Introduktion til
Er du ekspert i 3D-scanning i støberi- og støbeindustrien? Så vil du ikke gå glip af Bruces seneste webinar!
Bruce er account manager hos SHINING 3D og har erfaring med at bruge måleværktøjer i støberi- og støbeindustrien. I dette webinar beskriver han forskellene mellem traditionelle produktionsværktøjer og 3D-scanning. Bruce giver også eksempler på, hvordan metrologiske 3D-scannere kan bruges, og hvilken slags resultater du kan forvente.
Med hans tips og anbefalinger vil du være klar til at vælge den bedste 3D-metrologiscanner til dine behov.
Bruce, account manager hos SHINING 3D
Traditionelle måleværktøjer og deres begrænsninger
Støberi og støbning er afgørende for fremstillingen og leverer vigtige komponenter til næsten alle brancher. Uanset om det er fra bil-, rumfarts-, bygge- eller forbrugsvareindustrien, har de fleste produkter været igennem støberi og støbning.
Disse processer involverer adskillige manuelle værktøjer. Bruce nævner, at de traditionelle målemetoder i industrien altid involverer en stållineal, en skydelære, en skydelære og en påfyldningsmåler.
Traditionelle værktøjer i støberi- og støbeindustrien
Fordelene ved disse traditionelle måleværktøjer er, at de er nemme at bruge, billige, giver øjeblikkelige måleresultater og ikke kræver batterier.
Men det er tidskrævende at bruge sådanne værktøjer, og hvis de aflæses forkert eller ikke bruges korrekt, kan de let give unøjagtige resultater. Efterhånden som industrien udvikler sig til at kræve større præcision, tilpasser disse værktøjer sig gradvist ikke til de strengere krav.
Det er derfor, mange fabrikker vender sig mod 3D-måleværktøjer som CMM'er (koordinatmålemaskiner) og 3D-laserscanningsarme. Disse værktøjer giver større præcision og eliminerer nogle af de risici, der er forbundet med manuelle målinger.
Andre 3D-værktøjer i støberi- og støbeindustrien
Ikke desto mindre har CMM'er og 3D-laserscannerarme også deres egne ulemper. De repræsenterer begge en betydelig initialinvestering og kan kun måle, hvad der er inden for deres rækkevidde. For en CMM betyder det, at den kun kan måle det, der passer inden for dens ramme. For en lasermålearm er det længden af dens arm.
Industrielle koordinatmålemaskiner har et par yderligere begrænsninger. De har høje driftsomkostninger, til dels fordi de har brug for et specifikt driftsmiljø (f.eks. lav luftfugtighed og temperatur, ingen vibrationer). De er også ret langsomme, og det tager lang tid at foretage målinger i fuld skala af store objekter. Sidst, men ikke mindst, har de svært ved at måle dele med afgrænsede zoner (f.eks. lommer, huller) eller buede områder.
Metrologi 3D-scannere vs. CMM'er og 3D-laserarme
På baggrund af ovenstående deler Bruced seks fordele ved at bruge 3D-scanning i støberi- og støbeindustrien.
● Hurtigere hastighed: Når laseren bevæger sig hen over overfladen på et objekt, kan der registreres tusindvis til titusindvis af datapunkter i sekundet.
● Høj nøjagtighed: Metrologiske 3D-scannere som dem fra SHINING 3D FreeScan-serien kan tilbyde en nøjagtighed på op til 0,02 mm.
● God miljømæssig tilpasningsevne: Temperatur, fugtighed, lys og vibrationer har kun ringe effekt på scanningen, og 3D-scannere kan bruges i vid udstrækning på værkstedet.
● Bærbar: Håndholdte 3D-scannere er lette og kompakte. De leveres som regel med en rejsetaske, som gør dem nemme at transportere, selv på en flyrejse.
● Omkostningseffektive: Berøringsfri 3D-scanning og -inspektion er ofte hurtigere og nemmere at udføre, samtidig med at det giver certificeret kvalitet og præcision.
● Brugervenlig: 3D-scannere og deres software er intuitive at bruge og opsætte. Desuden giver håndholdte metrologiske 3D-scannere lettere adgang til smalle, begrænsede områder.
Vigtigste anvendelser af 3D-scanning af støbninger og forme
Støbe- og formfabrikker udnytter 3D-scanning til mange forskellige formål. De fleste af dem kan grupperes i tre almindelige use case-typer:
● Reverse engineering, 3D-scanning-til-CAD og 3D-modellering
● 3D-inspektion og kvalitetskontrol
CAE (computer-aided engineering) og virtuel samling
Reverse engineering og 3D-inspektion er de mest populære anvendelser. Fabrikker bruger 3D-scannere til reverse engineering eller inspektion af en bred vifte af dele i alle slags materialer. Det omfatter skum- eller træmønstre, metalforme, rå støbedele, fine fræsedele og meget mere.
Et typisk 3D-inspektionsworkflow med FreeScan UE-serien
Det typiske 3D-inspektionsworkflow for støbe- og støberidele ser nogenlunde sådan ud:
1.3D-scanning af emnet for at indhente og eksportere 3D-data, normalt i STL-filformatet.
2.Importer de scannede data til 3D-inspektionssoftware - som Geomagic Control X eller Verisurf - og juster. Der findes flere metoder til justering, hvoraf de mest populære er best-fit justering, RPS justering og 3-2-1 justering.
