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3D Printer Company 3D Systems a Geomagic, un autre logiciel pour les mailles

Modélisation de maillage, partie 1: 3D Printer Company 3D Systems a Geomagic, d'autres logiciels pour les mailles
Le logiciel 3D Systems D2P aide à diagnostiquer les patients. (Image courtoisie de 3D Systems.)

Pendant des décennies, de nombreux utilisateurs de CAO ont regardé avec méfiance les données à des fins quelconques constituées de nuages ​​de points ou de maillages polygonaux.

Malgré les premières tentatives dans les années 1990 de langage de balisage de réalité virtuelle (VRML), les logiciels de CAO n’ont pas fait grand-chose avec les données de maillage en dehors des écrans pavés et des applications de type FEA. Les données CGI et d’autres types émergents, tels que les données de numérisation, les informations provenant de radars, de satellites et de drones, les voxels, les données anatomiques d’IRM ou de tomodensitométrie, ont été laissés à d’autres spécialistes et n’ont pas beaucoup pris pied dans le monde de la conception mécanique.

Les données de maillage peuvent être représentées de plusieurs manières:

  • Engrener
  • Maillage polygonal
  • Nuage de points
  • Subdivision (ou subd, prononcé SUB dee)
  • Pixels / voxels
  • Tessellation

Dans certains types de données, les points sont importants. Dans d’autres, les connexions entre les points sont importantes.

Les graphiques raster attribuent des couleurs à des pixels individuels (comme une image bitmap). De là, il devient facile de représenter un ensemble de points 3D dans différentes couleurs projetés sur un écran 2D. Les animations assistées par ordinateur sont omniprésentes aujourd’hui et utilisées dans presque tous les domaines de la communication visuelle. Les outils CGI nous permettent de créer et d’animer des formes organiques à partir de données ponctuelles beaucoup plus facilement que d’utiliser des surfaces NURBS basées sur les mathématiques.

Les méthodes d’analyse par éléments finis (FEA) utilisent également de grandes matrices de données ponctuelles. Les analyses de stress et thermique, bien que très éloignées de CGI, ont en commun des données ponctuelles 3D. Les méthodes FEA sont également utiles pour la conception avec optimisation de forme et conception générative.

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Les scans 3D nous permettent de collecter des données de maillage polygonal à partir de sondes mécaniques, de scans à l’aide de lasers, de lumière structurée, de radar et même de sonar. Cela nous donne des informations sur les objets du quotidien que nous voulons représenter sous forme de modèles informatiques, ainsi que sur des objets plus volumineux, tels que des navires, des bâtiments et même des paysages capturés à partir de satellites en orbite.

La santé est une autre industrie qui utilise ce type de données. La tomographie informatisée (TDM) et l’imagerie par résonance magnétique (IRM) enregistrent diverses propriétés pour chaque point d’une tranche 3D du corps d’un patient. Cela donne aux techniciens une carte détaillée des organes internes.

L’impression 3D utilise également des données de nuages ​​de points. Son utilisation croissante dans l’industrie a conduit à une liste croissante de matériaux, de processus, de machines, de concurrents et d’applications où les techniques peuvent être utilisées.

Une entreprise travaille de plus en plus avec toutes ces applications de données maillées connectées à la CAO et à l’ingénierie. 3D Systems a commencé il y a 35 ans comme la vision de Chuck Hull dans un laboratoire. Hull a obtenu un brevet sur le procédé de stéréolithographie en 1986. La stéréolithographie utilise des faisceaux de lumière ultraviolette pour durcir la résine liquide en polymères solides. Une abréviation pour le nom du processus est devenue l’extension de fichier pour le format de données STL. La stéréolithographie n’était que la pointe de l’iceberg pour 3D Systems, mais elle a servi de tremplin à l’entreprise pour s’impliquer dans de nombreuses entreprises verticalement intégrées, toutes liées à la collecte, au traitement des données de maillage et à la fabrication additive.

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La croissance de 3D Systems, tant en taille qu’en capacités, a été en partie tirée par l’acquisition d’autres sociétés et produits. Chaque acquisition lui a donné une autre pièce du puzzle de la fabrication additive.

Certaines acquisitions que vous pouvez reconnaître étaient Alibre (CAD), Rapidform (scan-to-cad), Geomagic (un meilleur outil de traitement de maillage), Sensable (stylet haptique 3D), Cimatron (CAM), GibbsCAM, et bien d’autres autres. Vous pouvez voir une stratégie évidente en jeu dans ces acquisitions car elles sont toutes liées à la création, à la collecte ou au traitement de données de maillage ou de produits directement créés à partir du processus de numérisation à la fabrication. 3D Systems ne vend pas seulement les outils. Ils fournissent également des services en utilisant ces outils.

Grâce à cette croissance stratégique et à cette acquisition, 3D Systems est devenu un acteur dans plusieurs secteurs, notamment:

  • Aérospatial et Défense
  • Automobile
  • Santé et dentaire
  • Fabrication et conception

Jetons un coup d’œil à ces industries une par une.

Aérospatiale, défense et automobile

L’implication de 3D Systems dans les secteurs de l’aérospatiale, de la défense et de l’automobile s’est déroulée de différentes manières. Bien sûr, les fabricants à grande échelle aiment les prototypes d’un design. L’évolution des matériaux et des processus a amélioré les capacités d’impression du métal avec des résolutions allant jusqu’à 0,0012 ”avec des densités comprises entre 96 et 100%.

Modélisation de maillage, partie 1: 3D Printer Company 3D Systems a Geomagic, d'autres logiciels pour les mailles
Le logiciel d’inspection Geomagic Control X fonctionne avec un scanner 3D ou un bras PCMM. (Image reproduite avec l’aimable autorisation de 3D Systems.)

Si vous avez déjà essayé de vous procurer un moule pour des pièces en plastique, vous savez à quel point cela peut être douloureux. En utilisant les procédés métalliques, vous pouvez avoir une empreinte de moule imprimée et des inserts de noyau dans les jours suivant leur conception. Ou, vous pouvez imprimer en 3D des motifs de cire pour créer des investissements complexes ou des moulages à la cire perdue.

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Applications médicales et dentaires

L’implication de 3D Systems dans les applications médicales est impressionnante. Le logiciel D2P (Dicom to print – où Dicom est l’imagerie numérique et les communications en médecine) permet aux professionnels de la santé de créer des modèles 3D physiques d’organes internes réels à des fins de visualisation, de diagnostic ou de formation à partir de données scannées de patients réels. Ces données peuvent également être transformées en modèles de réalité virtuelle (RV) pour une visualisation uniquement numérique, à nouveau utilisées dans la formation et le diagnostic.

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