» Ana Sayfa » ArGe » Makaleler

Catia'da Geriye Dönük Mühendislik Uygulaması (Baret)

CATIA’da Tersine Mühendislik Çalışması- Baret Modellemesi ve Modifikasyonu

Ahmet Çakır Uygulama Mühendisi

baret

Giriş

Defne Mühendislik optik tarama ve Geriye Dönük Mühendislik konularında kullanmaya başladığı yeni yazılımlar ile daha hızlı, kaliteli ve düşük maliyetler ile müşterilerine hizmet sunmaya başlamıştır. Yeni yatırım olarak bünyesine  kattığı CATIA V5  yazılımını Catia çözüm ortağı Grup Otomasyon firması ile yoğun bir çalışmanın ardından projelerini Catia ortamında da gerçekleştirmeye başlamıştır. Grup Otomasyon firmasının eğitim desteği ile, bir hafta içerisinde,  CATIA programının genel özellikleri ile “Reverse engineering” modülü projelerde aktif kullanılacak hale getirilmiştir. İş güvenliği konusunda üretici firmalar olan Eksen Makina Kalıp İnşaat dan gelen talep üzerine yeni modeller üzerine  üretici firma ile beraber yapılan çalışma aşağıda kısaca özetlenmiştir. Firma yeni geliştirmek istedigi baret tipi için model hazırlamıştır. El ile hazırlanan model standart bir baret’in üzerinde alçı ve model malzemesi ile kaplanarak yeni bir form oluşturulmuştur. Oluşturulan form üreticinin hali hazırda ürettigi başka tip baret modeli ile beraber ele alınarak bu iki farklı tip baretten beğenilen kısımların bir araya getirilmesiyle yeni bir tasarım yapılmak üzere projeye başlanılmıştır. Farklı iki baret tipi ele alınarak başlanan bu projede, birinci model baz alınarak ikinci modelin üstündeki kademe (mahmuz) müşteri istekleri doğrultusunda birinci modele eklenecek ve  oluşan yeni model ile üretime geçilecektir. Ancak yapılacak model plastik enjeksiyon yöntemi ile üretileceğinden, parçanın üretimi için gerekli olan kalıp tasarımı da göz önüne alınarak yeni ürünün bilgisayar ortamında tasarımı tamamlanacaktır.

Hazırlık İşlemleri

Ölçüm datasından (STL) katı-yüzey modelleme işlerinde öncelikle uygulanması gereken bir takım hazırlık işlemleri vardır.  Bu işlemlerin gerçekleştirilmesi ile modelleme aşamasında karşılaşılacak sorunlar en aza indirilmiş olur. Öncelikle optik tarama sonucu elde edilen STL data istenmeyen, modele ait olmayan mesh parçalarından temizlenmeli, havada kalan ayrık mesh parçaları silinmelidir. Daha sonra topolojik olarak hatalı (non-manifold, crossing face, redundant face) olan mesh kısımları düzeltilmelidir. Datanın delikleri kapatılmalı, gerekli ise data toleranslar dahilinde smooth ve decimate edilmeli ve modellemeye uygun bir eksen takımına oturtulmalıdır.

baret
baret
Model Ön (STL)
Model Arka (STL)

CAD Modelleme

Yukarıda değinilen hazırlık işlemlerinden sonra STL data CATIA’da modellenmeye hazır hale gelmiş durumdadır. Sıfırdan modellemeden farklı olarak STL datadan modelleme yapmak hem süre hem de çaba bakımından daha zor bir süreçtir. Müşteri tarafından belirlenen toleranslar ve değişiklikler bu süreci daha da zorlu hale getirmektedir. Ayrıca bu projede olduğu gibi yüzey kalitesinin yüksek olmasını gerektiren  durumlar daha fazla sabır, dikkat, deneyim ve bilgi birikimi gerektirmektedir.STL’den modelleme çalışmalarında, sürecin işleyişi bakımından ağırlıklı olarak CATIA’nın şu modülleri kullanılır:

  1. Digitized Shape Editor2.
  2. Quick Surface Reconstruction3.
  3. Generative Shape Design 4.
  4. Part Design

Digitized Shape Editor ile Import edilen STL data bu modüldeki çeşitli araçlarla yukarıda bahsedilen hazırlık  işlemlerine tabi tutulabildiği gibi harici bir yazılım yardımı ile de modellemeye hazır hale getirilebilir. Bu projede hazırlık işlemlerinin gerçekleştirilmesinde harici bir yazılım kullanılmıştır.

