Rétro-ingénierie à partir des scans 3D

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La rétro-ingénierie par nuage de points

Une des grandes difficultés pour la réparation  d’un équipement industriel  ou la restauration  d’un ouvrage civil est le manque de documentation.  Avec le temps,  les dessins ont été perdus ou n’ont jamais été mis-à-jour.  Les pièces de rechanges pour les composantes usées ou cassées n’ont  aucune source d’approvisionnement  car le fabriquant originel n’existe plus.

Pour pallier à cette situation, la rétro-ingénierie à l’aide de numérisation 3D  suivi par  modélisation CAO 3D  est l’approche la plus efficace pour reconstruire les informations manquantes.  Elle  permet de diminuer le temps et les dépenses nécessaires pour la conception, tout en combinant les avantages de la rapidité et de la précision.

Pièces 3D dans assemblage de points_1

La rétro-ingénierie en deux étapes.

La réussite d’un projet de rétro-ingénierie repose sur deux grandes étapes.  La première étant la numérisation à l’aide de scanner 3D de l’ouvrage ou de l’équipement et l’alignement du nuage de points.  La deuxième étape étant le traitement du nuage de points et la conversion en modèle 3D utilisable.

 

  1. Acquisition et alignement des nombreux nuages de points

Cette étape repose sur la prise d’un ou plusieurs nuages de points issus de la surface de l’objet.  L’opération génère un nuage de points.  Les mesures obtenues sont tridimensionnelles et peuvent être réalisées sur tout type d’objet, de la petite pièce au grand équipement industriel.  Différentes technologies de numérisation peuvent être utilisées : numérisation avec contact (palpation) ou numérisation sans contact (triangulation par laser, optique sans laser et photogrammétrie, imagerie médicale).

Une fois l’acquisition de données complétées, les nuages de points doivent être positionnés les uns par rapport aux autres en utilisant des cibles repères comme des sphères ou  des damiers.  Des solutions verticales très performantes permettent d’effectuer cette tâche.  Un fichier de points en format non-propriétaire est ensuite produit pour pouvoir importer l’information numérisée dans un logiciel CAO.

Ensemble des nuages de points

  1. Modélisation CAO

Le défi principal consiste en la gestion de la taille énorme du fichier de points.Pour parvenir à des fichiers de taille plus raisonnable et ainsi réduire le temps de traitement il faut découper  l’ensemble des nuages de points en quelques pièces égales.  Le résultat est un ensemble de  fichiers « plus légers » et plus faciles à manipuler mais aussi le temps nécessaire pour générer ces fichiers est diminué.

Ensemble des nuages de points découpé

Pour alléger encore plus l’ensemble de points il est possible d importé dans l’application CAO qu’un petit pourcentage des points.  Au lieu d’utiliser 100% des points pour tout l’assemblage, ils sont tous chargés seulement pour les endroits où une plus grande précision est exigée. Cette méthode permet d’obtenir  un assemblage de points assez précis et facile à manipuler.

Assemblage de points dans CATIA

Une fois les fichiers de taille acceptable obtenue, il est possible de subdiviser le nuage de point jusqu’à la définition d’une pièce individuelle. Puis vient l’étape de la modélisation proprement dit, où à partir d’un plan de référence l’ouvrage est modélisé par la construction d’un solide fait de formes simples additionnées entre elles.  Cette approche est jugée plus simple et plus précise que d’essayer  de créer des surfaces à partir du nuage de points et de fermer ces surfaces pour obtenir un volume. Elle rend aussi l’usage des données plus pratique dans les processus en aval.

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