Jak wykorzystywać skanery 3D w procesach obróbki metali

Autor:
|

Metrologia optyczna we współczesnym przemyśle

Optyczne systemy pomiarowe 3D, czyli skanery 3D, na dobre zagościły w praktycznie wszystkich gałęziach przemysłu. Odpowiadają za kontrolę jakości geometrii całych elementów, a dzięki inżynierii odwrotnej wspierają projektowanie i optymalizację części, narzędzi, maszyn oraz licznych procesów produkcyjnych.

Z benefitów skanowania 3D w pełni korzysta także przemysł obróbki metali. W jaki sposób i gdzie można wykorzystać te urządzenia by usprawnić procesy produkcyjne? Zapraszamy do lektury artykułu, w którym przedstawiamy kilka przykładów wykorzystania skanerów 3D u naszych klientów.

Wykorzystanie skanowania 3D w branży obróbki cnc i odlewnictwie

Mobilne, przemysłowe skanery 3D można spotkać w zakładach produkcyjnych praktycznie na każdym etapie wytwarzania końcowego produktu, od projektowania, przez weryfikację wykonania rdzeni, form, matryc i gotowych wyrobów, po inżynierię odwrotną i optymalizację zużytych lub nieposiadających dokumentacji odlewów, odkuwek i narzędzi.

Skanowanie 3D form i matryc za pomocą bezpunktowego skanera 3D SCANTECH TRACKSCAN.

Skanowanie 3D form i matryc za pomocą bezpunktowego skanera 3D SCANTECH TRACKSCAN.

Udział skanera 3D widoczny jest już podczas projektowania modelu części i powstawania formy. Wykorzystując proces inżynierii odwrotnej wykonujemy dokładny skan 3D rzeczywistej części, formy, rdzenia, odkuwki lub matrycy, a na jego podstawie tworzymy model CAD, który następnie można dowolnie zoptymalizować, przeprojektować i użyć do wytworzenia produktu końcowego. Takie podejście znacząco ułatwia i przyspiesza powstawanie dobrego odlewu, redukując tym samym koszty.

Proces inżynierii odwrotnej odlewu wirnika, kolejno zużyty element, skan 3D, gotowy model CAD

Proces inżynierii odwrotnej odlewu wirnika, kolejno zużyty element, skan 3D, gotowy model CAD

Dokładny model 3D, stworzony na bazie realnego elementu, z łatwością można wykorzystać w dalszych etapach produkcji, do nadawania pochyłości, czy weryfikacji wykonania rdzeni, grubości mas formierskich, zużycia form i matryc, a ostatecznie finalnego produktu. Dzięki pomiarowi całych powierzchni możemy być pewni, że wytwarzane i obrabiane produkty nie posiadają nigdzie wad, nawet w miejscach, które są pomijane w trakcie kontroli tradycyjnymi metodami stykowymi. Szybka i precyzyjna kontrola jakości całej geometrii produktu ponownie znacząco wpływa na obniżenie kosztów.

Parametry techniczne skanera 3D SCANTECH TRACKSCAN

Inżynieria odwrotna, tworzenie dokumentacji technicznej i frezowanie CNC w firmie ECAD

Firma ECAD Zarębski i Wojtczak z Łodzi, zajmująca się cięciem i gięciem metali, obróbką skrawaniem oraz świadczeniem usług 3D, zainwestowała w jeden z najbardziej uniwersalnych skanerów 3D dostępnych obecnie na rynku: SCANTECH KSCAN Magic. Skaner ten, dzięki swojej mobilności, wysokiej dokładności, aż trzem obszarom pomiarowym i wbudowanemu systemowi fotogrametrycznemu, pomaga firmie w precyzyjnej inżynierii odwrotnej oraz kontroli jakości wytworzonych części.

W jednej z ostatnich ich realizacji ręczny laserowy skaner został wykorzystany do sporządzenia dokumentacji technicznej na bazie rzeczywistego elementu. Odrzutnik został zeskanowany, następnie dane 3D wykorzystano do stworzenia modelu CAD, na podstawie którego na końcu powstał rysunek techniczny.

