CT scanning en reverse engineering van een vervangonderdeel voor Machinified BV
Wanneer een onderdeel kapotgaat en het origineel niet langer leverbaar is, biedt reverse engineering een uitweg. Voor Machinified BV uit Leuven hebben wij een gebarsten kunststof zwembadcomponent omgezet naar een volledig CAD model. Met onze ZEISS Metrotom 6 Scout en de reverse engineering software van QuickSurface hebben we de volledige geometrie gereconstrueerd, schroefdraad incluis, zodat het stuk via 3D printen opnieuw geproduceerd kon worden.
Project in een oogopslag
| Klant | Machinified BV (Leuven, BE) |
| Toepassing | Reverse engineering van een gebarsten kunststof zwembadcomponent voor reproductie |
| Onderdeel | Kunststof afdekcomponent met gedetailleerde inwendige schroefdraad |
| Uitdaging | Onderdeel gebarsten en niet meer leverbaar, geen originele CAD data beschikbaar, schroefdraad cruciaal voor de pasvorm in de bestaande zwembadinstallatie |
| Scantechniek | X-ray CT scanning (ZEISS Metrotom 6 Scout) |
| Reverse engineering | QuickSurface |
| Validatie | ZEISS Inspect, met kleurenplot scan vs CAD |
| Output | Volledig CAD model in STEP formaat, inclusief validatierapport in PDF |
| Reproductie door klant | SLS 3D print in PA12 |
| Doorlooptijd | Circa twee dagen |
De vraag van de klant
Machinified BV uit Leuven kwam bij ons met een ogenschijnlijk eenvoudig probleem: een gebarsten kunststof component uit een zwembadinstallatie waarvan geen vervanging meer leverbaar was. Het stuk moest opnieuw geproduceerd worden, en dat betekende eerst een nauwkeurig CAD model maken van het bestaande onderdeel.
Het bijzondere zit hem in de inwendige geometrie: het component bevat een gedetailleerde schroefdraad die exact moet passen in de bestaande zwembadopstelling. Op die schroefdraad zit geen marge voor afwijking. Past de schroefdraad niet, dan past het volledige onderdeel niet, en is het hele traject voor niets geweest.
Daarbovenop was de fysieke staat van het origineel een aandachtspunt. Het stuk vertoonde een duidelijke barst, evenals lokale slijtage en deformatie. Het CAD model moest dus niet zomaar de scan kopiëren, maar de oorspronkelijke geometrie reconstrueren zoals het onderdeel ooit ontworpen was, zonder de schade mee over te nemen.
Onze aanpak
Voor dit project hebben wij gekozen voor een combinatie van X-ray CT scanning en reverse engineering met QuickSurface. CT scanning was hier de evidente keuze: het onderdeel bevat interne geometrie en een schroefdraad die met optische 3D scanning niet of veel moeilijker correct te capteren zijn. Met CT scanning krijgen we 100% van de data, intern én extern, in één run en zonder destructief in te grijpen.
Stap 1: X-ray CT scanning met de ZEISS Metrotom 6 Scout
De ZEISS Metrotom 6 Scout leent zich uitstekend voor kunststofcomponenten zoals deze. Door de combinatie van een 3k detector en een 225 kV X-ray bron bereikten wij de resolutie en het contrast die nodig waren om alle details, inclusief de fijne schroefdraad, scherp vast te leggen. Het resultaat is een rijke mesh die de volledige interne en externe geometrie van het stuk weergeeft.
Het voordeel van CT scanning is dat het zones in beeld brengt die met traditionele meetapparatuur lastig of onmogelijk te bereiken zijn. Voor dit onderdeel was dat geen luxe maar een noodzaak: zonder de interne data was een correcte schroefdraadreconstructie simpelweg niet mogelijk geweest.
Stap 2: Reverse engineering met QuickSurface
Met de scandata als vertrekpunt zijn wij vervolgens aan de slag gegaan in QuickSurface. Deze software is in dit project de logische keuze: ze laat toe om snel een nette, productieklare solid body op te bouwen vertrekkende vanuit een mesh, met specifieke functionaliteit voor revolved geometrie en schroefdraadreconstructie.
