W tym artykule chcemy przedstawić, jak niektóre z firm automotive wykorzystują skanery 3D, w jaki sposób urządzenia te potrafią ułatwić pracę oraz jakie realne możliwości daje ta technologia.
Przykład 1: Stworzenie modelu 3D na obrabiarkę CNC lub w celu wykreowania formy
Do stworzenia formy lub przygotowania wyrobu na obrabiarce CNC niezbędny jest model 3D – najczęściej w jednym z formatów CAD. Jeżeli chcemy wyprodukować obiekt taki sam lub bardzo podobny, a nie mamy dokumentacji od producenta, prawie niemożliwe jest dokładne 1:1 stworzenie go ręcznie przez projektanta – szczególnie w przypadku, gdy obiekt ma skomplikowany kształt. W takim przypadku, aby pozyskać taki model firmy wykorzystują skanery 3D.
Skanery 3D pobierają dane przestrzenne z dokładnością nawet 5μm (0,005 mm), a następnie tworzą model 3D w formacie siatki trójkątów (np. stl, obj, ply). Siatkę tę można wykorzystać bezpośrednio do drukarki 3D lub przerobić na model CAD. (przeczytaj artykuł jak działa skaner 3D.)
Aby stworzyć model CAD ze skanu 3D, potrzebne jest oprogramowanie do projektowania 3D. Zdecydowanie przyspieszają ten proces dedykowane narzędzia do inżynierii odwrotnej, w które wyposażone jest wiele programów 3D (np. Design X, Solid Edge itd, prawie wszystkie sprzedawane przez nas skanery zawierają w cenie oprogramowanie 3D z modułem do inżynierii odwrotnej Solid Edge Shining 3D Edition). Poprzez wykonywanie np. przekrojów naszego modelu .stl zbierane są informacje o wymiarach modelu, które następnie wykorzystuje się je do stworzenia modelu.
Model CAD pozwala na stworzenie formy lub umożliwia już wytworzenie wyrobu na obrabiarce CNC. W poniższym przykładzie opisujemy konkretny przykład skanowania 3D w celu wycięcia formy na maszynie CNC.
Przykład: Firma C-Tech, zleciła nam skan pokrywy silnika samochodu Mercedes. Nasz klient chciał wytworzyć tę pokrywę z innego materiału wprowadzając jedynie drobne poprawki do designu.
Skanowanie pokrywy silnika z wykorzystaniem skanera laserowego
Detal zeskanowano za pomocą laserowego skanera 3D Freescan X5 marki Shining 3D oraz przerobiono model na format CAD. W kolejnym kroku dopasowano go do preferencji klienta oraz zaprojektowano pod kątem produkcji z włókna węglowego w jednym kawałku. Na podstawie pliku utworzono formę, która umożliwia wyprodukowanie pokrywy silnika z różnych materiałów (w tym przypadku klient wykorzystuje włókno węglowe).
W podobny sposób firmy tworzą model CAD z pomocą skanera 3D, aby następnie na obrabiarkach CNC:
– taniej wytworzyć daną część niż wynosi cena jej zakupu,
– odtworzyć zabytkową część samochodu,
– powielić części w takiej samej formie lub z wprowadzonymi zmianami np. poprawiając wygląd, lub naprawiając często psujące się części,
Zobacz jak wygląda ręczne skanowanie 3D z użyciem skanera laserowego:
Przykład 2: kontrola wymiarów oraz porównanie obiektu z modelem bazowym
Spora ilość obiektów tworzonych jest obecnie na podstawie dokumentacji 3D. Mając model 3D przedmiotu, który właśnie został wytworzony możliwe jest porównanie go z modelem referencyjnym (czyli modelem CAD 3D ) oraz sprawdzenie zgodności.
