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Point culminant de l’application: numérisation pour le thermoformage

Dans ce blog, nous allons examiner de plus près une application sur laquelle un flux de travail de numérisation vers CAO peut vraiment améliorer le délai d’exécution. Les fabricants d’emballages sont chargés de créer des emballages qui contiennent, protègent et affichent divers produits de consommation. Deux types d’emballage très courants sont les blisters ou les emballages en coquille. Bien que légèrement différents dans leur fonction, leur processus de fabrication commence essentiellement de la même manière. C’est là que la numérisation peut être très utile. Les deux styles commencent par de fines feuilles de plastique coupées à la taille, chauffées au point de flexibilité, puis formées dans la géométrie nécessaire via une aspiration sous vide. Ce processus est communément appelé thermoformage.

Pour démarrer le processus de thermoformage, les fabricants doivent savoir ce que leurs clients ont besoin de conditionner. Idéalement pour le fabricant, cela signifie que le client envoie les fichiers CAO ainsi que les échantillons de pièces à emballer. À partir de là, ils peuvent utiliser les fichiers CAO pour concevoir les moules nécessaires pour former les feuilles de plastique et créer l’emballage. Ensuite, ils peuvent tester la fonction de l’emballage à l’aide des échantillons de pièces du client. Il y a deux blocages courants qui peuvent se produire ici. Premièrement, le client peut ne pas vouloir envoyer de données CAO propriétaires ou même ne pas avoir les données CAO de ses pièces. Cela signifie un temps considérable pour les ingénieurs du fabricant pour procéder à l’ingénierie inverse du produit à la main afin de créer la conception de l’outillage. De plus, même dans le meilleur des cas où ils ont à la fois les pièces et les fichiers CAO, il n’y a aucune garantie que les pièces réelles disponibles correspondent suffisamment bien à la CAO pour utiliser les données CAO pour concevoir l’outillage. Dans les deux scénarios, un fichier CAO doit être créé pour représenter avec précision le produit afin de concevoir l’outillage. Voici où la numérisation peut vous aider. En utilisant un scanner 3D Creaform, nous pouvons capturer la véritable géométrie du monde réel du produit et la transformer en un fichier que nous pouvons utiliser pour concevoir des outils. Suivre cette voie par rapport à la méthode manuelle traditionnelle permet d’économiser d’innombrables heures de temps et de retard d’ingénierie. Sans parler de l’augmentation de la précision par rapport à la rétro-ingénierie par mesure manuelle. Regardons ce processus en détail.

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Nous allons créer le modèle d’un modèle de brosse à dents électrique commun d’Oral-B.

Notre première étape consiste à numériser cette brosse à dents à l’aide de notre scanner, le Handyscan Black Elite. Il s’agit d’un scanner laser bleu capable d’effectuer des numérisations haute précision et haute résolution, ce qui en fait un outil parfait pour notre application d’outillage de thermoformage.

Voici notre modèle résultant après la numérisation. En raison de la géométrie très mince des poils, nous n’avons pas été en mesure d’obtenir le meilleur scan de fidélité dans ce domaine, mais vous verrez que cela ne nous affectera pas du tout dans notre objectif de créer un outillage thermoformé.

Nous allons maintenant passer à notre logiciel de rétro-ingénierie, VXmodel, pour effectuer une édition de maillage et une conversion en CAO.

Après un nettoyage et un alignement mineurs des mailles, nous pouvons commencer à travailler sur les poils. Aux fins du thermoformage, notre objectif n’est pas d’envelopper individuellement chaque poil de la brosse, ce qui serait impossible du point de vue du thermoformage. Nous devons simplement nous assurer qu’il y a un espace suffisamment grand pour les poils dans l’emballage final.

Nous allons donc commencer par installer un avion sur la plupart des poils supérieurs pour nous assurer de les effacer dans la conception finale.

Ensuite, nous pouvons simplement supprimer tous les poils. Nous n’en avons plus besoin. Nous utiliserons leur empreinte pour extruder un solide jusqu’au plan que nous venons de créer.

Maintenant, nous pourrions simplement utiliser cette empreinte pour extruder, mais rendons-la un peu plus jolie en ajustant les triangles à une forme de fente parfaite.

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En extrudant cette limite en forme de fente, nous obtenons ce qui suit.

Ensuite, utilisons l’outil de défaite pour lisser un peu cette transition nette.

Les poils sont maintenant réparés. Il ne nous reste plus qu’à remplir les petits trous de maillage et à supprimer toutes les petites fonctionnalités que nous ne voulons pas prendre en compte pour notre conception d’outillage, telles que le lettrage ou les dépressions dans la surface de la pièce.

Nous allons maintenant compenser notre maillage de 0,015 po pour permettre un certain dégagement entre l’emballage et le produit. Il est beaucoup plus facile de faire des décalages maintenant alors que nous sommes encore au stade du maillage que de le faire une fois que nous sommes sous forme CAO.

Notre dernière étape sera d’exécuter une fonction de surfaçage automatique sur ce nouveau maillage décalé. Cela convertit les données de la surface du maillage en un fichier STEP convivial qui peut désormais être utilisé dans Solidworks pour concevoir notre outillage de thermoformage de production.

À partir de là, nous pouvons utiliser ce fichier surfacé automatiquement pour créer un modèle à 3 empreintes pour l’outillage de production dans Solidworks.

Maintenant que vous avez vu le processus de bout en bout, vous pouvez voir à quel point un scanner est utile pour capturer la courbure complexe et unique de la surface de la brosse à dents, un processus qui serait très difficile voire impossible à faire avec précision avec des méthodes de mesure manuelles. .

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