◎ ความท้าทาย：

ต่อยอดจากการออกแบบผลิตภัณฑ์ที่มีอยู่โดยไม่ต้องเข้าถึงข้อมูล CAD ต้นฉบับ ไม่ว่าจะสูญหาย, เสียหาย หรือไม่สามารถใช้ได้ในรูปแบบดิจิทัล

◎ วิธีแก้ปัญหา：

Artec Leo, Artec Space Spider, Artec Studio, Geomagic Design X

◎ ผลลัพธ์：

โมเดล 3D ของเฟอร์นิเจอร์ที่มีรายละเอียดทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการสร้างพื้นผิวและสร้างชิ้นส่วนใหม่ที่พอดีกับการประกอบ ในกรณีหนึ่ง การแปลงส่วนต่อเก้าอี้ปรับเอนให้เป็นดิจิทัลในแต่ละสถานที่ที่แตกต่างกันทำให้ Kimball ยักษ์ใหญ่ด้านเฟอร์นิเจอร์ของสหรัฐฯ สามารถพัฒนาชิ้นส่วนที่เสียบเข้ากับกลไกของบุคคลที่สามได้ โดยเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการที่ใช้เวลาน้อยกว่า 24 ชั่วโมงซึ่งเคยใช้เวลาสองสัปดาห์

◎ ทำไมต้อง Artec 3D ?：

การอัปเกรดจากการสแกน 3D แบบติดแขนหุ่นยนต์เป็น Artec Leo ซึ่งเป็นอุปกรณ์ออลอินวันไร้สาย ช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นและปลดล็อคการตอบสนองแบบเรียลไทม์ ดังนั้นผู้ใช้สามารถบันทึกรายละเอียดที่สำคัญทั้งหมดในการสแกนครั้งเดียว เพื่อความแม่นยำสูงสุด พวกเขายังสามารถแปลงข้อมูลดิจิทัลด้วย Artec Space Spider รวมข้อมูลด้วยการสแกน Leo ใน Artec Studio แปลงเป็น CAD ใน Design X และทำซ้ำหรือพิมพ์ 3D

การสแกน Alex Mlsna 3D ของ Kimball International ด้วย Artec Leo ขอบคุณรูปภาพจาก Kimball International

เป็นคำถามที่คุ้นเคยสำหรับวิศวกรในอุตสาหกรรมต่าง ๆ แต่ยังคงเป็นคำถามที่สำคัญมาก: คุณจะทำวิศวกรรมย้อนกลับได้อย่างไรในเมื่อคุณไม่มีข้อมูลการออกแบบ CAD ดั้งเดิม

นี่เป็นปัญหาเฉพาะเมื่อพูดถึงชิ้นส่วนที่เป็นมรดกตกทอด ซึ่งบางส่วนมีมาก่อนการสร้างแบบจำลอง 3D ซึ่งหมายความว่าชิ้นส่วนเหล่านี้ถูกสเก็ตช์บนกระดาษที่มีแนวโน้มที่จะขีดเขียนหรือสูญหายไปโดยสิ้นเชิง เนื่องจากโลกาภิวัตน์ทำให้โลกมีขนาดเล็กลงอย่างต่อเนื่อง ผู้ผลิตจึงจ้างบุคคลภายนอกในการผลิตชิ้นส่วนจำนวนมาก ในลักษณะที่ทำให้การออกแบบที่ไร้รอยต่อมีความจำเป็นร่วมกัน

สำหรับ Kimball International ซึ่งเป็นผู้ผลิตเฟอร์นิเจอร์ในที่ทำงาน, สุขภาพ, การศึกษา และการบริการ ความท้าทายเหล่านี้เพิ่งมาบรรจบกัน และขู่ว่าจะชะลอการเปิดตัวผลิตภัณฑ์