3.Opret et kort over afvigelser, GD&T eller andre inspektionselementer, og eksporter inspektionsrapporten.
Virkelige eksempler på 3D-scanning i støberi- og støbeindustrien
Efter at have givet indsigt i fordelene ved 3D-scanning og beskrevet de vigtigste anvendelsesmuligheder gav Bruce et par eksempler fra det virkelige liv. De skal hjælpe dig med at få et klarere billede af, hvordan 3D-scanning i metrologisk kvalitet kan bruges i støberi- og støbeindustrien.
Mønster af tabt skum: 3D-inspektion af første artikel
I støbning med tabt skumer mønsteret, der er lavet af ekspanderet polystyren (EPS), belagt for at skabe en form. Mønsteret fordamper eller brændes væk, når det smeltede metal hældes i formen, og efterlader en præcis metalstøbning.
3D-inspektion af skummønsteret
Før støbningen er det dog vigtigt at måle skummønsterets afvigelse og sammenligne det med CAD-modellen. Dette trin kaldes "3D first article inspection". I denne use case brugte kunden en FreeScan UE 3D-scanner til hurtigt at 3D-scanne mønsteret på stedet. Resultaterne var meget nøjagtige og præsenterede et utroligt detaljeniveau.
Træmønstre bruges i vid udstrækning som prototyper til efterfølgende sandstøbning. Som de fleste prototyper og støbeforme påvirker deres størrelse og form direkte kvaliteten af det endelige produkt.
3D-inspektion af en stor træform
Webinar-skærmbilledet ovenfor viser træformen til en vindmølles hovedaksel. Den er 5 meter høj og 4 meter stor. På grund af den ekstra store størrelse kan træmodellens aksekrop nemt forskubbe sig under produktionsprocessen.
For at afgøre, om der er en forskydning, og i hvilket omfang, besluttede teamet at inspicere den fuldstændigt med FreeScan UE Pro. Denne metrologiske 3D-scanner har indbygget fotogrammetri for at sikre konsistente og pålidelige data, når store objekter digitaliseres.
Teamet var i stand til at 3D-scanne hele formen på 4 x 5 meter på ca. 35 minutter, eksklusive klatring og ledninger.
Verifikation af CNC-programmering
Formen på billedet nedenfor blev fremstillet med en CNC-fræsemaskine:
Verificering af CNC-programmering
For at sikre, at delen blev fræset korrekt, og før massefremstilling af delen, er det bedst at inspicere den fræsede del. Ved at sammenligne 3D-scanningen med det originale CAD-design kunne teamet nemt opdage fejl (f.eks. afvigelse i referencehullets position) og korrigere CNC-programmeringen.
Andre almindelige brugssager
Virtuel samling og inspektion af vægtykkelse
Virtuel samling er processen med at samle forskellige dele af det samme produkt i 3D og på skærmen. Målet er at simulere den endelige samling og verificere, at hver del passer godt sammen med de andre. Selv hvis delene passer godt sammen, kan virtuel samling gøre det muligt for ingeniører og designere at optimere deres produkter yderligere.
Denne metode er nem at udføre med en 3D-scanner og den rigtige 3D-inspektionssoftware, som har indbyggede muligheder for virtuel samling. En af de vigtigste specifikationer, man kan se på for at sikre den rigtige pasform, er vægtykkelsen.
Med vægtykkelse mener vi tykkelsen af støbevæggene: form og form, form og kerne samt kerne og kerne. Det er et kritisk dimensionskontrolelement, som man kan se på, før man starter den endelige støbeproces.
Virtuel samling og inspektion af vægtykkelse
Vedligeholdelse og redesign
SHINING 3D-scannere kan generere nøjagtige digitale 3D-filer af forskellige dele og komponenter. Ud over at være nyttige til reverse engineering og designoptimering kan disse "digitale tvillinger" arkiveres til fremtidig vedligeholdelse. Dette er en meget populær arbejdsgang og anvendelse inden for f.eks. jig- og fixturdesign.
Konklusion
I dette webinar forklarede Bruce fordelene og anvendelsesmulighederne ved 3D-scanning i støberi- og støbeindustrien. Han fremhævede begrænsningerne ved traditionelle måleværktøjer og alternative muligheder som CMM'er og 3D-laserscanningsarme. For at overvinde disse begrænsninger introduceres metrologiske 3D-scannere som FreeScan UE-serien, der tilbyder hurtigere hastighed, høj nøjagtighed, bærbarhed og omkostningseffektivitet.
De vigtigste anvendelser af 3D-scanning inden for støberi og støbning omfatter reverse engineering, 3D-inspektion og virtuel samling. Virkelige eksempler demonstrerer brugen i opgaver som inspektion af første artikel, mønsterinspektion og verifikation af CNC-programmering.
Som konklusion understreger webinaret fordelene ved 3D-scanning for præcision og effektivitet i industrien. FreeScan UE-serien anbefales som en nøjagtig og pålidelig løsning til støberi- og støbeopgaver.
Ønsker du at implementere 3D-scanning i din støbe- eller støberivirksomhed? Du er velkommen til at kontakte Bruce eller hans kolleger for at få vejledning.
