Digitalización de máquinas de hasta 30 toneladas para exposiciones en realidad virtual con el escaneo de Artec 3D

Uno de los modelos 3D de la máquina que aparecen en la simulación de realidad virtual de HEMO. Modelo cortesía de HEMO.

Si estás en una fábrica, trabajas en la industria o incluso si acabas de asistir a una exposición de manufactura, sabrás que todas tienen algo en común: maquinaria masiva.

Independientemente de lo que se fabrique o comercialice, estas instalaciones siempre están repletas de transportadores, generadores, compresores y otras unidades voluminosas. Pero, ¿cómo llegan realmente allí?

Dentro de las fábricas, se pueden mover con cualquier cosa, desde una carretilla elevadora hasta una grúa, o usando patines de máquinas, plataformas rodantes con ruedas para mover cosas por el taller. Sin embargo, para el transporte entre ubicaciones, a menudo es necesario embalar y enviar maquinaria enorme de varias toneladas.

Uno de los sistemas de limpieza industrial de HEMO en acción. Imagen cortesía de HEMO.

Como se puede imaginar, esta es una tarea titánica, especialmente para aquellos que venden equipos y se mueven constantemente de una feria a otra. Luego están los camiones de carga necesarios para el transporte, que operan con un costo monetario y ambiental significativo.

Con el objetivo de abordar estos problemas, el especialista en sistemas de limpieza HEMO ha ideado una solución única para reducir la huella de envío: exhibir máquinas virtualmente.

Digitalización a escala industrial

Con sede en Baden-Württemberg, Alemania, HEMO ha pasado décadas asesorando a los principales fabricantes para ayudar a satisfacer sus necesidades de sistemas de limpieza híbridos y con solventes.

Especialista en sistemas de limpieza HEM's HECO. Imagen cortesía de HEMO.

Diseñadas para limpiar piezas metálicas antes de enviarlas para su posterior procesamiento o envío, las máquinas de HEMO son muy eficaces para eliminar el exceso de aceite, polvo y virutas. Pero también son colosales, pesan entre 5 y 30 toneladas cada uno, lo que las hace muy difíciles de mover.

Ante la necesidad de una solución para exhibición, HEMO se puso en contacto con el embajador de Artec, algona, que sugirió que sus máquinas se digitalizaran para que pudieran exhibirse en un espacio digital.

«Con la cantidad de cables y tuberías, capturar la maquinaria sería simplemente imposible sin el escaneo 3D», explicó el especialista en algona, Ramon Spiller. «Se necesitaría un esfuerzo increíble para modelar esto manualmente, capturando el tamaño completo de un objeto sin pérdida de detalles debido a las geometrías de interferencia, para las cuales no hay datos CAD».

Preparación de escaneos 3D para VR

La digitalización de la maquinaria conllevó tres grandes desafíos: precisión, escala y velocidad. algona permitió a HEMO conquistar los tres al proporcionar a su equipo el ultramóvil Artec Leo, el Artec Ray II de 130 metros de alcance y el entrenamiento para combinarlos con el máximo efecto.

Mientras que la funcionalidad inalámbrica del Leo permitió al equipo capturar en detalle lugares de difícil acceso, el sistema de inercia visual (VIS) del Ray II hizo que el proceso de digitalización a gran escala fuera rápido y fácil.

Una máquina de limpieza HEMO escaneada en 3D con Artec Ray II. Imagen cortesía de HEMO.

Para hacer las mallas lo suficientemente pequeñas como para ejecutarse en los auriculares de Microsoft HoloLens o HTC VIVE PRO, pero lo suficientemente detalladas como para amueblar un mundo virtual, HEMO procesó sus datos en Artec Studio. Con el software avanzado de captura y procesamiento de datos, los escaneos se pueden fusionar en mallas increíblemente realistas, hechas con los datos de mayor resolución de cada una.

Artec Studio también está repleto de algoritmos avanzados y elementos esenciales de edición de mallas. Además de facilitar la fusión de escaneos de los Leo y Ray II, estos garantizaron que el proceso de aplicación de texturas, optimización de mallas y exportación como archivos OBJ fuera perfecto.

«Gracias al VIS (que alinea aproximadamente varios escaneos), el Ray II ya sabe dónde se encuentra, por lo que casi no requiere preparación», agregó Spiller. «Si hubiéramos utilizado una computadora de mano ordinaria con cable, es posible que también hubiéramos fallado en escanear todas las áreas necesarias, y para nosotros, Artec Studio es un hito importante en el procesamiento de datos de escaneo».

Con Blender, pudieron hacer pequeños ajustes de textura y geometría alrededor de áreas difíciles de capturar, como puertas enrollables, antes de crear una «sala de presentación virtual» para exposiciones.

Diseñado para parecerse un poco al Technikum (Centro Técnico) de HEMO, el espacio en sí se mantuvo deliberadamente escaso, para mantener la atención en su maquinaria. Una vez listo, el modelo de la unidad de limpieza y el entorno virtual se enviaron a Unity, donde el equipo creó su aplicación de realidad virtual.

La simulación de realidad virtual de HEMO se explora en una feria comercial. Imagen cortesía de HEMO.

¿El resultado? Un mundo de realidad virtual realista en el que los usuarios pueden «caminar» hasta la máquina, inspeccionarla de cerca y decidir si es la adecuada para su fábrica, sin tener que verla en persona. Los sistemas incluso se escanearon en 3D con y sin cubiertas adjuntas, por lo que los usuarios pueden activarlos o desactivarlos con solo hacer clic en un botón, lo que le da a la aplicación una dimensión interactiva.

«Ahora, ya no tenemos que enviar algunas máquinas a las exposiciones. Podemos simplemente tomar las gafas y mostrarlas a los clientes en realidad virtual», dijo el experto en modelado 3D de HEMO, Christian Koch. «Lo probamos por primera vez este año. A medida que la gente pasaba, decían “¿qué puedo ver?” o “¿puedo intentarlo?” ¡Fue un verdadero punto de atracción!»

Imaginando un futuro virtual

Después de haber exhibido maquinaria con gran éxito en Alemania, EE. UU. y México, HEMO ahora planea digitalizar más de sus productos y experimentar con otras aplicaciones de realidad virtual.

Según Koch, HEMO incluso está considerando adoptar un enfoque de mantenimiento basado en el escaneo 3D, diagnosticando problemas de forma remota «a través de los ojos» de los clientes que usan gafas. Mientras tanto, sigue buscando formas de mejorar el rendimiento de la simulación.

Un render que indica cómo podría verse la aplicación de realidad virtual con un mayor desarrollo. Imagen cortesía de HEMO.

Además de sopesar hardware como el Apple Vision Pro, la empresa también se ha puesto en contacto con un especialista de Microsoft para mejorar la integración de aplicaciones. Con el avance de sus capacidades de realidad virtual, Koch ve un futuro brillante para las exposiciones virtuales en HEMO, y tiene como objetivo poner toda su oferta, algún día, a la disposición de los clientes de todo el mundo, incluso en los lugares más remotos.

«Tenemos diferentes piezas y tamaños de nuestras máquinas, que cumplen con diferentes casos de uso, por lo que queremos que todas estén disponibles como modelos 3D», concluyó Koch. «Es mi deseo tener una sala de exposición donde se pueda elegir un producto en una tableta con sólo hacer clic en un botón. Esa es mi visión para el escaneo 3D y la realidad virtual».