ในระหว่างการออกแบบเก้าอี้ปรับเอนด้านการดูแลสุขภาพ บริษัทพบว่าจำเป็นต้องสร้างชิ้นส่วนให้พอดีกับชุดประกอบคันโยกปรับเอนที่ทำจากเหล็กที่สร้างโดยบุคคลที่สาม ซึ่งหมายความว่าทีมงานจำเป็นต้องเข้าถึงไฟล์การออกแบบของกลไก และแม้ว่าซัพพลายเออร์ยินดีที่จะแบ่งปัน แต่ก็ทำเช่นนั้นในรูปแบบของภาพวาด PDF ไม่ใช่ข้อมูลการออกแบบ 3D ที่จำเป็นสำหรับการทำซ้ำด้วยความเร็วสูง

การแปลงกลไกให้เป็นดิจิทัลอย่างแม่นยำโดยไม่ทำให้การเปิดตัวผลิตภัณฑ์ล่าช้านั้นจะต้องอาศัยความแม่นยำ, ความเร็ว และความยืดหยุ่นในระดับต่อไป เนื่องจากอุปกรณ์ที่มีอยู่ไม่เหมาะกับงาน ทีมงานจึงหันไปหา Artec Leo และ Artec Space Spider และได้รับผลตอบแทนจากการลงทุนอย่างรวดเร็ว

ลดเวลารอคอยกับ Leo

เมื่อ Kimball International รุกล้ำด้านการสแกน 3D เป็นครั้งแรก ก็ทำได้โดยมีจุดประสงค์เพื่อจับภาพผลิตภัณฑ์โดยไม่ต้องใช้มาร์กเกอร์ ซึ่งขั้นตอนนี้มีค่าใช้จ่ายสูงและใช้เวลานาน สิ่งนี้ทำให้ทีมงานหันมาใช้เครื่องสแกนเลเซอร์แบบติดแขนหุ่นยนต์ และในขณะที่บันทึกข้อมูลที่ใช้งานได้ ฐานคงที่ของระบบจะจำกัดการเคลื่อนที่ และทำให้การทำงานช้าลงอย่างเจ็บปวด

สำนักงานใหญ่ระหว่างประเทศของ Kimball ในเมือง Jasper รัฐ Indiana ขอบคุณรูปภาพจาก Kimball International

เมื่อพวกเขาค้นพบ Artec Leo ซึ่งเป็นอุปกรณ์ไร้สายเคเบิลที่สามารถจับจุดข้อมูลได้มากถึง 35 ล้านจุดต่อวินาที พวกเขาก็ติดต่อ Digitize Designs เพื่ออัปเกรดทันที

เนื่องจาก Artec Ambassador ได้ตั้งทีม Kimball International ขึ้นมา พวกเขาไม่เคยมองย้อนกลับไป โดยตอบสนองความต้องการด้านดิจิทัลทั้งหมดด้วยการสแกน Artec 3D และย้ายการสแกนแขนไปสู่การควบคุมคุณภาพ ไม่เพียงแต่การอัปเกรดความเร็วเท่านั้น การติดตามและการตอบรับขั้นสูงของ Leo ยังเป็นกุญแจสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพ โดยเก้าอี้ทางการแพทย์ใช้เวลาไม่เกิน 24 ชั่วโมงในการจับภาพและสร้างแบบจำลองทั้งหมด

“สิ่งที่เราชอบมากเกี่ยวกับ Leo คือความสามารถในการจดจำคุณลักษณะต่าง ๆ อีกครั้งหากคุณไม่อยู่ในเส้นทาง” Alex Mlsna ผู้จัดการฝ่ายบริการด้านเทคนิคของ Kimball International กล่าว “เนื่องจากไร้สาย คุณจึงสามารถเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ และดูสิ่งที่คุณสแกนได้แบบเรียลไทม์ คุณยังสามารถแท็กมันไปยังที่อยู่ IP เพื่อที่คุณจะได้มองเห็นการแสดงผลของ Leo ผ่านหน้าจอที่ใหญ่ขึ้น”