Skanowanie 3D odrzutnika za pomocą ręcznego skanera 3D

Skanowanie 3D odrzutnika za pomocą ręcznego skanera 3D

Proces inżynierii odwrotnej z wykorzystaniem modelu STL, który jest wynikiem skanowania 3D, znacząco ułatwia tworzenie modelu CAD i dokumentacji technicznej. Bez trudności można odtworzyć nawet najbardziej skomplikowane geometrie i powierzchnie swobodne, wprowadzając dowolną ilość zmian i optymalizacji, tym samym wymiernie wpływając na redukcję czasu jaki jest potrzebny na wyprodukowanie końcowego elementu.

Model CAD odrzutnika, stworzony na podstawie skanu 3D

Model CAD odrzutnika, stworzony na podstawie skanu 3D

Dokumentacja płaska odrzutnika

Dokumentacja płaska odrzutnika

Sprawnie przygotowany model i dokumentacja znacząco ułatwiają odlanie, wyfrezowanie i zespawanie poszczególnych elementów końcowego produktu.

Skanowanie 3D rdzeni, form i odlewów na Politechnice Częstochowskiej

Katedra Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, operująca na wydziale Inżynierii Mechanicznej i Informatyki Politechniki Częstochowskiej, jest mocno zaangażowana we współpracę z branżą odlewniczą. Bardzo często otrzymywała zapytania o pomoc w pomiarach odlewów czy form odlewniczych, dlatego zdecydowała się na zakup urządzenia, które umożliwi jej świadczenie usług pomiarowych. Ważący niespełna 500 g, skaner SCANTECH SIMSCAN posiada metrologiczną dokładność oraz umożliwia niezwykle szybkie pomiary.

Skanowanie 3D formy, rdzenia z masy formierskiej i odlewu

Skanowanie 3D formy, rdzenia z masy formierskiej i odlewu

Ręczne skanery 3D o niebieskim laserze doskonale sprawdzają się w bezkontaktowej digitalizacji wrażliwych na dotyk obiektów. Pozwalają na zweryfikowanie wykonania całej geometrii np. rdzenia piaskowego czy formy bez jej uszkodzenia w wyniku zetknięcia się z igłą pomiarową, umożliwiając potwierdzenie, że wykonany odlew będzie poprawny.

Parametry techniczne skanera 3D SCANTECH SIMSCAN

Kontrola jakości wykonanych produktów w firmie V.Orlandi

Przemysłową kontrolę jakości gotowych elementów możemy zaprezentować na danych dostarczonych przez firmę V.Orlandi Polska Sp. z o.o. Sp. K. z Dopiewa, która zajmuje się produkcją różnego rodzaju zaczepów, między innymi: siodeł, podpór, konsol zaczepowych, sprzęgów i haków.

Jednym z głównych powodów, które wpłynęły na decyzję o wyborze profesjonalnego skanera 3D SCANTECH KSCAN Magic do pracy była konieczność kontroli jakości obrabianych numerycznie, a następnie spawanych zaczepów do traktorów. Spory gabaryt, skomplikowany kształt, trudne do wyciągnięcia wymiary, a także konieczność szybkiej weryfikacji całej geometrii produktu tuż po spawaniu, były powodem dla którego firma zdecydowała się na posiadanie owego urządzenia na stanie. Jednym z kluczowych czynników, które wpłynęły na wybór systemu SCANETCH był bardzo krótki czas wdrożenia, który umożliwił przeszkolenie dużej liczby pracowników, dzięki temu skaner może być użyty także przez kadrę niższego szczebla.

kanowanie 3D zaczepu za pomocą laserowego skanera 3D

kanowanie 3D zaczepu za pomocą laserowego skanera 3D

Porównanie z modelem CAD wykonanej części i przedstawienie wyników za pomocą kolorystycznej mapy odchyłek to najlepszy sposób na weryfikację całej geometrii naszego produktu. Dzięki tak przedstawionym wynikom od razu widzimy w jakich obszarach pojawiają się problemy i dostajemy możliwość kontroli części na każdym etapie wytwarzania, porównując kolejne skany nie tylko do modelu nominalnego, ale także do siebie.

Porównanie modelu CAD ze skanem 3D

Porównanie modelu CAD ze skanem 3D

Dodatkowym atutem skanowania 3D jest możliwość sprawdzenia wymiarów, czy tolerancji położenia i kształtu, których zaprogramowanie np. na maszynie współrzędnościowej byłoby czasochłonne.

