Основная деятельность компании Duisburger Modellfabrik GmbH – производство крупных литейных моделей из дерева, блочных пластиков и пенопласта для изготовления паровых и газовых турбин, станин двигателей, дизельных двигателей и компонентов для ветроустановок в виде отливок из стали, серого или нодулярного чугуна.

Все чаще заказчики обращаются с просьбой сравнить изготовленную модель оборудования с исходными CAD‑данными. В модельную оснастку входит модель и стержневые ящики, которые в дальнейшем используются в литейном производстве в качестве инструментов для создания формы.

В течение первых нескольких лет работы компания Duisburger Modellfabrik заказывала услуги трехмерной съемки на стороне. Вскоре было принято решение приобрести собственную измерительную систему для снижения производственных затрат и устранения разногласий между сборщиком моделей и специалистом по измерениям.

Поскольку компания производит детали длиной, шириной и высотой в несколько метров, необходимо было найти измерительную 3D‑систему для быстрого и легкого сканирования больших поверхностей – разумеется, не в ущерб точности. Так как у компании не было специального помещения для проведения измерений, система должна была быть портативной и способной выдержать неблагоприятные факторы окружающей среды (пыль, грязь, вибрации) – другими словами, компания нуждалась в 3D‑оборудовании, которое можно было бы использовать практически везде. 

Внедрение 3D‑сканера в рабочий процесс

Компания остановила свой выбор на MetraSCAN 3D от Creaform – оптическом 3D‑сканере с функционалом КИМ, разработанном специально для выполнения высокоточных и повторяемых измерений метрологического класса и контроля геометрических параметров поверхности в производстве. Решающими факторами для приобретения сканера стали его гибкость, способность оцифровывать поднутрения и возможность виртуальной сборки.

Не все модельные приспособления должны подвергаться визуальному контролю, но в случае необходимости их сканируют по завершении изготовления отдельных компонентов. Когда Duisburger Modellfabrik еще зависела от поставщиков услуг, сделать это было невозможно.

Модельный цех. 3D‑измерения выполняются непосредственно на деталях

Для того чтобы обосновать целесообразность выезда на место и наем поставщика метрологических услуг, нужно было сначала изготовить достаточное количество компонентов для проведения хотя бы трех дней обмерных работ. Теперь же готовые компоненты можно измерять и отгружать прямо с помощью 3D‑сканера.

Герберт Шильд (Herbert Schild), управляющий директор компании Duisburger Modellfabrik GmbH, отмечает: «Внедрить MetraSCAN 3D в наш рабочий процесс и подготовить персонал было очень просто – наши сотрудники уже имели опыт работы в CAD/CAM‑системах, поэтому работать на компьютере оказалось несложно. При сканировании полуфабрикатов можно построить оптимальную траекторию фрезерования и избежать множества пустых проходов фрезы».

3D‑измерения полуфабрикатов и готовых деталей

Так, компании нужно было отсканировать полуфабрикат, а на более позднем этапе  готовую деталь для оснащения модели двигателя (см. фото выше). Формально каждый проект Duisburger Modellfabrik GmbH осуществляется по следующей схеме:

• получение от заказчика данных о готовых деталях;

• формирование данных о полуфабрикатах, расположение припусков на обработку и нанесение углов уклона – это необходимо для того, чтобы извлечь модель из пресс-формы или сердечник из коробки с сердечником;

• создание модельной оснастки с помощью САПР;

• фрезерование и сборка модельной оснастки;

• 3D‑сканирование отдельных готовых компонентов с помощью MetraSCAN 3D;

• сопоставление исходных данных с полученными данными;

• 3D‑сканирование готовой отливки;

• сравнение данных отливки с данными готовых деталей заказчика.

Данные сканирования в VXelements и CAD‑модель оборудования

Какие рабочие процессы Duisburger Modellfabrik поддерживает 3D‑сканер MetraSCAN 3D?

Контроль качества

При создании заготовок MetraSCAN 3D используется для точной оцифровки и последующего контроля геометрических параметров путем контроля отклонений геометрии в программном обеспечении PolyWorks от компании InnovMetric. Измерительная 3D‑система исключительно портативна: ее можно поднести к детали любого размера, а затем быстро и точно провести сканирование. Даже труднодоступные места, такие как углубления или блестящие поверхности, могут быть легко измерены. При этом нет необходимости использовать матирующий спрей.

Виртуальная сборка

Можно виртуально собрать отдельные детали и сделать замеры готовой конструкции. Такой процесс возможен за счет рационального использования целевой модели. Это значительно облегчает сравнение с фактическими данными. 

Проектирование

Для некоторых прототипов понадобится коррекция при помощи САПР. Данные сканирования позволяют легко настраивать и проектировать в САПР даже нестандартные поверхности произвольной формы. Файлы формата .stl делают возможным обработку в САПР форм, считающихся сложными для обратного проектирования. 

Сравнение по цветовой карте с данными готовой детали заказчика с помощью PolyWorks Inspector

Программирование станков с ЧПУ

Разумеется, можно оцифровать и проверить точность размеров конечного продукта. Однако 3D‑данные можно использовать и для программирования фрезерного станка. Это поможет исключить работу вслепую и значительно снизить затраты. 

Мнение клиента

«Сканирование с помощью MetraSCAN 3D дает нашей компании большие преимущества. Компоненты большого размера можно быстро и точно отсканировать прямо на рабочем месте. Гибкость, точность и производительность измерительной системы идеально соответствуют нашим условиям и деталям, которые меняются ежедневно. Поэтому мы можем гарантировать высокое качество и точность даже для сложной модельной оснастки. Конечно, приобретя сканер Creaform, мы открыли новые бизнес‑направления: от реверс‑инжиниринга до творческих программ и судостроения. К тому же мы предлагаем нашим клиентам услуги сканирования отливок. И портативная система Creaform MetraSCAN 3D помогает нам в этом», – подвел итог Герберт Шильд.

Материал предоставлен компанией Creaform

Автор: Сергей Думилин

Источник