Как 3D-сканирование решает ключевую проблему в производстве лопастей ветряных турбин

Лопасти — важнейшая часть ветряной турбины. От точности их размеров и структурной целостности зависит эффективность, надежность и срок службы всего устройства. Однако длина этих деталей превышает 100 метров, что делает контроль геометрии непростой задачей.

Особую сложность представляет контроль сердечника — легкого композита, заполняющего лопасть. Отклонение в его размерах может привести к плохому прилеганию во время формовки, увеличению объема доработок и даже структурным несоответствиям.

Почему рулетки и штангенциркули не подходят?

• Традиционные инструменты могут измерять только дискретные точки, а не непрерывные криволинейные поверхности, что приводит к неполноте данных.

• Отсутствие надежной информации о геометрии не только замедляет производство, но и препятствует получению точной обратной связи для корректировки пресс-форм и оптимизации конструкций.

• Неточные данные провоцируют некачественную подгонку деталей, переделки при сборке и повторный контроль.

Внедрение 3D-сканирования

В качестве альтернативы традиционным инструментам контроля качества компания Mingyang применила решение для 3D-сканирования KSCAN-E.

Это беспроводной портативный сканер, сочетающий продвинутую технологию адаптивной фотограмметрии и лазерное сканирование. Устройство обеспечивает получение данных по всей площади, что идеально подходит для больших поверхностей со сложной геометрией, таких как лопасти ветряных турбин.

Скорость сбора данных: до 8 290 000 измерений/сек.

Точность: до 0,02 мм.

Процесс сканирования

Шаг 1. Чтобы идеально подогнать и обработать внутренний материал лопасти, который будет находиться между ее обшивками, сначала нужно точно знать реальную форму соединяемых поверхностей. Поэтому инженеры использовали KSCAN-E, чтобы отсканировать верхнюю и нижнюю кромки на подветренной стороне в 21-40 м от основания.

Шаг 2. После соединения деталей тот же участок был повторно отсканирован для захвата контрольных маркеров, ранее прикрепленных к внутренней поверхности лезвия. Цель — точное совмещение координат.

Шаг 3. Используя программное обеспечение DefineSight, инженеры автоматически выровняли и объединили 3D-данные до и после соединения деталей, чтобы создать высокоточную 3D-модель, которая может быть экспортирована в стандартные форматы файлов для прямого использования в системах CAD/CAM.

Цифровые данные были отправлены поставщику основных материалов для изготовления идеально подогнанных внутренних деталей. Раньше детали изготавливали по теоретическим чертежам, а теперь — на основе высокоточных сканов лопасти.

Результаты

• Благодаря сканеру KSCAN-E инженеры могут за считанные минуты получить точные 3D-данные о сложных кромках. Сканер гарантирует точное отображение каждой детали. Это устраняет неопределенность, возникающую при использовании теоретических моделей, и создает цифровую основу для контроля качества, калибровки пресс-форм и итераций проектирования.

• Все данные сканирования архивируются, образуя отслеживаемую цифровую запись. Это помогает постоянно совершенствовать лопасти.