario es fundamental para completar el proceso exitosamente.
Herramientas de software
Artec Studio
- 30 días de prueba gratis
Windows
- Algoritmos acelerados para máxima precisión y velocidad durante el escaneo
- Excelentes algoritmos de trazabilidad para texturas y geometrías
- Los escaneos pueden ser calzados con primitivas
- Podría necesitarse un paquete completo de software para un rango completo de herramientas de ingeniería inversa
Una experiencia de escaneo 3D fluida debería ser intuitiva y ahorradora de tiempo. Mientras se procesan los datos en Artec Studio, puedes elegir el Piloto Automático (Autopilot), un modo inteligente con mucho del trabajo ya hecho para ti, o el modo manual para versatilidad y control total. El Piloto Automático se encarga del proceso entero y va solicitando cada paso siguiente, mientras que el modo manual les permite flexibilidad a los usuarios más experimentados. Artec Studio es diseñado específicamente para direccionar tu flujo de trabajo de ingeniería inversa con opciones avanzadas como operaciones booleanas, habilitándote alterar modelos con entidades CAD y mallas. Asimismo, la herramienta de Auto Superficie, de última tecnología, te ayuda a convertir formas orgánicas en un modelo CAD sólido.
PUNTOS CLAVE
Artec Studio tiene todas las funcionalidades clave del Escaneo-al-CAD para ingeniería inversa, y para un rango completo de herramientas de ingeniería inversa, puede ser acompañado con un paquete completo de software como Geomagic Design X.
Como solución todo-en-uno, Artec Studio te proporciona cada herramienta para crear, escalar y reposicionar formas primitivas sólidas de tu malla. Un aspecto clave del Escaneo-al-CAD es el uso de primitivas CAD: estos son objetos listos para el CAD que pueden emparejarse con la geometría de tu modelo, acelerando el proceso de convertirlo en un archivo CAD. Al encajar primitivas en tu modelo 3D en el mismo software en donde capturaste los datos, aceleras significativamente el proceso de ingeniería. Las primitivas de Artec Studio impulsan en gran medida el flujo de trabajo de ingeniería inversa: con datos geométricos claves extraídos y guardados en cualquier formato CAD popular, puedes exportar tus mallas y objetos CAD a Design X o Geomagic para SOLIDWORKS con tan sólo un click.
Autodesk Meshmixer
- Gratis
Windows, macOS
- Abundancia de tutoriales y material de usuario
- Edición extensiva y amigable al usuario
- Rápido ajuste de formato
- Confiable función de vaciado
- Podría ser demasiado avanzado para principiantes
- Requiere una tarjeta gráfica muy capaz y drivers de tarjeta gráfica actualizados
Lo que empezó como una «herramienta de pasatiempo» para la comunidad de impresión 3D se transformó en un software en estado-del-arte para trabajar con archivos de malla: Meshmixer. Sea que necesites ordenar un escaneo 3D, preparar tu archivo para impresión 3D, o ejecutar operaciones adicionales en tu modelo como parte del proceso de ingeniería inversa, Meshmixer tendrá todo cubierto. Con algo de práctica, serás capaz de manipular tus modelos con una gran variedad de herramientas. Simplemente arrastra tus archivos al espacio de edición, entonces ve y ajusta, corta, limpia, repara y mezcla modelos 3D.
Para usar Meshmixer, no necesitas ser un técnico experto o entender cada último detalle acerca del software. Sin embargo, necesitarás algo de tiempo para explorar las funcionalidades básicas del programa para hacer uso de todo su potencial. Los tutoriales de Meshmixer están disponibles en-línea, de modo que puedes aprender rápidamente acerca de todas las sutilezas relacionadas con modificación de mallas.
Kit de Metrología de Artec
Windows
- Compatible con las soluciones de softwares líderes como Geomagic Control X, PolyWorks y más.
- Precisión de hasta 2 micrones
- Requiere al menos de un entendimiento básico del flujo de trabajo de fotogrametría de grado metrológico
Como sistema de coordenadas óptico de medición, el Kit de Metrología de Artec puede ser fácilmente integrado en flujos de trabajo de ingeniería inversa, ensayos o inspección. Una forma impresionante de usar el Kit de Metrología sería combinar los resultados de fotogrametría con los datos capturados con uno o una combinación de los escáneres Artec 3D. La exactitud de volumétrica, en este caso, puede llegar hasta 15 µ/m. Para objetos tan diversos como partes mecánicas, componentes de aeronaves, barcos, vehículos, o incluso turbinas de viento, el Kit de Metrología puede ser una solución de medición perfecta cuando necesitas mediciones precisas impecables o comparaciones con mallas 3D o entidades CAD.
El trabajo con el diseño CAD: el golpe maestro
Tu próximo paso depende del objetivo final de tu proceso de ingeniería inversa. Puedes usar tu modelo directamente para la fabricación o continuar analizándolo y transformándolo en un programa CAD de ingeniería inversa. Échale un vistazo a algunos de los mejores programas que puedes usar para finalizar el proceso de ingeniería inversa.
