Skanowanie 3D stało się jednym z najważniejszych narzędzi współczesnej inżynierii. Umożliwia szybkie przeniesienie rzeczywistych obiektów do świata cyfrowego, co znajduje zastosowanie podczas odtwarzania dokumentacji technicznej, projektowania części zamiennych, modernizacji istniejących produktów czy prowadzenia procesów inżynierii odwrotnej (Reverse Engineering).
Aby wykorzystać potencjał pozyskanych danych, niezbędne jest odpowiednie oprogramowanie, które pozwoli przygotować skany do dalszej pracy. Program Autodesk Fusion oferuje kompletny zestaw narzędzi umożliwiających obróbkę danych pochodzących ze skanerów 3D, przekształcenie ich w parametryczne modele 3D i produkcję z wykorzystaniem druku 3D czy obrabiarek CNC.
Proces zamiany skanu 3D w parametryczny model 3D rozpoczyna się od importu danych siatkowych zapisanych najczęściej w formatach STL, OBJ lub 3MF. Są to formaty opisujące geometrię za pomocą siatki trójkątów, która stanowi cyfrową reprezentację zeskanowanego obiektu. Program Autodesk Fusion umożliwia import takich plików z jednoczesnym określeniem jednostek, położenia oraz orientacji modelu. Dzięki temu już na początku użytkownik może prawidłowo przygotować skan do dalszej obróbki, niezależnie od tego, z jakiego urządzenia pochodzą dane. Jeżeli model wymaga precyzyjnego umieszczenia względem głównych płaszczyzn układu współrzędnych to możemy korzystać z dodatkowych poleceń umożliwiających precyzyjne pozycjonowanie importowanego modelu.
W praktyce dane ze skanera bardzo rzadko są idealne. W modelach często występują nieciągłości, dziury, otwory, szumy pomiarowe lub błędy geometrii wynikające z ograniczonego dostępu do niektórych powierzchni podczas skanowania. Autodesk Fusion wyposażony jest w narzędzia pozwalające szybko diagnozować i naprawiać tego typu problemy. Program automatycznie wykrywa uszkodzenia siatki, zamyka otwarte obszary, usuwa nieprawidłowe połączenia powierzchni oraz koryguje błędy typu non-manifold (pokrywanie się elementów), które mogłyby uniemożliwić dalszą edycję modelu. Dzięki temu nawet skany o średniej jakości mogą zostać przygotowane do dalszych prac bez konieczności wykonywania dodatkowego skanowania czy konieczności użycia innych programów w celu edycji i poprawy siatek.
Bardzo istotnym elementem pracy ze skanami jest również optymalizacja siatki. Nowoczesne skanery są w stanie generować modele zawierające setki tysięcy, a nawet miliony trójkątów. Tak szczegółowe dane zapewniają wysoką dokładność odwzorowania, jednak mogą znacząco obciążać komputer oraz utrudniać dalszą pracę projektową. Fusion umożliwia wybór np.: metody adaptacyjnej redukcji siatki w której redukuję liczbę elementów siatki przy jednoczesnym zachowaniu najważniejszych cech geometrycznych modelu. Pozwala to znacząco przyspieszyć pracę, zmniejszyć rozmiar plików i przygotować model do kolejnych etapów procesu projektowego.
Program oferuje również szereg funkcji umożliwiających bezpośrednią modyfikację modeli siatkowych. Użytkownik może usuwać zbędne fragmenty, wycinać wybrane obszary, dzielić model na części, przemieszczać lub obracać elementy, a także łączyć kilka skanów w jedną spójną geometrię. Takie możliwości okazują się niezwykle przydatne podczas przygotowywania skanów do dalszej rekonstrukcji lub analiz technicznych.
Największą wartością Autodesk Fusion jest jednak możliwość przejścia od skanu do parametrycznego modelu CAD. Po odpowiednim przygotowaniu siatki użytkownik może przekształcić ją do postaci bryłowej i wykorzystać wszystkie standardowe narzędzia modelowania parametrycznego: wyciągniecie, obrót, otwór, faza, zaokrąglenie, przeciągnięcie, i inne operacje wykorzystywane przy modelowaniu 3D. Oznacza to możliwość tworzenia nowych cech konstrukcyjnych, modyfikowania wymiarów, budowania zespołów oraz przygotowywania dokumentacji technicznej. Skan przestaje być jedynie zbiorem trójkątów i staje się inteligentnym modelem inżynierskim, który można wykorzystać w całym cyklu życia produktu.
Program Fusion jest skutecznym narzędziem wspierającym procesy inżynierii odwrotnej. Projektanci mogą tworzyć przekroje przez zeskanowane obiekty, analizować profile cięcia oraz odtwarzać oryginalne powierzchnie i bryły na podstawie rzeczywistych części. Takie podejście pozwala odtwarzać elementy, dla których nie istnieje dokumentacja techniczna, projektować części zamienne lub wprowadzać udoskonalenia do już istniejących produktów. Jest to szczególnie cenne w utrzymaniu ruchu, przemyśle maszynowym, motoryzacji oraz branży produkcyjnej.
Istotną zaletą Autodesk Fusion jest także integracja wszystkich etapów pracy w jednym środowisku. Użytkownik nie musi korzystać z wielu różnych programów do naprawy siatki, modelowania CAD i przygotowania produkcji. Skanowanie, obróbka danych, modelowanie, przygotowanie ścieżek obróbczych CNC oraz współpraca zespołowa mogą być realizowane w ramach jednej platformy. Przekłada się to na oszczędność czasu, ograniczenie liczby błędów oraz uproszczenie procesu wdrażania nowych produktów.
Dla przedsiębiorstw oznacza to przede wszystkim szybsze wykonywanie projektów, łatwiejsze odtwarzanie istniejących części i możliwość pełnego wykorzystania potencjału technologii skanowania 3D. Autodesk Fusion pozwala zamienić dane pomiarowe w praktyczne modele konstrukcyjne, które mogą być natychmiast wykorzystane do projektowania, produkcji lub kontroli jakości. Dzięki połączeniu zaawansowanych narzędzi do pracy ze skanami oraz nowoczesnego środowiska CAD/CAM program staje się atrakcyjnym rozwiązaniem dla firm poszukujących wszechstronnej platformy wspierającej cyfrową transformację procesów inżynierskich.
Autor: Tomasz Jarmuszczak
