La peça que va arribar en una bossa de congelació

Un taller em va enviar una petita peça metàl·lica dins d’una bossa de congelació. Cap plànol, cap CAD, només una peça gastada i una nota escrita a mà: “En necessitem cinquanta pel mes que ve. Pots fer STEP?” Aquest és un dels motius més habituals perquè em busquin: necessiten algú que pugui crear fitxers STEP a partir d’esbossos o peces físiques. És el mateix problema que em trobo quan em demanen disseny CAD per conversió de furgonetes fitxers CNC o disseny de stands d’exposició fitxers CNC — algú té una idea o una mostra, i jo l’he de convertir en geometria que una màquina entengui.

La peça era d’alumini, aproximadament 85 mm per 40 mm, amb tres forats i una butxaca corbada. S’havia perforat, roscat i fresat. Res exòtic, però les superfícies gastades feien que cada mesura fos una decisió. La model tal com està ara, amb ratllades i arestes arrodonides pel temps? O modelar com havia de ser quan era nova? Has de triar.

[IMAGE: A worn aluminum bracket inside an open ziplock bag on a cluttered workshop bench, next to digital calipers, a micrometer, and a small structured-light 3D scanner casting a faint blue grid, dark technical lighting with amber accents]

Captura primer, interpreta després

Vaig començar amb un peu de rei i un micròmetre. El peu de rei és ràpid per a dimensions generals, bo a uns ±0,05 mm. El micròmetre va confirmar el gruix: 8,02 mm. El peu de rei deia 8,0 mm. Aquella diferència de 0,02 mm és del tipus que et perds si confies només en una eina. Ja m’ha passat abans, i no vull repetir-ho.

Per a la butxaca corbada, el peu de rei no serveix de res. Vaig fer servir un escàner 3D de llum estructurada, l’eina típica per a aquesta mena de feina. La precisió de l’escàner sol rondar els ±0,02 a ±0,1 mm, però la precisió final del CAD depèn de com neteges el núvol de punts i interpretis les superfícies. Jo tracto l’escaneig com una guia, no com el model definitiu. El que importa és el que hi ha al darrere: quin era el disseny original.

Un cop tenia l’escaneig, el vaig portar al programari de CAD, vaig alinear els eixos amb les cares planes de la peça i vaig eliminar el sorroll de les zones ratllades. Això sol prendre més temps que la captura en si. Les arestes gastades creen núvols de punts amb salts estranys, i si no els filtres, acabes modelant ratllades en lloc de cares.

Disseny previst versus construït

Els tres forats eren les característiques més importants. Dos eren forats de pas per a cargols M6. Un era un forat roscat M8. Vaig comprovar el pas de rosca amb un galga: 1,25 mm, estàndard gruixut. Per al roscat M8, el diàmetre previ de perforació és 6,8 mm, que és el que toca per a aquella rosca.

Vaig mesurar les distàncies entre centres amb el peu de rei, i després vaig modelar el patró de forats com a simètric perquè la peça, vista de lluny, havia de ser simètrica. La mostra gastada no ho era del tot — la perforació havia desplaçat un forat uns 0,3 mm — però el taller vol el patró previst, no el desgast acumulat.

Aquesta és la tria central de l’enginyeria inversa. No copies la peça vella al mil·límetre. Reconstrueixes la intenció de disseny. Els radis tornen a les dimensions normals. Els centres dels forats tornen a la simetria. Els forats roscats segueixen roscats. El client no vol un model d’una brida gastada. Vol una brida que es pugui tornar a fabricar, i que encaixi com l’original quan era nova.

Construint el fitxer STEP

Vaig reconstruir la peça com a model sòlid al CAD. Base de xapa extrusionada, vaig tallar la butxaca, vaig perforar els forats de pas, vaig afegir el forat roscat, vaig aplicar trencaments d’aresta. Després vaig exportar com a STEP AP214, que és la variant més segura per a mecanitzat general. STEP porta geometria sòlida definida matemàticament, de manera que el taller rep cares i arestes reals, no una aproximació facetada com l’STL.

Hi ha STEP AP242, que porta més metadades de PMI, però no tots els sistemes CAM dels tallers petits l’entenen bé. AP214 és més conservador i acostuma a obrir-se sense sorpreses. Amb clients nous prefereixo no inventar.

També vaig fer un plànol 2D amb les dimensions crítiques i les toleràncies. Els forats de pas M6 els vaig deixar a 6,6 mm, que és l’ajust normal estàndard de pas. La longitud total va rebre una tolerància de ±0,2 mm perquè la brida s’acoblava amb xapa estampada, no amb peces rectificades de precisió. El forat roscat M8 va portar una nota: roscar fins a fondoia, 12 mm mínim. Sense aquesta nota, el taller hauria hagut de trucar.

El que quasi es torça

La butxaca tenia un reblonat de radi en una cantonada que semblava decoratiu. Gairebé l’ignoro. Llavors vaig fixar-me que la peça coincident de l’conjunt tenia una protuberància que s’encaixava just en aquell radi. Si hagués deixat la cantonada viva, les brides noves haurien xocat. L’escaneig em va salvar allà. El peu de rei mai ho hauria detectat.

També vaig haver de preguntar al client pel material. La peça vella era d’alumini, però no sabien l’aliatge. 6061-T6 és l’opció per defecte per a brides mecanitzades d’alumini, i es mecanitza bé. Vaig posar aquest supòsit al plànol, ben clar. Si haguessin volgut acer, els forats i les rosques haurien mantingut la mateixa mida, però la nota de fabricació hauria canviat: velocitat d’avanç, refrigerant, etcètera.

Lliurament

El lliurament final va ser un fitxer STEP, un plànol PDF i una breu nota amb els supòsits d’intenció de disseny. El taller va carregar el STEP al seu sistema CAM, va programar les trajectòries d’eina i va tallar la primera mostra en un dia. La brida encaixava. Això és el que busco quan em demanen serveis com disseny CAD per conversió de furgonetes fitxers CNC o disseny de stands d’exposició fitxers CNC: una geometria neta i un plànol que el taller pugui agafar i mecanitzar sense perdre temps.

El primer tall sempre fa una mica de por. Quan el taller em va enviar la foto de la peça acabada encaixant a l’assembly, vaig respirar. Si no hagués encaixat, hauria tornat a revisar el CAD, probablement amb una mostra física nova a la mà.

No sempre surt perfecte a la primera. De vegades la mostra encara fa una mica de sorroll, o el client canvia d’opinió sobre un radi, i has de tornar enrere. Però almenys el punt de partida és sòlid. Ara em queda una bossa de congelació buida i una mica de cafè fred. Segueixo.