“ในตอนแรก เรามีการประชุมพร้อมการสาธิตสี่ครั้ง ดังนั้นเราจึงจู้จี้จุกจิกมาก แต่เมื่อเราเห็น Artec Leo ก็สามารถเอาชนะคู่แข่งในตลาดหลักสามรายได้อย่างง่ายดาย”

สแกนกลไกการปรับเอนบนเก้าอี้ Kimball International 3D ขอบคุณรูปภาพจาก Kimball International

โรงงานของ Kimball International ในรัฐอินเดียนา สหรัฐอเมริกา ยังอัดแน่นไปด้วยเทคโนโลยีขั้นสูงอื่น ๆ มากมาย ดังนั้นจึงเป็นเพียงเรื่องของเวลาก่อนที่การพูดคุยจะเปลี่ยนจากการแปลงเป็นดิจิทัลเป็นชิ้นส่วนปลายด้านการพิมพ์ 3D

เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ ทีมออกแบบรู้ว่าพวกเขาต้องการข้อมูลที่บันทึกไว้อย่างแม่นยำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมพวกเขาถึงมี Artec Space Spider: อุปกรณ์เกรดมาตรวิทยา มีความแม่นยำ 0.05 มม. ซึ่งช่วยให้สามารถจับชุดข้อมูลที่มีรายละเอียดมากขึ้นและมีความละเอียดสูงกว่า เหมาะสำหรับการสร้างแบบจำลอง 3D และการเผาผนึกด้วยเลเซอร์แบบเลือกสรร (SLS) หรือการพิมพ์ 3D ด้วยเครื่อง Binder Jet

สิ่งที่เริ่มต้นด้วยการพิมพ์ 3D ของบล็อกเกจ, อุปกรณ์จับยึด และเครื่องมือทดแทนของโรงงาน ได้กลายเป็นส่วนสำคัญอย่างรวดเร็วในการดำเนินงานหลังร้านของ Kimball International ในความเป็นจริง ปัจจุบันต้นแบบจำนวนมากได้รับการพิมพ์แบบ 3D เพื่อความทนทานและการทดสอบโครงสร้าง ในขณะที่ใช้เทคโนโลยีเดียวกันนี้เพื่อสร้างชิ้นส่วนของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่ขายให้กับลูกค้าไม่น้อยกว่า 28 ชิ้น

“เรารู้ว่าเราต้องการบางสิ่งที่สามารถจับภาพด้วยความละเอียดสูงกว่าและได้รายละเอียดที่เล็กที่สุด ดังนั้นเราจึงคว้า Space Spider ไว้” Mlsna อธิบาย “มันมีประโยชน์เพราะว่าเราแปลงชิ้นส่วนจริงหลายส่วนให้เป็นดิจิทัล, ดัดแปลง และจากนั้นจึงสร้างมันขึ้นมาบนเครื่อง 3D ของเรา มีไม่มากนักที่เราไม่สามารถพิมพ์แบบ 3D ได้ ไม่ใช่อะไรก็ตามที่ฉันสแกนแบบ 3D อยู่แล้ว”

เริ่มต้นจาก Scan-to-CAD

ไม่ว่าพวกเขาจะเพิ่งใช้ Leo หรือจับภาพวัตถุด้วย Space Spider เช่นกัน ขั้นตอนการประมวลผลการสแกนของทีม Kimball International จะเริ่มต้นด้วยการลงทะเบียนทั่วโลก เพียงคลิกเดียวบน Artec Studio ในกรณีที่มีการสแกนจากอุปกรณ์ทั้งสอง กระบวนการนี้จะทำให้สามารถรวมสิ่งเหล่านี้เข้าด้วยกันเป็นเมชที่มีรายละเอียดอย่างไม่น่าเชื่อ ซึ่งสร้างขึ้นจากข้อมูลที่มีความละเอียดสูงสุดที่มีอยู่

การสแกนเก้าอี้แพทย์ปรับเอนของ Kimball บน Artec Studio ขอบคุณรูปภาพจาก Kimball International

