PolyWorks|Modeler™ là giải pháp phần mềm chuyên dụng phục vụ cho quá trình Thiết kế ngược (Reverse Engineering) và Mô hình hóa hình học CAD 3D từ dữ liệu quét đám mây điểm (Point Cloud) hoặc lưới đa giác (Polygonal Mesh).

Nếu như PolyWorks|Inspector™ mạnh về kiểm tra sai lệch kích thước, thì Modeler là công cụ chuyển đổi một sản phẩm vật lý ngoài đời thực thành một file thiết kế CAD 3D hoàn chỉnh, có thể chỉnh sửa và đưa vào sản xuất.

Dưới đây là mô tả chi tiết về các tính năng công nghệ, quy trình vận hành và ứng dụng của giải pháp này:

1. Xử lý và tối ưu hóa lưới đa giác mạnh mẽ (Polygonal Meshing)

Bước đầu tiên của thiết kế ngược là biến hàng triệu điểm quét rời rạc thành một bề mặt lưới liên tục. PolyWorks|Modeler™ sở hữu thuật toán xử lý lưới hàng đầu:

- Chia lưới thời gian thực (Real-time Meshing): Tạo bề mặt lưới ngay trong lúc quét, tự động loại bỏ nhiễu và bù đắp các vùng dữ liệu bị thiếu.

- Chỉnh sửa và làm sạch lưới (Mesh Editing): Cung cấp các công cụ vá lỗ thủng (Hole filling) thông minh theo độ cong của bề mặt, làm mịn (Smoothing), giảm dung lượng lưới nhưng vẫn giữ nguyên độ chính xác hình học, và xử lý các góc bo tròn sắc nét.

2. Trích xuất thực thể hình học dạng khối (Analytical Sketching & Feature Extraction)

Để đưa dữ liệu quét về dạng CAD có thể gia công, phần mềm cho phép trích xuất các khối hình học cơ bản từ lưới quét 3D:

- Tự động nhận diện thực thể (Feature Extraction): Nhấp chuột để tự động trích xuất các mặt phẳng, hình trụ, hình nón, hình cầu hoặc các đường rãnh từ lưới đa giác.

- Phác thảo 2D trên lưới (Cross-sectional Sketching): Tạo các mặt phẳng cắt (Cross-sections) đi qua mô hình lưới 3D để lấy đường biên dạng (Outline). Người dùng có thể vẽ phác thảo (Sketch), ràng buộc kích thước (kích thước cung, góc, đường thẳng) dựa trên đường biên dạng này, giống hệt như quy trình vẽ trên các phần mềm CAD truyền thống (SolidWorks, Inventor...).

3. Tạo bề mặt tự động và tự do (NURBS Surfacing)

Đối với các chi tiết có biên dạng khí động học hoặc hình dáng hữu cơ phức tạp (như vỏ ô tô, cánh tuabin, tượng nghệ thuật) không thể vẽ bằng các khối hình học cơ bản, PolyWorks|Modeler™ cung cấp hai giải pháp tạo bề mặt NURBS ():

- Phủ mặt tự động (Automatic Surfacing): Chỉ với một cú click, phần mềm tự động tính toán, phân bổ một mạng lưới các mảng bề mặt (quad patches) ôm khít lấy mô hình lưới 3D. Phương pháp này cực kỳ nhanh, phù hợp để số hóa nguyên bản hình dáng thực tế vào môi trường CAD.

- Phủ mặt tương tác (Interactive Surfacing): Cho phép kỹ sư tự tay vẽ các đường lưới điều hướng (Curve network) trên mô hình. Phần mềm sẽ căng các bề mặt NURBS mịn theo các đường điều hướng đó, giúp người thiết kế kiểm soát hoàn toàn tính liên tục của bề mặt (,  curvature continuity), đảm bảo tính thẩm mỹ và độ chính xác cao nhất.

4. Triết lý thiết kế kết hợp (Hybrid Modeling)

Một điểm ưu việt của PolyWorks|Modeler™ là khả năng hòa trộn giữa dữ liệu hình học giải tích (khối hộp, lỗ khoan...) và bề mặt tự do phức tạp (NURBS) trên cùng một mô hình:

- Kỹ sư có thể dùng tính năng phủ mặt tự động để xử lý phần thân vỏ phức tạp, sau đó dùng công cụ phác thảo (Sketching) để cắt, khoét hoặc dựng các vấu lồi, lỗ ren kỹ thuật có kích thước chuẩn xác.

- Mô hình CAD cuối cùng là sự kết hợp hoàn hảo, đáp ứng cả yêu cầu về biên dạng thực tế lẫn công năng cơ khí.

5. Khả năng tương thích và xuất dữ liệu CAD chuẩn hóa

- Định dạng trung gian: Xuất mô hình bề mặt hoặc mô hình khối rắn (Solid) ra các định dạng chuẩn công nghiệp như IGES, STEP để mở trên bất kỳ phần mềm CAD/CAM nào.

- Kết nối trực tiếp (Direct CAD Export): Chuyển trực tiếp các thực thể hình học, các đường phác thảo phôi (Sketches) sang các phần mềm CAD phổ biến như SolidWorks, PTC Creo, Siemens NX, AutoCAD... giúp kỹ sư tiếp tục xây dựng cây lịch sử thiết kế (Design tree) một cách dễ dàng.

Ứng dụng thực tế của PolyWorks|Modeler™:

- Phục dựng bản vẽ: Tạo file CAD cho các chi tiết máy cũ đã mất bản vẽ thiết kế gốc hoặc nhà sản xuất gốc không còn cung cấp.

- Thiết kế khuôn mẫu: Quét mẫu sản phẩm thủ công (ví dụ mẫu đất sét của kiểu dáng ô tô, khuôn giày dép) rồi chuyển thành file CAD để thiết kế khuôn ép, khuôn dập.

Cải tiến sản phẩm (Retrofitting): Quét một không gian thực tế (ví dụ khoang động cơ xe) để thiết kế các chi tiết độ, chi tiết lắp ráp thêm sao cho vừa khít với không gian sẵn có.