Quick Surface Reconstruction modülünde STL üzerinden Section Curve, Feature Curve, 3D Curve gibi eğriler ile ana Primitive ya da Freeform yüzeyler doğrudan elde edilir. Bu eğri ve yüzeyler modellemede doğrudan kullanılabileceği gibi oluşturulacak yeni eğri ve yüzeylere referans görevi de yapabilirler. Trim hatlarını ve sınırları belirlemek için de gene bu modüldeki araçlardan faydalanılır. Bu projede de bu modülden alınan eğri ve yüzeyler modelin formunu, trim hatlarını ve çeşitli sınırları belirlemede referans olarak kullanılmıştır.

Generative Shape Design modüllerinde QSR’dan alınan referans eğri ve yüzeylerden yeni ve daha kaliteli yüzeylerin oluşturulması işlemleri gerçekleştirilir. STL’den modelleme projelerinde en çok vakit alan ve en çok uğraşılan kısım budur. Oluşturulan bu yüzeylerin hem STL ölçüm datasına toleranslar dahili içinde oturması (ölçü kaçıklığının düşük olması) hem de yüzeyin ve yüzey geçişlerinin çok iyi olması bu süreci zorlaştıran en büyük etmendir. Doğru ve kabul edilebilir bir sonuç almak deneme-yanılma ile mümkündür. Dolayısı ile farklı yüzey komutlarını, farklı parametre değerleri girerek defalarca denemek gerekebilir.

baret
baret
Model 2 Ön (STL)
Model 2 Arka (STL)


İstenilen sonuçlar alındığında gerekli yüzey operasyonları (split, trim, join vs. gibi) vasıtası ile yüzey modellemeye son şekli verilmeye çalışılır.Oluşturulan yüzey modeli Part Design modülünde katı hale getirilir. Bu aşamadan sonra artık fiziksel modele ait diğer özellikler (Dress-up features) eklenmeye ve model son haline getirilir.Bu projenin ilk aşamasında birinci baret tipinin modellenmesi yukarıda genel hatları ile anlatılan modelleme yöntemi ile yapılmış buna ek olarak ikinci tip baretin üstündeki kademe müşteri istekleri doğrultusunda modele eklenmiştir. Diğer modelleme işlemlerine göre daha uzun ve zahmetli olan STL’den modelleme projelerinin tamamlanma süreleri genelde gün bazındadır. Bu projenin tamamlanması yaklaşık 2 gün almıştır. Modelin bitmiş hali aşağıdaki resimlerde görülmektedir.


baret
baret
Model 1 Ön (CAD)
Model 1 Arka (CAD)
baret baret
Model 2 Ön (CAD)
Model 2 Arka (CAD)
baret baret
Model 2 İç (CAD)
Model 2 İç (CAD)


Kalite Kontrol

Oluşturulan CAD modelin yüzeyinin kalitesini görmek için Highlight ve Environment Mapping Analiz araçlarından yararlanılmıştır. Sonuçlar aşağıdaki resimlerde görülmektedir.Highlight Analiz kullanıcı tarafından belirlenen bir yön ile yüzey normallerinin arasındaki açı mukayesesini yapar. Bu yöntemle yüzey geçişleri ve bağlantılarındaki süreklilikler kontrol edilir.

baret baret
Highlight analizi

Environmet Mapping Analiz’de model üzerine bir resim giydirilir ve bu resimdeki  deformasyonlar gözlemlenir. Deformasyonların azlığı, resmin düzgün gözükmesi yüzey kalitesini gösterir. Modelleme yapılırken eğrisel sürekliliğin (Curvature Continuity) tercih edilmesi yüzey geçişlerini daha düzgün vereceğinden bu analizden daha iyi sonuç alınmasını sağlayacaktır.

baret baret
Environment Mapping Analizi

Yukarıda sayılan kontrol işlemleri yalnız modelleme sonunda değil, modelleme süresince de kullanılmış ve oluşturulan yüzeylerin kabul edilebilir düzeye gelip gelmediğinin kontrolü bu araçlarla yapılmıştır. Yapılan tüm modelleme çalışmalarından sonra son bir aşama olarak STL data ile CAD datanın ölçü kontrolü gerçekleştirilmektedir. Bu sayede modelin STL datadan ne kadar sapmış olduğu ölçüsel olarak görülebilmektedir.

baret baret
STL ve CAD Data Üstüste

baret baret

STL ve CAD ölçü farkları

Defne Mühendislik Tasarım, Ürün Geliştirme ve İmalat San. Tic. Ltd. Şti.

Adres: Mimar Sinan Mah. YEDPA Ticaret Mrk. E Caddesi, No 31 - 32 Ataşehir, İstanbul

Tel: 216 - 471 0751 / Faks: 216 - 471 0752

e-Posta : dfn@defnee.com

İletişim

Paylaş :
Tasarım : Ambiyans