3D digitalno CMM skeniranje
3D skeniranje pomoću CMM (koordinatne merne mašine) je metoda koja se koristi za kreiranje detaljne digitalne reprezentacije fizičkog objekta hvatanjem njegove geometrije. Ovaj proces kombinuje preciznost CMM-a sa mogućnostima 3D skeniranja kako bi se obezbedila visoko precizna 3D merenja i reverzno inženjerstvo veoma složenih mašinskih delova ili alata.
3D Skeneri - Primenе
3D skeniranje je postalo ključni alat u svakom koraku procesa upravljanja životnim ciklusom proizvoda (PLM). Ovo je naročito tačno za novu generaciju stvarno prenosivih, samopozicionirajućih skenera.
Mogućnost 3D skeniranja da premosti jaz između fizičkih objekata u stvarnom svetu i digitalnog dizajn okruženja postala je izuzetno vredna u širokom spektru industrija koje koriste PLM – vazduhoplovstvo, automobilska industrija, potrošački proizvodi, proizvodnja i teška industrija među glavnim.
Ove industrije imaju koristi od bržeg izlaska na tržište, poboljšanog kvaliteta, smanjenih troškova skladištenja i boljeg razumevanja performansi proizvoda.
Reverzni inženjering
Reverzni inženjering je proces koji uključuje merenje fizičkog objekta i rekonstrukciju kao 3D modela kako bi se povratio dizajn – savršena rekonstrukcija originalnog dizajna – u smislu jednostavnih analitičkih površina (ravni, cilindri) i slobodnih površina (NURBS) radi pravljenja novog referentnog CAD modela.
Kao CAD inženjeri i industrijski dizajneri imate ključnu ulogu u adaptaciji i održavanju delova sa često organskim i složenim oblicima. Pošto CAD modeli često nisu dostupni ili su teško dostupni, potrebno je rekonstruisati 3D modele i integrisati ih u dizajn.
Razlozi za reverzni inženjering su brojni: zamena oštećenih komponenti (za koje CAD modeli ne postoje), ažuriranje zastarelih delova, uklapanje novih delova u postojeću sklopu ili okruženje, kreiranje novih proizvodnih planova ili analiza karakteristika konkurentskih proizvoda. 3D skeneri su obično preferirana tehnologija za izvlačenje dimenzionih informacija i predstavljanje u obliku oblaka tačaka ili automatske i instant mreže.
SRSC koristi visokoperformantni Creaform MetraSCAN Black EliteTM koji omogućava CAD inženjerima da kreiraju 3D modele od postojećih fizičkih objekata. Pored toga, softver VXelement omogućava korisnicima da čiste, usklađuju i optimizuju skenirane podatke i da izvuku dimenzione informacije pre prenosa u CAD softver.
- Visok nivo detalja: Sa visokom rezolucijom za složene detalje i podrškom za punu boju, kvalitet skeniranja je besprekoran za modelovanje slobodnih površina i prikaz najsitnijih karakteristika.
- Svestranost: Sa naprednim laserskim i optičkim tehnologijama i neograničenim volumenima skeniranja, 3D skeneri mogu izmeriti bilo koji deo, bez obzira na veličinu, oblik, materijal, završnu obradu i složenost.
- Jednostavnost: Sa plug-and-play uređajem i korisničkim interfejsom, skeniranje objekata bez pripreme nikada nije bilo lakše, bez obzira na iskustvo korisnika.
- Brzina: Za razliku od oblaka tačaka, generisana mreža je već obrađena i spremna za integraciju u softver za reverzni inženjering, CAD ili 3D štampu.
3D skeniranje u PLM: koncept
3D skeniranje se koristi u konceptualnoj fazi PLM za različite procese, uključujući definisanje zahteva i specifikacija, dizajn koncepta (uključujući reverzni inženjering) i prototipizaciju koncepta.
Kako dizajnirati delove za automobilski aftermarket bez pristupa CAD fajlovima?
Izazov
Bezbroj marki i modela automobila i nijedan CAD fajl
Dizajniranje delova za automobilski aftermarket predstavlja izazov zbog velikog broja marki i modela automobila koji su u upotrebi. Situaciju dodatno komplikuje činjenica da se svake godine lansiraju novi modeli. Dakle, kako dizajnirati deo, poput tepiha za unutrašnjost vozila, koji odgovara svakom tipu automobila, modelu i godištu na tržištu? Kako efikasno dizajnirati te delove kada su CAD fajlovi unutrašnjosti automobila retko dostupni? Kako uspešno dizajnirati delove kada se merenja vrše na složenim geometrijama, pa su tradicionalne manuelne metode merenja previše ograničene i ne daju precizne podatke?