Wymiarowa weryfikacja rozstawu otworów

Wymiarowa weryfikacja rozstawu otworów

Parametry techniczne skanera 3D SCANTECH KSCAN Magic

Porównanie połówek matryc odlewniczych w firmie Inspect3D

Firma Inspect3D Ryszard Grzelka z Lubonia, świadczy zaawansowane usługi inspekcyjne i doradcze z zakresu kontroli jakości z wykorzystaniem metrologii optycznej. W jednej z wykonanych usług wykorzystała optyczny skaner 3D SCANTECH SIMSCAN do pomiaru połówek matryc w celu sprawdzenia ich zużycia względem siebie. Kolorystyczne przedstawienie wyniku analizy pozwala na szybkie wychwycenie zmian na całej geometrii weryfikowanych elementów. Skanowanie 3D umożliwia sprawną i regularną kontrolę narzędzi, poprawiając jakość precesów odlewniczych.

Analiza i porównanie dwóch połówek matrycy

Analiza i porównanie dwóch połówek matrycy

Istotną zaletą skanowania 3D jest także możliwość wykonywania wirtualnych złożeń. Skanując rdzeń i formę, lub dwie połówki matrycy, można wykonać wirtualną symulację spasowania ich ze sobą, weryfikując szczeliny, kąty czy grubości powłok formierskich. Takie podejście pozwala zaoszczędzić wiele czasu i udoskonalić proces odlewniczy.

Wirtualne złożenie dwóch połówek matrycy

Wirtualne złożenie dwóch połówek matrycy

Pomiary 3D odlewów o dużej masie

Prezentując inne, niecodzienne, aplikacje przedstawiamy skanowanie 3D piasty turbiny wiatrowej. Wysoka mobilność ręcznych skanerów 3D pozwala na wykonanie precyzyjnych pomiarów 3D w dowolnej lokalizacji. Trudno dostępne, ciężkie czy duże części nie stanowią już problemu, ponieważ możemy dotrzeć do nich bez żadnych problemów.

Brak konieczności stosowania statywów oraz zintegrowany ze skanerem system fotogrametryczny, sprawiają że skanowanie 3D obiektów wielkogabarytowych staje się możliwe, ponieważ z łatwością można wejść na obiekt lub skorzystać z podnośnika, wykonując pomiar z zachowaniem stabilności i dokładności. Takie nowoczesne podejście do metrologii przemysłowej pozwala na kontrolę jakości całej geometrii nawet bardzo dużych obiektów.

Skanowanie 3D odlewu piasty turbiny wiatrowej, wynik skanowania i porównanie z modelem CAD

Skanowanie 3D odlewu piasty turbiny wiatrowej, wynik skanowania i porównanie z modelem CAD

Dowiedz się więcej na temat pomiarów elementów wielkogabarytowych

Podsumowanie

Profesjonalne skanery 3D znajdują szerokie zastosowania w branży kuźniczej, odlewniczej i obróbki numerycznej. Te wszechstronne urządzenia, dzięki swojej mobilności i precyzji, pozwalają na pomiary z dokładnościami metrologicznymi nie tylko w laboratoriach, ale także na halach produkcyjnych. Wspierają tym samym procesy produkcyjne na każdym etapie, od projektowania, przez wytwarzanie, obróbkę, kontrolę jakości, po optymalizację i odtwarzanie zużytych części, form czy matryc, wymiernie wpływając na redukcję kosztów.

Uniwersalność przemysłowych skanerów 3D pozwala na ich wykorzystanie także w innych branżach, takich jak tłocznictwo, spawalnictwo czy przetwórstwo tworzyw sztucznych.

INVIZION jest oficjalnym i głównym dystrybutorem innowacyjnych, ręcznych skanerów 3D SCANTECH oraz modułowych systemów mocowania Witte ALUFIX w Polsce. Chętnie udzielimy wszelkich odpowiedzi i opowiemy w jaki sposób skaner 3D mógłby wspomóc funkcjonowanie Państwa firmy. Zajmujemy się także wdrażaniem rozwiązań zautomatyzowanych pomiarów 3D dopasowanych pod wytyczne klienta oraz uchwytów pomiarowych, umożliwiających powtarzalne i stabilne mocowanie dowolnego obiektu.

Po więcej informacji, lub w celu umówienia próbnych pomiarów i bezpłatnej demonstracji na żywo zapraszamy do kontaktu: info@invizion.pl