Neste artigo vamos falar sobre a otimização dos processos de controle de qualidade usando digitalização 3D , sobre o design e os princípios de operação de scanners 3D metrológicos . Usando exemplos reais, mostraremos a eficácia do uso de equipamentos para resolver vários problemas. Depois de ler a análise, ficará mais fácil navegar entre a grande quantidade de modelos do mercado e determinar os critérios para escolher o dispositivo certo.
Introdução
Todos os anos, a indústria produz dispositivos e dispositivos mais avançados. As peças da máquina costumam ter uma forma geométrica complexa e estão em estreita interação umas com as outras. Para garantir o funcionamento bem coordenado dos mecanismos, é necessário combinar as formas, tamanhos, precisão de montagem e outros parâmetros. O controle de qualidade em engenharia mecânica foi realizado por meio de várias tecnologias, incluindo o uso de máquinas de medição por coordenadas (CMM). No entanto, a digitalização é de longe o método mais eficiente em termos de capacidade de captura de dados para medições e velocidade de processamento de informações.
Capacidades de scanners 3D
Fonte: solutionix.com
Scanners 3D lidam não apenas com superfícies planas, mas também com áreas difíceis: cantos entre bordas e bordas, recortes, orifícios. Uma vantagem importante dos dispositivos é seu método de operação sem contato, que permite a digitalização à distância, em locais de difícil acesso.
Após a realização das alterações, as informações são transmitidas on-line para o computador, onde o software compara os dados recebidos e os parâmetros configurados e demonstra desvios: discrepâncias de tamanho, trincas, vestígios de deformação e corrosão e outras alterações.
Áreas de uso
Fonte: sastrarobotics.com A
medição digital é um processo altamente tecnológico que possui várias vantagens importantes sobre outros métodos de verificação. A única desvantagem da tecnologia é o alto preço do equipamento. Em grandes indústrias, com um retorno rápido, o uso de scanners 3D é economicamente justificado. Vamos considerar alguns exemplos:
- produção em grande escala de peças e dispositivos com inspeções obrigatórias de qualidade de entrada e saída;
- produção em pequena escala de objetos de geometria complexa, o que é impossível sem um controle de qualidade constante.
Situações em que outras tecnologias não podem ser aplicadas:
- trabalhar com objetos feitos de materiais específicos, deformáveis pelo método de contato de determinação dos parâmetros;
- medição de peças eletrônicas com risco de danos por eletricidade estática;
- medições repetidas de objetos que estão fisicamente ausentes também podem ser realizadas em uma cópia digital feita anteriormente.
Propósito de uso
Fonte: www.capture3d.com
Controle em diferentes estágios de produção
A inspeção de entrada de materiais e peças é necessária em qualquer empresa. Para produção em grande escala, os lotes de amostra são inspecionados. Porém, isso requer um grande número de controladores, o que acarreta um aumento no preço do produto.
O uso de scanners 3D automatiza o fluxo de trabalho, elimina erros associados ao "fator humano", permite que você mude do controle de qualidade seletivo para o controle de qualidade contínuo, aumenta a velocidade de verificação várias vezes em comparação com o trabalho manual.
Análise da localização das peças em relação umas às outras
Em um produto composto por várias partes, é importante monitorar a correta disposição dos elementos em relação uns aos outros. A tecnologia de digitalização fixa facilmente a posição de objetos no espaço e transmite informações para um monitor de computador.
Verificando a geometria de objetos grandes
Vários objetos grandes, como maquinário de construção, transporte marítimo e aéreo, exigem testes regulares da geometria do casco. O processo é demorado e exige a procura de especialistas com as qualificações e experiência necessárias. Scanners metrológicos 3D lidam facilmente com a digitalização de objetos de grande porte, garantem alta precisão de medição e economizam tempo e recursos financeiros das empresas.
Verificando a geometria de pequenos objetos
Às vezes, medir objetos pequenos é mais difícil do que medir objetos grandes. Scanners 3D medem com sucesso alguns mícrons, independentemente do tamanho das peças. Desvios de forma e tamanho em relação ao modelo base são destacados no programa, o que facilita sua percepção e eliminação.
Seleção de equipamento
Fonte: tool-maker.net
Existem dezenas de modelos de scanners metrológicos no mercado de equipamentos digitais modernos. A escolha do dispositivo começa com a identificação da gama de tarefas definidas pela produção. Aqui estão alguns parâmetros que precisam ser considerados e comparados com os objetivos principais:
1. Espaço de trabalho
É bastante claro que objetos de grande porte requerem dispositivos com uma grande área de trabalho. Observe que o tamanho da área de trabalho está na proporção inversa da resolução. Ao escolher um dispositivo com uma área de digitalização excessiva, o usuário pode encontrar precisão e resolução insuficientes.
2. Precisão dos dados
Obviamente, na construção de aeronaves e na produção de outras peças críticas, é necessária a maior precisão disponível.