Geomagic Design X
Windows
- Software único, combinando CAD paramétrico con procesamiento de datos 3D escaneados
- Posibilidad de agregar nuevos componentes a tus sistemas CAD preferidos a través de la exportación a SOLIDWORKS, Siemens NX, Autodesk Inventor, PTC Creo y Pro/Engineer
- El software viene con un precio considerable – pero para que obtengas lo mejor de lo mejor
Geomagic Design X es la solución definitiva para convertir datos escaneados 3D en modelos CAD basados en operaciones. Sea que necesites escanear un objeto físico para crear una nueva parte o subensamblaje, o remodelar completamente una parte como modelo paramétrico, esta sobresaliente plataforma tiene mucho que ofrecer. Geomagic Design X crea, sin esfuerzo (y automáticamente) planos, croquis y operaciones a partir de los datos escaneados.
La interfaz del usuario del Design X es tan intuitiva como la interfaz de SOLIDWORKS. Una barra de iconos en la parte superior contiene todas las tareas que necesitas: Puntos, Polígonos, Regiones, Alineación, Croquis, Superficie Exacta. En la zona izquierda, encontrarás una lista de los datos que has creado – puntos, polígonos, superficies y croquis. El nuevo lanzamiento de Geomagic Design X en 2022 trajo consigo varias y útiles funciones nuevas, tales como variadas herramientas de croquizado, mejoras en las herramientas de Recubrir (Loft) y Modelado de Superficie Exacta, así como reemplazar una malla objetivo.
PUNTO CLAVE
Geomagic Design X es un software de ingeniería inversa integrado y aclamado por la industria. Esta combinación de CAD basado en operaciones y proceso de escaneo 3D te permite crear modelos sólidos editables, compatibles con programas CAD de última generación.
Geomagic para SOLIDWORKS
- A petición
Windows, macOS
- Los wizards automatizados crean fácilmente croquis, superficies o modelos editables basados en operaciones precisos.
- Se abre directamente en SOLIDWORKS.
- Comparación 3D rápida y fácil (por ejemplo, entre un objeto CAD y un objeto de malla)
- Demasiado avanzado para novatos
La misión de este plug-in profesional desarrollado por 3D Systems es la de ayudarte a convertir fácilmente tus escaneos 3D en objetos CAD editables. La edición de malla, el procesamiento en la nube de puntos y la extracción automática de operaciones son sólo algunas de las herramientas útiles que ofrece Geomagic para SOLIDWORKS con el fin de crear modelos 3D para ingeniería inversa a la velocidad de la luz.
PUNTO CLAVE
Como versión condensada de Design X, Geomagic para SOLIDWORKS soporta un rango de escáneres 3D populares, crea rápidamente croquis, superficies o partes sólidas editables basadas en operaciones, y reduce el tiempo para construir modelos 3D complejos.
Muchos escáneres 3D están integrados con Geomagic para SOLIDWORKS, de modo que puedes importar fácilmente los datos de escaneo existentes. Los datos con los que terminas, sean una malla importada o una nube de puntos, pueden ser usados para trabajar con ellos aguas abajo con los algoritmos de ingeniería inversa de Geomagic. Este plug-in es perfecto para afrontar retos fácilmente, tales como la pérdida en la data de diseño, falta de planos CAD para una pieza vieja, o tener que recrear cualquier pieza física que esté gastada o rota.
SpaceClaim
- A petición
Windows, Linux
- Tiempo reducido de preparación para la simulación
- Modelado 3D ligero para la ingeniería inversa de partes nuevas
- Las simulaciones requieren mucha potencia de procesamiento, el software es intenso con el consumo de memoria
Fuente de la imagen: Ansys/YouTube
SpaceClaim es un software independiente, diseñado para ayudar a los ingenieros a crear cuerpos sólidos desde cero. Siendo muy eficiente en el manejo de archivos STL, SpaceClaim puede refinar fácilmente escaneos con ruido y modificar elementos escaneados con los que no estés satisfecho. Para aquellos que no tengan mucho tiempo para aprender sistemas CAD sofisticados o tradicionales, SpaceClaim es una gran solución, en tanto te proporciona herramientas como Skin Surface – un método de auto-superficie para geometría sólida a partir de prismas o formas auténticas. Esto hace posible el reconstruir los datos de superficie desde escaneos muy diferentes, independientemente de su integridad. También puedes reducir el tiempo de preparación para la simulación y enfocarte en los resultados de la misma. La plataforma te habilita para acelerar la preparación de la geometría, proceder al análisis más rápido y ahorrar tiempo antes de la simulación.
El próximo gran paso
Nada acelera más el proceso de ingeniería inversa como un escaneo 3D – con su ayuda, puedes digitalizar cualquier objeto en minutos, convertirlo en un perfecto modelo 3D, y traer de vuelta una versión aún mejor del mismo al mundo físico. Una altísima precisión, un análisis de ítem veloz y tu habilidad para realizar cualquier alteración necesaria es lo que hace al escaneo 3D irremplazable para la ingeniería inversa. El mejor software de ingeniería inversa en combinación con escáneres 3D de grado industrial constituye el poder real para diseñadores de productos y fabricantes.