De volledige workflow voor dit project werd door QuickSurface zelf in een uitgebreide video uitgewerkt, waarin onze scandata als vertrekpunt werd gebruikt. De video toont stap voor stap hoe je van een gescande, gebarsten kunststofcomponent komt tot een volledig herbruikbaar CAD model. Voor wie zelf een gelijkaardig traject overweegt, is dit één van de meest complete demonstraties die je online kunt vinden van een end-to-end scan-to-CAD workflow op een echt onderdeel.
In de workflow herken je de typische stappen van een reverse engineering traject in QuickSurface:
- uitlijning van de scandata en definitie van een referentiestelsel,
- opbouw van de revolved basisgeometrie van het component,
- reconstructie van de schroefdraad via een gefitte helix en sweep,
- herwerken van uitsparingen via schetsen, patronen en boolean operaties,
- aflevering van een clean, productieklare CAD body.
Dit type workflow is uitermate geschikt voor vervangonderdelen, oudere componenten en herstellingen waarvoor de oorspronkelijke CAD data niet meer beschikbaar is.
Stap 3: Validatie in ZEISS Inspect
Geen reverse engineering traject zonder validatie. Op het einde hebben wij het opgebouwde CAD model in ZEISS Inspect vergeleken met de originele scandata. Een kleurenplot maakt in één oogopslag zichtbaar waar het CAD model exact aansluit op de gemeten geometrie en waar er bewust afwijkingen zitten.
In de validatie zie je dat het overgrote deel van het oppervlak binnen ongeveer ±0,08 mm rond de scangeometrie ligt, met groen en cyaan als dominante kleuren. De grootste afwijkingen situeren zich logischerwijs aan de gebarsten randen en bij lokale deformaties van het versleten origineel. Dat is precies wat een goed validatierapport hoort te tonen: niet enkel dát het CAD model overeenkomt met de scan, maar ook waar bewuste keuzes gemaakt zijn om bijvoorbeeld de barst of slijtage uit te vlakken in functie van een reproduceerbaar onderdeel.
Op deze manier weet de klant niet alleen dat het model klopt, maar ook waarom bepaalde regio’s bewust afwijken van het origineel. Dat is het verschil tussen een ruwe scan-to-CAD conversie en een gevalideerd reverse engineering traject.
Het resultaat
Machinified beschikt nu over een volledig en gevalideerd CAD model van het zwembadcomponent in STEP formaat. Het bedrijf heeft op basis daarvan zelf het nieuwe onderdeel laten produceren via SLS 3D printen in PA12. Op die manier is een onderdeel dat nergens meer te verkrijgen was opnieuw beschikbaar, met een pasvorm die ook de inwendige schroefdraad correct overneemt.
Daarmee is dit project een mooi voorbeeld van waar reverse engineering vandaag staat: van een fysiek, gebarsten en niet meer leverbaar onderdeel naar een nieuw exemplaar dat binnen enkele dagen geprint kan worden.
Waarom CT scanning hier het verschil maakte
Voor reverse engineering projecten op kunststofonderdelen met interne features of fijne schroefdraadgeometrie is X-ray CT scanning vaak de enige techniek die het volledige verhaal vertelt. Optische 3D scanners op basis van gestructureerd of laserlicht zijn razendsnel en hoog in resolutie, maar bereiken nauwelijks de binnenkant van een holle of complex gevormde component.
CT scanning brengt de volledige interne en externe geometrie in beeld in één run, non-destructief en met de detaillering die nodig is om bijvoorbeeld een schroefdraad correct te reconstrueren. Een bijkomend voordeel is dat meerdere (kleinere) onderdelen tegelijkertijd gescand kunnen worden, wat CT scanning ook bij grotere series kosten- en tijdsefficiënt maakt.
Voor klanten zoals Machinified, die een onderdeel willen reproduceren waarvan geen CAD data meer bestaat, is dat het verschil tussen ‘ongeveer’ en ‘exact passend’.
Een vergelijkbaar project?
Heb je een onderdeel dat versleten, gebarsten of niet meer leverbaar is, en wil je het opnieuw laten produceren? Wij helpen je graag verder met een combinatie van scanning en reverse engineering. Lees ook onze eerdere case Een verloren onderdeel digitaal teruggebracht voor een vergelijkbaar traject, waar wij optische 3D scanning en CT scanning combineerden om een uniek racewagenonderdeel te digitaliseren.
Neem contact op via info@tetravision.be of +32 16 91 04 20. Wij antwoorden steeds binnen 24 uur.