Na engenharia reversa de bens de consumo, produtos sem mecânica complexa, bem como quando usados na criação de obras de arte, souvenirs, no desenvolvimento de jogos de computador, tal precisão não terá aplicação, para esses fins não faz sentido pagar a mais por um scanner dezenas e centenas de vezes.
3. Velocidade de operação
Este parâmetro inclui o tempo de calibração e varredura direta. Para produção de alto volume, onde a digitalização 3D é usada para controle de qualidade que envolve dezenas de medições por minuto, a alta velocidade é um recurso significativo. A fabricação de pequenos lotes e a engenharia reversa exigem menos da velocidade do instrumento.
4. Software
Recomendamos dar preferência a scanners que trabalham com software proprietário altamente especializado. O software necessário para o processamento de digitalizações, se não estiver incluído no kit, pode exigir investimentos financeiros adicionais significativos.
5. Preço
Ao escolher um scanner 3D, você deve, de forma independente ou com a ajuda de um especialista qualificado, correlacionar as tarefas do usuário e as capacidades do dispositivo. Não faz sentido pagar a mais por recursos desnecessários. Ao mesmo tempo, é importante que o dispositivo tenha o conjunto necessário de parâmetros que garantem o resultado desejado. É importante prever o período de recuperação do equipamento.
Exemplos de scanners 3D para controle de qualidade metrológica
Vamos começar nossa familiaridade com a apresentação do modelo russo - RangeVision Pro. O dispositivo é aprovado oficialmente como um dispositivo de medição pela Agência Federal de Regulamentação Técnica e Metrologia.
Informações básicas sobre o RangeVision Pro
Fonte: top3dshop.ru
O dispositivo é projetado como um dispositivo de medição universal para objetos pequenos e grandes com tamanhos de 30 a 1000 mm. Três zonas de trabalho e um conjunto de lentes intercambiáveis permitem que o scanner digitalize joias e partes do corpo do carro com a mesma precisão.
A precisão da medição é garantida pela tecnologia de iluminação estruturada, câmeras de 6 megapixels e soluções de software originais.
O software RangeVision permite juntar elementos de imagem, preencher áreas vazias e alinhar imagens. O programa inclui funções básicas para verificar a geometria e fazer medições. O formato do arquivo de saída é compatível com todos os sistemas CAD populares e de modelagem virtual. As atualizações de software estão disponíveis gratuitamente.
Recursos do RangeVision Pro
Exemplos de uso de scanner 3D em vários campos
Inspeção de qualidade na Dolsatech
Fonte: rangevision.com
Parceiro italiano da Iveco e Porsche, a Dolsatech recebeu peças básicas da RPC que exigiam controle de qualidade. O sistema de inspeção de recebimento normal não conseguia lidar com um grande fluxo de produtos e não tinha a oportunidade de testar objetos de geometria não padrão.
Um scanner RangeVision PRO 3D foi usado para otimizar o processo. As tecnologias de medição atuais envolvem o transporte e armazenamento de amostras de controle em áreas dedicadas. A mobilidade do scanner russo permitiu reduzir os custos de logística.
Fonte: rangevision.com
Com o uso de um scanner, não houve necessidade de mover muitas mercadorias para medições. O RangeVision PRO trabalha em oficinas e depósitos - em qualquer lugar conveniente.
Nesse caso, foi criado um modelo tridimensional de uma peça com o tamanho de 1700 mm * 720 mm. Os adesivos foram colados na peça, o que possibilitou a montagem automática de imagens individuais em um único modelo 3D. A informação foi processada pelo software proprietário ScanCenter fornecido com o scanner.
Inspeção de qualidade na INKAY TECHNOLOGY
Fonte: rangevision.com A INKAY
TECHNOLOGY SRL da Itália foi encarregada de verificar se as dimensões da peça fundida do corpo do modelo básico salvo no arquivo CAD estavam corretas. Levando em consideração a geometria não padronizada do objeto, optou-se por abandonar as tecnologias usuais e utilizar o scanner 3D RangeVision.
O trabalho foi realizado em 3 etapas:
- Criou digitalizações da parte externa do corpo usando marcadores para costura automática de imagens.
- Para escanear o interior, o corpo foi dividido em 2 partes, cada uma digitalizada separadamente.
- Costuramos todas as imagens em um único modelo.
Fonte: rangevision.com
Inspeção de qualidade na fábrica de Krasnoye Sormovo
Fonte: rangevision.com
Como mencionamos acima, a digitalização 3D não se justifica apenas na produção de alto volume. Freqüentemente, o equipamento é efetivamente usado para a produção de peças. Na indústria de construção naval, são usados componentes fundidos com geometrias complexas, cujo controle de qualidade é difícil e demorado. Portanto, o uso de equipamentos 3D na indústria está se tornando mais comum.
Os especialistas da fábrica de Krasnoye Sormovo escolheram o RangeVision para inspecionar a qualidade do cubo da hélice de passo variável.
