Estudo de caso de tecnologias de digitalização 3D, de baixo custo, visando a Engenharia Reversa e Prototipagem 3D

Abstract

As tecnologias de digitalização 3D trouxeram inovações significativas para a Engenharia Reversa e Prototipagem Mecânica, contribuindo para a rápida obtenção de dados e precisa construção de modelos 3D. No entanto, a implementação dessas tecnologias tem desacelerado devido ao alto investimento necessário para aquisição de equipamentos e softwares. Este trabalho investiga a viabilidade de tecnologias de digitalização 3D de baixo custo, visando analisar sua precisão, limitações e custo de implementação. O objetivo geral é demonstrar como essas tecnologias podem ser integradas à indústria, especialmente no contexto de engenharia reversa e prototipagem 3D. Os objetivos específicos incluem a realização de uma análise comparativa entre diferentes tecnologias de digitalização 3D, aquisição de dados de modelos reais, processamento dos dados, criação do modelo sólido paramétrico a ser utilizado em ferramentas de modelagem 3D, bem como avaliação da precisão e qualidade dos modelos digitais gerados pelas tecnologias utilizadas. A metodologia adotada consiste em uma pesquisa aplicada, com abordagem descritiva e uso do método científico hipotético-dedutivo. Foram escolhidos dois estudos de caso: a digitalização de uma peça de reposição de um veículo antigo e a quantificação do volume da cabeça de um boneco. Para a captura de dados, utilizaram-se equipamentos de baixo custo, como o SCAN CR Ferret, Gopro e XIAOMI Redmi Note 8. O captura de dados gerou nuvem de pontos (.ply) que foram processadas e, a partir dela, obteve-se a malha (.stl), que foi utilizada em análises comparativas no software Cloudcompare e criação de modelos sólidos paramétricos, utilizando o Autodesk Fusion. Os resultados indicaram que a fotogrametria se mostrou uma solução eficaz para digitalização, no estudo de caso 1, apresentando um desvio médio aceitável de 0.38mm. No segundo estudo de caso, o SCAN CR Ferret demonstrou boa precisão, e a GoPro possibilitou uma captura rápida, ambos com erro relativo inferior a 1% na quantificação do volume. O investimento necessário para implementar os sistemas utilizados neste estudo, apresentou-se cerca de quinze vezes menor que o necessário para adquirir os scanners de alta precisão e softwares mais utilizados no mercado. Conclui-se que as tecnologias de digitalização 3D de baixo custo são uma abordagem promissora para enfrentar os altos custos dos scanners e softwares tradicionais sem perder em qualidade e precisão.