เพื่อปรับแต่งชุดข้อมูล 3D เหล่านี้ Mlsna กล่าวว่าก่อนหน้านี้เขาเคยใช้ Autopilot ที่ใช้งานง่ายของ Artec Studio ซึ่งเลือกอัลกอริธึมการประมวลผลข้อมูลในอุดมคติในนามของคุณ เนื่องจากเขาต้องรับมือกับความแตกต่างของซอฟต์แวร์ เขาจึงประมวลผลข้อมูลด้วยตนเองมากขึ้น แต่ด้วยการที่ต้องล้างข้อมูลเพียงเล็กน้อย จึงมักเป็นเพียงกรณีของการส่ง mesh โดยตรงไปยัง Geomagic Design X

เครื่องมือพื้นผิวอัตโนมัติของโปรแกรมวิศวกรรมย้อนกลับขั้นสูงทำให้เขาสามารถสร้างโมเดล CAD ตามคุณลักษณะและ (หากจำเป็น) ส่งออกไฟล์ STL สำหรับการพิมพ์ 3D ในขณะที่ Mlsna เคยใช้ Design X มาก่อน เขารู้สึกประหลาดใจอย่างมากกับความง่ายดายในการสแกน Artec 3D ลงในขั้นตอนการทำงานนี้ และเร่งความเร็ว โดยลดเวลาการสร้างแบบจำลอง 3D ลง 60%

“Artec Studio ทำงานได้ดีมากในขั้นตอนหลังการประมวลผล และเตรียมตาข่ายให้พร้อมสำหรับการขึ้นผิวเครื่องมือ” Mlsna กล่าว “ในอดีต ฉันมักจะต้องทำความสะอาดสิ่งต่าง ๆ [ก่อนส่งออก] แต่ตอนนี้ฉันไม่ทำแล้ว ซึ่งเป็นคำชมเชยอย่างแท้จริงต่อสิ่งที่ Artec ทำ”

ถัดไป: การสร้างแบบจำลองเซลล์การผลิต?

ด้วยการออกแบบเก้าอี้เพื่อสุขภาพแบบปรับเอนได้ได้รับการพัฒนา, ผลิต และเปิดตัวสู่ตลาด อะไรต่อไปสำหรับเวิร์กโฟลว์การแปลงเป็นดิจิทัลที่นำโดยการสแกน 3D ของ Kimball ในตอนนี้

เก้าอี้เพื่อสุขภาพแบบปรับเอนได้ของ Kimball ขอบคุณรูปภาพจาก Kimball International

ความพยายามในการแปลงผลิตภัณฑ์เป็นดิจิทัลของบริษัทยังคงเติบโตอย่างต่อเนื่อง โดยปัจจุบันมีการแสดงภาพ 3D ที่เหมือนจริงในสื่อทางการตลาด แต่ยังกำลังพิจารณาที่จะขยายไปสู่พื้นที่ใหม่: การออกแบบ Workcell เนื่องจากกระบวนการนี้ยังคงมีแนวโน้มที่จะอาศัยเค้าโครง 2D CAD ซึ่งไม่ดีสำหรับการประเมินตามหลักสรีระศาสตร์ Mlsna เชื่อว่านี่เป็นโอกาสอีกด้านสำหรับบริษัทของเขา

“เรายังไปไม่ถึงจุดนั้น เราสามารถเติบโตขึ้นได้ แต่การสแกน Artec 3D โดยรวมมีคุณค่าอย่างยิ่งสำหรับเราในด้านผลลัพธ์ เพราะเราไม่ได้เพียงแค่ทำการแปลงเป็นดิจิทัลอีกต่อไป” Mlsna กล่าวสรุป “ตอนนี้เราสามารถช่วยวิศวกรรมผลิตภัณฑ์ในสิ่งที่ไม่มีอยู่ในจุดยืนของไฟล์ CAD ได้จริง ๆ มันเป็นวิศวกรรมย้อนกลับที่แท้จริง”