3D計(jì)量掃描儀如何有助于控制制造和檢測(cè)過程？

魔猴君  知識(shí)堂   70天前

當(dāng)談到在其業(yè)務(wù)中采用增材制造時(shí)，制造商通常關(guān)注機(jī)器本身，而不一定考慮整個(gè)3D打印工作流程。然而，CAD軟件的選擇、后處理解決方案甚至所創(chuàng)建零件的檢測(cè)工具都是提高生產(chǎn)率和有效集成這種制造方法的重要環(huán)節(jié)。SolidCAM公司特別關(guān)注這一點(diǎn)，并進(jìn)行了多項(xiàng)研究，以了解哪些解決方案最適合其客戶。在此背景下，他們向檢測(cè)設(shè)備領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者OGP尋求幫助，以探索3D計(jì)量掃描儀及其提供的諸多優(yōu)勢(shì)，特別是對(duì)于機(jī)械車間而言。

計(jì)量學(xué)是一門測(cè)量科學(xué)，通常是對(duì)制造的零件進(jìn)行檢查，以確保它們符合設(shè)計(jì)。隨著3D打印變得越來越普遍，我們開始看到越來越難以檢查的有機(jī)部件。此類零件的檢查通常使用坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（或CMM）進(jìn)行，其中機(jī)器人通過探針反復(fù)接觸零件來測(cè)量零件的形狀。盡管該方法已經(jīng)被證明了很長(zhǎng)時(shí)間，但它有一些局限性，例如需要在開始數(shù)據(jù)分析之前編寫檢查程序。然而，幾年來，市場(chǎng)一直在提供更先進(jìn)的解決方案，特別是可以節(jié)省時(shí)間且更加精確。這些是3D計(jì)量掃描儀，與增材制造結(jié)合使用時(shí)特別有用。

3D計(jì)量掃描儀是檢查零件的理想解決方案（照片來源：ShapeGrabber）

計(jì)量與檢驗(yàn)

計(jì)量級(jí)3D掃描儀在增材制造中最常見的用途之一是零件檢查。隨著3D打印零件的設(shè)計(jì)和形狀變得越來越復(fù)雜，事實(shí)證明3D掃描儀比其他檢測(cè)方法更加靈活，并具有一些關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)。對(duì)于坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，有必要準(zhǔn)確了解您想要測(cè)量什么以及如何測(cè)量。然后，您必須相應(yīng)地編寫檢查程序，以便開始收集有關(guān)這些已識(shí)別特征的數(shù)據(jù)。

SolidCAM應(yīng)用工程師Peter Genovese補(bǔ)充道：“使用3D掃描儀，您只需掃描整個(gè)零件，就可以隨時(shí)訪問其所有特性。如果用戶在3個(gè)月后意識(shí)到該部件的新特性至關(guān)重要，他們只需點(diǎn)擊幾下即可調(diào)整其檢查報(bào)告，即使該部件已經(jīng)離開現(xiàn)場(chǎng)。?這種靈活性還意味著操作員無需先執(zhí)行預(yù)編程的檢查程序即可開始其他操作。相反，它可以在創(chuàng)建檢查報(bào)告并識(shí)別感興趣區(qū)域的同時(shí)開始掃描零件，從而有助于提高運(yùn)營(yíng)效率。

3D打印銑刀的3D掃描數(shù)據(jù)（照片來源：SolidCAM）

使用3D計(jì)量掃描儀進(jìn)行逆向工程

采用3D計(jì)量掃描儀還使逆向工程工作變得更加容易。此過程用于了解組件的制造方式：我們分析其屬性、功能和結(jié)構(gòu)，以便能夠復(fù)制該零件并對(duì)其進(jìn)行修改。我們從一個(gè)已經(jīng)存在的作品開始，“解構(gòu)”它以了解它是如何工作的，創(chuàng)建一個(gè)副本或提出一個(gè)新版本。在汽車或航空航天等許多行業(yè)中，逆向工程越來越受歡迎，特別是生產(chǎn)現(xiàn)在不再生產(chǎn)或我們不再有原始計(jì)劃的備件。

借助3D掃描儀，用戶可以非常輕松地掃描他們想要復(fù)制、更改等的部分，并獲得3D模型。從那里，他可以直接進(jìn)行3D打印，或者將其導(dǎo)入CAD軟件中進(jìn)行細(xì)化和修改。結(jié)合3D掃描和增材制造對(duì)于提高此類活動(dòng)的生產(chǎn)率特別有意義。

分析與優(yōu)化

增材制造的優(yōu)勢(shì)之一是能夠多次迭代來生產(chǎn)滿足我們所有需求和標(biāo)準(zhǔn)的“完美”零件。您可以輕松調(diào)整變量、使用參數(shù)、修改設(shè)計(jì)以充分利用3D打印。如果這些操作在市場(chǎng)上很常見，那么這些迭代的分析又如何呢？這個(gè)迭代階段可以生成數(shù)十甚至數(shù)百個(gè)不同的零件：他們?nèi)绾慰焖僭u(píng)估其性能？這就是3D掃描儀可以使分析過程變得更容易的地方。

3D掃描儀可用于創(chuàng)建半自動(dòng)檢查例程，以快速有效地從數(shù)十個(gè)零件迭代中獲取數(shù)據(jù)。用戶可以收集樣品數(shù)據(jù)，從而對(duì)制造過程做出明智的選擇。SolidCAM增材客戶經(jīng)理Kenny Betz繼續(xù)說道：“在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中對(duì)零件原型和迭代進(jìn)行編目可能是一個(gè)成本高昂且耗時(shí)的過程。使用3D掃描儀使我們能夠快速準(zhǔn)確地捕獲這些數(shù)據(jù)，并為未來的分析和改進(jìn)提供可靠的零件歷史記錄。?

3D掃描儀還有助于更好地優(yōu)化打印階段。數(shù)字化數(shù)據(jù)可以集成到優(yōu)化軟件中，用于優(yōu)化要?jiǎng)?chuàng)建的零件。在市場(chǎng)上的解決方案中，我們可以引用Desktop Metal的Live Sinter：它是一款多物理場(chǎng)仿真軟件，基于金屬粉末粘合過程，模擬Shop System上打印的零件的燒結(jié)過程。它允許您優(yōu)化網(wǎng)格以避免任何打印錯(cuò)誤，并考慮所需模型和零件之間可能存在的差異。

Live Sinter軟件顯示了它根據(jù)掃描數(shù)據(jù)對(duì)刀具模型所做的調(diào)整（照片來源：SolidCAM）

SolidCAM表示：“雖然模擬對(duì)打印過程和環(huán)境因素做出了相當(dāng)具體的假設(shè)，但調(diào)整軟件的最可靠方法是將已打印零件的掃描數(shù)據(jù)導(dǎo)入到系統(tǒng)中，并允許軟件相應(yīng)地調(diào)整其預(yù)測(cè)。

來源：3dnatives