Poniżej przedstawiamy, jak dokładnie wygląda taki proces kontroli wymiarów z wykorzystaniem skanera 3D
- Skaner 3D tworzy cyfrowy model 3D fizycznego obiektu, który został wytworzony (np. obrabiarką CNC, wytłoczony z metalu itd.) z dokładnością np. 5 μm (dokładność podana dla urządzenia OptimScan 5M).
- Dedykowane oprogramowanie do kontroli jakości automatycznie porównuje skan z modelem 3D, na podstawie którego został wykonany dany element.
Program pokazuje wszystkie odchylenia i niezgodności wymiarów oraz generuje raport pomiarowy. Przykładowy raport pokazany jest na zdjęciu poniżej.
Przykład 3: dopasowanie nowych elementów i kontrola kolizji
W procesie wymiany, czy przeprojektowywania elementów kluczowe jest doskonałe dopasowanie nowych części. W tym obszarze, również wykorzystywane są skanery 3D.
Przykładem takiego zastosowania jest proces w firmie, która zajmuje się produkcją samochodów kempingowych. Pojazdy te buduje się najczęściej na bazie zwykłych pojazdów wprowadzając przeróbki).
Firmy z tej branży wykorzystują skaner 3D, aby szybko uzyskać model samochodu bazowego, a następnie na tej podstawie projektować wnętrza oraz wprowadzać zmiany w projekcie i tworzyć części za pomocą obrabiarek CNC. Dzięki temu możliwe jest idealne dopasowanie nowych elementów oraz przeprowadzenie tzw. „wirtualnego montażu”, który umożliwia wykrycie kolizji, trwałości elementów, problemów podczas montażu. Pozwala to na zmianę projektu jeszcze przed wytworzeniem obiektu, a co za tym idzie, uniknąć wielu pracochłonnych zmian i kosztów związanych z przerabianiem wytworzonych części.
Modele 3D powstałe ze skanerów 3D wykorzystywane są także do wielu innych symulacji tj: testy aerodynamiczne czy wykrywanie kolizji podczas pracy danej części np. symulując pracę drzwi, tłoków silnikowych itd.
Przykład 4: analiza miejsc wypadków
Coraz częściej skanery 3D wykorzystywane przy analizie wypadków komunikacyjnych. Podczas takich zdarzeń zdarza się, że zostaje zablokowany lub utrudniony ruch oraz wymagane jest jak najszybsze usunięcie uszkodzonych pojazdów. Ważne jest jednak, aby miejsce zdarzenia było dokładnie przeanalizowane, oraz aby nie został przeoczony żaden szczegół, które może być istotny dla ustalenia okoliczności wydarzenia. Aby połączyć te dwa interesy wykorzystuje się skanery 3D.
Urządzenia te umożliwiają szybkie przeniesienie miejsca wypadku do modelów 3D, czy stworzenie informacji topograficznej, aby kolejno na projekcie 3D przeanalizować okoliczności zdarzenia. Pozwala to nie tylko szybciej wznowić ruch komunikacyjny, ale także przeprowadzić dodatkowe symulacje zdarzenia. Skanowanie powypadkowych stosuje się również w celu dokładnego dokumentowania szkód ubezpieczeniowych
Podsumowanie
Tak naprawdę każdy kolejny klient to często nowe zastosowanie skanerów 3D i przypadek, który warto opisać. W tym artykule przedstawiliśmy kilka, aby pokazać zaledwie zarys możliwości, jakie otwierają skanery 3D dla branży automotive
Skaner 3D EinScan HX – stworzony dla automotive
Zachęcamy do zapoznania się z najnowszym laserowym skanerem 3D – EinScan HX, który bez problemu skanuje obiekty ciemne oraz błyszczące i wykorzystywany jest do skanowania samochodów lub ich części.
Zapraszamy na bezpłatną prezentację skanerów 3D, podczas której przedstawimy najlepsze rozwiązania dostosowane do Twoich potrzeb
Masz pytania dotyczące skanerów 3D?
Napisz, jak możemy Ci pomóc
Działanie, rodzaje i zastosowanie skanerów 3D