Altura da parte - 70 cm, diâmetro - 80 cm.
Fonte: rangevision.com
Antes de iniciar o trabalho, adesivos foram colados no objeto para automatizar a costura da imagem. O scanner RangeVision PRO 3D foi movido ao redor do hub, tirando fotos de diferentes lados. Um modelo 3D foi montado a partir das 100 imagens obtidas. O arquivo stl foi combinado com o modelo de design básico no software GOM Inspect para determinar os desvios. O trabalho, com o qual os especialistas receberam um relatório preciso sobre a conformidade do produto acabado com o modelo de base, levou várias horas.
ScanTech PRINCE775
Fonte: www.3d-scantech.com
Scanner 3D portátil a laser ScanTech PRINCE 775 opera com base em 2 câmeras com luz de fundo LED. Existem 2 modos de operação disponíveis para os usuários:
- No modo AZUL, o laser azul está ativo; este modo é usado para obter modelos de alto detalhe;
- O modo VERMELHO com um laser vermelho é ativado quando a digitalização em alta velocidade é uma prioridade.
Como resultado da digitalização, uma nuvem de pontos é criada, que é processada usando a solução de software ScanTech. A imagem finalizada é exibida na tela do dispositivo de trabalho.
Especificações do scanner
Usando PRINCE 775
O principal campo de aplicação do scanner é a digitalização de grandes objetos, como peças de navios, carros, instalações industriais. O dispositivo também pode funcionar com pequenos objetos, como joias.
Aplicativos ScanTech PRINCE 775:
- Engenharia reversa;
- Desenho industrial;
- inspeção de qualidade;
- criação de jogos de computador e filmes 3D;
- e em muitas outras áreas.
Fonte: www.3d-scantech.com
Exemplo de utilização de scanner de mão PRINCE em conjunto com MSCAN - o uso de dois dispositivos aumenta a eficiência do processo devido às características do equipamento.
O primeiro dispositivo fornece alta precisão e detalhes, o segundo ajuda a examinar grandes objetos usando fotogrametria.
Fonte: www.3d-scantech.com
Digitalização de peças do Airbus A350 usando o kit: MSCAN + PRINCE. A dupla provou ser excelente na solução rápida de tarefas de inspeção de qualidade.
Fonte: www.3d-scantech.com A
digitalização possibilitou a criação de um modelo tridimensional do impulsor, uma vez que era impossível medi-lo com precisão de outras formas.
Creaform HandySCAN Black Elite
Fonte: creaform3d.com
Vamos nos familiarizar com o versátil e compacto HandySCAN Black Elite - um scanner metrológico 3D profissional da Creaform. O dispositivo é adequado para a maioria dos usuários, incluindo aqueles que não possuem habilidades práticas para trabalhar com esse equipamento. Apesar da facilidade de uso, o scanner garante modelos de alta precisão, mesmo na digitalização de grandes objetos de geometria complexa.
Especificações do scanner
Aplicações do Creaform HandySCAN Black
O dispositivo foi projetado para uso profissional em vários campos. HandySCAN Black é perfeito para tarefas como:
- controle de qualidade de entrada e saída na produção;
- Engenharia reversa;
- inspeção de dutos;
- digitalização de objetos para qualquer finalidade.
O scanner é fácil de usar: para começar, você precisa estabelecer uma conexão com um laptop e selecionar um programa. No processo de digitalização, você pode fazer uma pausa, estudar os resultados intermediários e continuar trabalhando.
Creaform MetraScan 750 | Elite
Fonte: industryarena.com
Outro scanner de metrologia portátil que produz modelos altamente precisos mesmo para objetos grandes.
MetraScan 750 | Especificações Elite
MetraScan 750 | Aplicativos Elite
O instrumento é amplamente utilizado em arquitetura, engenharia de energia, engenharia reversa e controle metrológico.
Solutionix C500
Fonte: psarta.com
Solutionix 500 - scanner 3D colorido compacto. O dispositivo móvel é colocado em qualquer superfície nivelada.
O projeto é baseado em uma mesa giratória e duas câmeras com resolução de 5 megapixels cada. A rotação da plataforma permite que as câmeras capturem o assunto de diferentes ângulos. A alta velocidade de operação e facilidade de uso garantem o excelente desempenho do equipamento.
Características técnicas do Solutionix 500
Âmbito Solutionix C500
Graças ao seu tamanho compacto e à capacidade de digitalizar com rapidez e precisão em cores, o dispositivo é procurado em muitas áreas, por exemplo:
- em odontologia;
- joalheria;
- na educação;
- para resolver problemas de engenharia reversa em vários campos.
conclusões
O uso de scanners 3D metrológicos melhora a qualidade dos produtos e reduz seu custo, economizando tempo e recursos, e minimizando rejeições. A automação dos processos produtivos, por meio da inclusão da tecnologia de digitalização 3D, aumenta a eficiência do empreendimento e sua posição competitiva no mercado.
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