Rešenje
Korišćenje prenosive 3D skenerske tehnologije za generisanje detaljnih CAD fajlova
Rešenje za dizajniranje prilagođenih delova za svaki model automobila jeste prenosivi 3D skener. Ovaj alat zahteva minimalnu pripremu i može se koristiti za brzo skeniranje unutrašnjosti vozila direktno kod distributera. Osim toga, omogućava dizajneru aftermarket delova da kreira dodatnu opremu za bilo koji model, godište i marku automobila. Na kraju, omogućava kompaniji da ponudi potpun katalog svojim klijentima i da bude lider na tržištu, nudeći nove dodatke čim se novi model automobila pojavi.
Prednosti
Brži, lakši i efikasniji razvoj proizvoda
Sa prenosivim 3D skenerom, proces od skeniranja do CAD-a postaje izuzetno jednostavan, omogućavajući da se razvoj proizvoda odvija brže, lakše i efikasnije. Brži je zato što je razvoj proizvoda ispravan već iz prve iteracije. Lakši je jer alat „plug-and-play“ generiše automatske STL površine i direktno izvozi mrežne fajlove. Efikasniji je jer su troškovi razvoja proizvoda optimizovani i niži u poređenju sa tradicionalnim manuelnim metodama. Takođe, kvalitet dizajna je superiorniji jer alat za skeniranje meri sve površine sa više od pola miliona tačaka u sekundi, čime se dobijaju preciznije specifikacije i svojstva proizvoda. Konačno, korisnik koji je prvi primenio prenosivi 3D skener kao alat za dizajn postao je i prvi ponuđač takvog rešenja na tržištu, stekavši konkurentsku prednost.
3D skeniranje u PLM-u: faza dizajna
3D skeniranje se koristi u fazi dizajna unutar upravljanja životnim ciklusom proizvoda (PLM) za potrebe računarski potpomognutog dizajna (CAD), brze izrade prototipa, testiranja, simulacije i analize (CFD, FEA).
Brza izrada prototipa kroz preciznu konverziju glinenih modela u CAD fajlove
Izazov
Digitalizacija složenih fizičkih objekata za prototipove
Pri dizajniranju prvog prototipa, često je korisno najpre napraviti fizički model kako bi se mogao držati i isprobati. Fizička realnost se često razlikuje od CAD modela. Prvi prototip omogućava dizajnerima da modifikuju linije dizajna i osiguraju savršen izgled. Takođe, korisno je proučiti postojeće ponude na tržištu kako bi se osiguralo da predloženi dizajn bude bolji od konkurencije. Međutim, koje faze brze izrade prototipa treba digitalno nadzirati ili arhivirati? Kako se ti podaci prenose u CAD softver? Kako digitalizovati složene fizičke objekte? Kako se izrađuje dokaz koncepta?
Rešenje
Glineni modeli i 3D skeniranje
Kod dizajniranja složenih oblika, najjednostavniji pristup je često izrada glinenih modela, koji se lako mogu konvertovati u 3D modele. Dizajneri i inženjeri imaju fleksibilnost i slobodu da manipulišu prototipovima dok ne postignu savršen oblik. 3D skeniranje omogućava brzu digitalizaciju složenih oblika u visokoj rezoluciji za brzu i tačnu konverziju glinenih modela u CAD fajlove.
Prednosti
Ubrzano plasiranje novih proizvoda na tržište
3D skenerska tehnologija pruža svestrano i jednostavno rešenje koje omogućava brzo dobijanje preciznih merenja, eliminišući potrebe za dugotrajnim merenjima i skupim prototipovima. Analiza konkurencije se vrši brzo, dizajn dela se razvija efikasno, a izmene se lako integrišu u CAD modele. Na taj način se štedi mnogo vremena, što omogućava dizajnerima da ubrzaju plasiranje svojih novih proizvoda na tržište.
3D skeniranje u PLM-u: proizvodnja
3D skeniranje se koristi u fazi proizvodnje u okviru PLM-a (upravljanje životnim ciklusom proizvoda) za primene kao što su dizajn alata, montaža i proizvodnja, kao i kontrola kvaliteta.
Ubrzavanje iterativnog procesa u dizajnu alata uz međufazne provere kvaliteta
Izazov
Smanjenje broja iteracija prilikom dizajna alata
Prilikom dizajna alata, iterativni proces kontrole kvaliteta osigurava da deo proizveden iz kalupa, šablona ili matrice bude ispravno izrađen i u skladu sa tehničkim zahtevima. Proces uključuje proizvodnju dela, njegovo merenje, analizu odstupanja i iterativne korekcije alata. Ova metoda, koja zahteva mnogo iteracija, može biti veoma vremenski zahtevna, naročito ako se inspekcija vrši pomoću CMM uređaja. Kako smanjiti broj iteracija u razvoju alata? Kako ubrzati proces inspekcije? Kako brzo proći PPAP i FAI inspekcije kako bi se proizvodnja mogla započeti bez kašnjenja?
