Контроль качества промышленных изделий с помощью 3D-сканеров

Специальное программное обеспечение легко автоматизирует расчет размеров и допусков. В итоге 3D-сканирование позволяет корректировать погрешности не только на этапе производства, но и во время тестирования прототипов, когда цена ошибки гораздо ниже.

Вот несколько примеров промышленных измерений для контроля качества продукции с помощью различных типов 3D-сканеров: лопасти турбин, огромные отливки газотурбинного оборудования, корпуса лодок.

Контроль лопастей ветряной турбины

Ключевые элементы ветрогенератора — захватывающие энергию ветра лопасти. Они влияют на работу всего устройства. Точность геометрии и размеров лопастей очень важна и нуждается в тщательном контроле, в частности, на этапе изготовления пресс-форм.

В целях контроля качества будущих лопастей специалисты компании Beijing Tianyuan 3D (Китай) применили фотограмметрию в сочетании с лазерным ручным 3D-сканером FreeScan UE.

Фотограмметрия — это способ определения внешних особенностей объекта по его фотоснимкам. Основные плюсы совмещения фотограмметрии с 3D-сканированием — высокая скорость оцифровки объекта без потери качества, а также эффективная работа с крупногабаритными объектами.

В данном случае в сочетании с FreeScan UE использовали фотограметрическую систему DigiMetric, которая применяется в крупной промышленности — автомобилестроении, авиакосмической отрасли, производстве энергетического оборудования и т.д.

С помощью фотограмметрии были получены снимки лопастей под разными углами и вычислены координаты всех меток с точностью до 0,1 мм на 4 м.

С помощью программного обеспечения DigiMetric данные сканирования были импортированы на компьютер. Для контроля общей погрешности обрабатываемой детали использовали DGM-фреймворк.

Сочетание ручного 3D-сканера и цифровой системы 3D-фотограмметрии позволило провести максимально точные измерения. Весь процесс контроля был завершен за очень короткое время благодаря высокой скорости сканирования и обработки данных.

Контроль отливок для газотурбинного оборудования

Перед специалистами стояла задача протестировать отливки для газотурбинного оборудования и выяснить, какой припуск требуется различным деталям в процессе их чистовой обработки.

Из-за больших размеров отливок было принято решение использовать систему фотограмметрии DigiMetric и ручной лазерный 3D-сканер FreeScan X7. Функция 3D-сравнения в программе Geomagic позволила визуализировать отклонение между эталонными и действительными параметрами отливок в виде цветовой карты.

Точные 3D-данные позволили быстро проанализировать размер припуска для различных деталей отливок газотурбинного оборудования. Решение помогло не только проконтролировать общую погрешность, но и значительно сократить время обработки изделия.

Контроль качества малых судов из композитных материалов

Производство малых судов из композитных материалов включает в себя изготовление макета и пресс-формы. От точности параметров этих элементов зависят навигационные качества судна. Однако повторное литье в условиях серийного производства может привести к их деформации.

Исследователи из Национального морского университета Мокпо (Республика Корея) провели исследование, чтобы получить данные для улучшения контроля качества судов. С помощью 3D-сканирования эксперты оцифровали реальный макет и сравнили его параметры с эталонными.

В исследовании использовались 3D-сканеры FARO Focus S350 и Artec Eva. Artec Eva — ручной сканер с разрешением до 0,2 мм, что позволило точно фиксировать линии корпуса. Однако для более эффективного контроля качества применили комбинацию двух сканеров. Один использовали для сканирования конкретных участков, другой — для захвата корпуса судна целиком.

Анализ цветовой карты показал, что отклонения от заданных параметров возникают в основном на участках с высокой кривизной, например, в носовой и кормовой части судна.

В дальнейшем судостроители могут использовать полученные результаты для повышения качества продукции, более точной оценки количества композитных материалов и реверс-инжиниринга уже существующих лодок.