DAK/DAP-skolen
Artikkel 7 – Digitalisering
Vanligvis kan vi modellere direkte ved hjelp av en ide, en skisse eller omkringliggende deler som komponenten skal passe til. Men noen ganger er utgangspunktet en håndlaget prototype uten annen dokumentasjon. Industridesignere har mange metoder for å lage slike, men ofte gjøres det ved manuelt å forme en mal i et letthåndterlig materiale. Formålet med å skape en 3D-modell av en slik original kan for eksempel være å lage en støpeform, eller ganske enkelt å få fram korrekte tegninger.
Hvis originalen har enkle former vil skyvelære, høydemåler og annet vanlig måleutstyr være tilstrekkelig. Men så fort vi har med mer organiske former å gjøre, blir det vanskelig å få overført riktig geometri til datamaskinen. Vi må da over på digitalisering, noe som kan utføres på mange forskjellige måter.
Digitalisering kan gjøres automatisk eller manuelt. Avanserte flater kan digitaliseres med laser i en målemaskin. Da blir en sky med målepunkter generert til sammenhengende flater som kan brukes videre i en modell. Ellers kan man lage konturlinjer ved å la en måleprobe registrere punkter langs overflaten. Disse linjene brukes så for å bygge flater.
Her vil vi vise manuell digitalisering ved hjelp av en håndholdt målearm. Armen fungerer ved at man fører spissen mot prototypen og registerer punkter med en fotpedal. Programvaren regner ut posisjonen til probespissen basert på vinkelen i hvert ledd på armen.
Figur 1 : Målearm
Gjennomgangstema i denne artikkelen er et armlene fra kontorstolen ERO 2000 Vision. Data er gjengitt med tillatelse fra Stål&Stil AS. Modellen er et reelt eksempel på digitalisering eller Reversed engineering som vi har utført.
Figur 2 : Stol
Det er viktig at både arm og objekt festes godt til et stødig underlag. Dessuten plasserer vi objektet slik at armen kommer til overalt, både på undersiden og baksiden. Hvis det ikke lar seg gjøre, må vi arbeide i flere omganger. Figur 1 viser oppsettet, der vi har brukt selve festemekanismen til armlenet som fikstur. Vi foregriper omstendighetene noe, og viser datamodellen av det aktuelle armlenet i figur 3. Det blir laget av skumplast med treinnlegg, men prototypen er av et lett bearbeidbart sprøtt materiale. Armlenet skal ikke være symmetrisk om lengdeaksen, men likt mot begge ender. Dette er av produksjonstekniske hensyn så man slipper en høyre- og en venstreversjon.
Figur 3 : Armlene
Det spesielle med vår metode er at vi bygger modellene helt som vanlig, bare med skisser generert fra målearmen. Basert på de punktene vi registerer, vil den tilhørende programvaren generere linjer, sirkler, rektangler osv.
Figur 4 : Tilgjengelige skisseverktøy
Når vi måler mer enn to punkter som vi vet skal ligge på linje, vil målearmen aldri klare å registrere dem eksakt slik. Det er fordi det vil være unøyaktigheter i enhver prototype, og dessuten har måleutstyret i seg selv en usikkerhet. Derfor må det matematisk beregnes en strek der avvikene til hvert målepunkt er minst mulig. På figur 4 ser vi en perfekt bue som er tilpasset en rekke målepunkter på samme måte.
Figur 5 : Tilpasset bue
På grunn av den innebygde unøyaktigheten i målingene, er det ikke sikkert at vi får alle strekene til å gå 100% i flukt med hverandre. Derfor korrigerer vi med de vanlige skissemetodene vi har tilgjengelig i DAK-programmet. Prototypen er garantert ikke helt symmetrisk, men vi bruker også DAK-en for å bøte på dette. Vi sørger for at den ene siden er et speilbilde av den andre.
Vi starter oppmålingen med å studere prototypen nøye, og finner at den ytre konturen på oversiden er tre buer som går jevnt over i hverandre. På dette stadiet er det også viktig å konferere med designeren for å få bekreftet antagelsene. Vi tar en rekke punkter langs midten på armlenet, og får generert tre buer, disse trekker vi i så de treffer hverandre. På undersiden drar vi foreløpig bare opp den prinsipielle formen. Dette ekstruderes deretter like mye hver vei.
Figur 6 : Grunnform
Under armlenet er det en dobbeltkrum flate med bueprofil i begge retninger. Størrelsen på disse buene finner vi enkelt med målearmen, og vi kutter som en sweep: En lukket profil med bue på den ene siden dras langsetter den andre buen. Vi har tillatt oss å pynte litt på den ene bueradien. Den ble målt rett i overkant av 100, men den var nok tenkt å være akkurat.
Figur 7 : Dobbelt krummet flate
På baksiden av armlenet avslutter vi ytterformen ved å måle opp et rett spor med buetverrsnitt, motsatt av det forrige. Nå står vi med en modell der det gjenstår finish i form av avrundinger, og dessuten en festeplate med hull. Det siste finner vi ved å bestemme beliggenheten av alle de omsluttende flatene. Så snart vi kjenner dem, er det enkelt å kutte vekk materiale slik at armlenet vil passe mot underlaget. Hullenes plassering finner vi enklest med skyvelære.
Figur 8 : Kutt med hull
Alle skarpe kanter på prototypen er avrundet for utseende, funksjon og produksjonsvennlighet. De minste radiene kan være vanskelige å bestemme med målearm, spesielt hvis det er et materiale med ru overflate. Her er et radiuslære like effektivt. Når modellen er ferdig gjenstår bare å kontrollmåle. Vi sjekker alle vitale mål tatt fra DAK-modellen opp mot malen hjelp av målearmen.
Figur 9 : Avrundinger er siste finish
Som nevnt kan vi enkelt bruke 3D-modellen til å lage en passende støpeform eller generere tegninger. Begge disse metodene for gjenbruk av data vil vi vise. Støpeformer og maskinering av disse kommer litt senere, men arbeidstegningene tar vi for oss allerede i neste nummer.
Neste artikkel: 8. Arbeidstegninger
Vidar Kvam
Siv.ing, produktsjef DAK
ProNor AS, tlf 6394 2022