Rešenje
Bolji i brži rezultati uz kolor mapu
Odabir 3D skeniranja umesto taktilnog sondiranja pomaže u ubrzanju procesa inspekcije. Tehnologija 3D skeniranja ne samo da pruža inženjerima brže i kvalitetnije rezultate, već i omogućava vizualizaciju pomoću kolor mape, koja daje bolji pregled geometrije dela. Na taj način, inženjeri mogu brzo da prilagode alat, proizvedu prvi deo i uspešno prođu početnu inspekciju.
Prednost
CMM uređaj rasterećen, broj iteracija optimizovan
Kontrole kvaliteta koje se obavljaju u svakoj iteraciji pomoću alternativnog mernog alata smanjuju zagušenje na CMM uređajima. Time se CMM oslobađa za važnije inspekcije koje zahtevaju veliku preciznost, kao što su finalna prihvatanja ili kritične dimenzije. Korišćenjem 3D skenera kao alternative taktilnom sondiranju, broj potrebnih iteracija se optimizuje i do konačnog alata dolazi se brže i efikasnije.
Razvoj, proizvodnja i inspekcija livenih delova vrhunskog kvaliteta za manje vremena
Izazov
Inspekcija 100% površine prilikom proizvodnje liva
Kod proizvodnje livenih delova, potrebno je napraviti brojne izmene u proizvodnom procesu kako bi se deo precizno proizveo prema specifikacijama. Kako osigurati da postoji dovoljno materijala pre obrade? Kako proveriti čitav profil površine – a ne samo tačkaste dimenzije – da bi se deo uklopio u potrebne tolerancije? Kako brzo dobiti pouzdane podatke kako bi se izbegla nepotrebna odlaganja u razvoju?
Rešenje
Bolji i brži rezultati uz kolor mapu
Proizvodnja liva za avio-industriju zahteva inspekciju ne samo kritičnih dimenzija i debljine zidova, već i celokupnog plana površina. Merni sistem mora svaki put brzo da obezbedi pouzdane i kvalitetne podatke kada se deo proverava. Za razliku od sondiranja, 3D skeniranje daje kompletnu sliku kontrolisanog dela i njegovih površinskih profila i pokazuje da li ima dovoljno materijala pre obrade. Osim toga, svi podaci sa inspekcije dostupni su odmah i bez odlaganja.
Prednost
Precizna inspekcija liva i besprekorna kontrola kvaliteta
Uz 3D skeniranje, vreme razvoja liva se skraćuje, a kvalitet proizvedenih delova je besprekoran zahvaljujući mogućnosti analize osnovnog uzroka problema. Kvalitetne informacije su dostupne brzo. Vreme potrebno za podešavanje, skeniranje i izveštavanje je smanjeno. Celi proces proizvodnje liva se unapređuje kako bi se postigli delovi sa uskim tolerancijama.
3D skeniranje u PLM-u: servisiranje
3D skeniranje se koristi u fazi servisiranja u okviru PLM-a za primene kao što su dokumentacija, održavanje, popravka i remont (MRO), kao i zamena, reciklaža i restauracija delova.
Zamena kolektora na glavnom cevovodu pare u postrojenju za proizvodnju energije
Izazov
Dizajn bez CAD fajlova, samo na osnovu postojećih delova
Zamena kolektora na glavnom parovodu u postrojenju za proizvodnju energije predstavlja ozbiljan izazov. CAD modeli često više nisu dostupni. Inženjeri moraju da projektuju zamenske delove koristeći samo fizičke delove. Pored toga, kolektori su često smešteni u veoma skučenim i teško dostupnim prostorima. Zatim dolazi izazov poravnanja: operateri moraju da precizno usklade proizvedeni sferni kolektor sa odgovarajućim tačkama povezivanja u postrojenju, uz uske tolerancije. Kako održavati te parovodne sisteme, kako napraviti zamenske delove, i kako sve to realizovati u predviđenom roku i budžetu?
Rešenje
3D snimanje, 3D model, 2D crteži
Rešenje je snimanje sfernih kolektora pomoću 3D skenera i kreiranje 3D modela na osnovu prikupljenih podataka. Zatim se izrađuju 2D tehnički crteži koji se koriste za proizvodnju novih kolektora. Nakon izrade, finalni proizvod se ponovo skenira kako bi se napravila mreža (mesh) i ona uporedi sa originalnim 3D modelom, čime se proverava tačnost proizvodnje i usklađenost sa projektom.
Prednost
Savršeno uklapanje
Uz prenosivi 3D skener, inženjeri mogu otići na lokaciju i skenirati različite delove kako bi dobili sveobuhvatan uvid u postojeće stanje postrojenja. 3D skeniranje im pruža sve potrebne informacije za optimizaciju dizajna, kao i sve dimenzije potrebne za sagledavanje okruženja u koje se novi dizajn mora uklopiti. Od samog početka znaju da će zamenski delovi biti precizno proizvedeni i potpuno u skladu sa dizajnom. Na taj način mogu biti sigurni da će se, nakon montaže, deo savršeno uklopiti.