Sprawne przygotowanie odlewu dzięki wykorzystaniu FreeScan UE i technologii modelowania 3D
JMF Modelarstwo Odlewnicze Janusz Frasek to firma z ponad 25 letnim doświadczeniem w branży modelarskiej. Zajmuje się produkcją modeli odlewniczych z drewna, tworzyw sztucznych, a także żywicy epoksydowej. Dzięki wykorzystaniu nowoczesnych technologii w codziennej pracy może pochwalić się realizacją nawet najbardziej wymagających zleceń.
W tym case study chcielibyśmy przedstawić Wam kulisy jednego z takich wyzwań. Przeczytajcie, jak firma JMF Modelarstwo Odlewnicze poradziła sobie z problemem wytworzenia odlewu części z traktora dzięki zastosowaniu technologii skanowania oraz modelowania 3D.
Potrzeba i wyzwanie
Firma JMF Modelarstwo Odlewnicze stanęła przed zadaniem stworzenia omodelowania potrzebnego do wytworzenia odlewu wspornika przedniej osi z traktora. Niestety, nie udało się pozyskać rysunków, z których można by było odczytać dokładne wymiary tej części.
W tym przypadku zastosowanie tradycyjnych ręcznych metod pomiarów byłoby bardzo skomplikowane i czasochłonne, a i tak nie gwarantowałoby pozyskania precyzyjnych wymiarów detalu. W związku z tym firma postawiła skorzystać ze zdobyczy nowoczesnej technologii 3D i zgłosiła się do nas ze zleceniem skanowania 3D części oraz stworzenia bryły, na której można byłoby wykonywać dalsze prace.
Zużyty detal z ciągnika do którego potrzebny jest odlew
W pierwszym etapie problematyczny detal został wymontowany z ciągnika. Następnie po zapoznaniu się z częścią, która miała być skanowana, dobraliśmy najodpowiedniejsze urządzenie do digitalizacji. Z racji tego, że cześć detalu była koloru czarnego postanowiliśmy do inżynierii odwrotnej wykorzystać skaner laserowy FreeScan UE 11 od Shining 3D, który dzięki wykorzystaniu niebieskiego światła lasera świetnie radzi sobie ze skanowaniem ciemnych obiektów. Jest także lekki i poręczny, co przekłada się na komfort pracy z urządzeniem.
Skaner 3D FreeScan UE 11
Kolejnymi atutami tego skanera 3D są metrologiczna dokładność oraz szybkość skanowania. Dzięki FreeScan UE 11 w krótkim czasie udało się pozyskać skan detalu. Na całość prac związanych ze skanowaniem 3D, czyli naklejanie markerów, digitalizację i wygenerowanie pliku do formatu stl przeznaczyliśmy zaledwie 15 minut.
Skan odlewu w postaci siatki trójkątów
Modelowanie 3D
Przed rozpoczęciem modelowania 3D szczegółowo omówiliśmy z klientem założenia projektowe dla modelu 3D i cechy charakterystyczne dostarczonego detalu.
Dla firmy JMF Modelarstwo Odlewnicze kluczowa była identyfikacja powierzchni frezowanych, wzajemne ich położenie, wyznaczenie położenia otworów i ich wartości. Model CAD musiał uwzględniać takie cechy jak: symetryczność bryły, prostopadłości i równoległości charakterystycznych płaszczyzn obrobionych oraz współosiowość otworów. Podczas pracy do weryfikacji wymiarów często korzystaliśmy z funkcji „analiza odchyleń”, która pozwala na wyświetlanie na powierzchni modelu CAD kolorowej mapy odchyłek w odniesieniu do skanu 3D.
Weryfikacja wymiarów modelu CAD ze skanem odlewu z wykorzystanie funkcji: analiza odchyleń.
Projekt formy odlewniczej dodatkowo musiał uwzględniać odpowiednie pochylenia odlewnicze i promienie wewnętrzne ścianek w odlewie. Okazało się to dość problematyczne, ponieważ powierzchnie te są surowymi powierzchniami odlewniczymi, gdzie mamy dość spore tolerancje wykonania, stąd też odczyty ze skanu nie były jednoznaczne. W związku z tym dla promieni wewnętrznych i pochyleń odlewniczych dla modelu 3D przyjęliśmy uśrednione wartości odczytu ze skanu, natomiast w trakcie projektowania formy odlewniczej wartości te zostały doprecyzowane przez zespół projektowy firmy JMF Modelarstwo Odlewnicze Janusz Frasek.
Kolorem czerwonym oznaczono powierzchnie obrabiane, wymagające uwzględnienia naddatków odlewniczych.
Projekt zrealizowaliśmy przy wykorzystaniu oprogramowań Geomagic Design X, oraz Solid Edge.
Geomagic Design X pozwolił nam przygotować siatkę skanu odlewu w wysokiej rozdzielczości. Natomiast oprogranowanie Solid Edge wykorzystaliśmy w celu wygenerowania rysunku 2D z modelu CAD, na którym podano dla narzędziowni same gwinty występujące w odlewie.
Model CAD
Podsumowanie
Zastosowanie wyżej opisanych rozwiązań pozwoliło nam szybko i sprawnie przeprowadzić procesy skanowania i modelowania 3D. Dodatkowo mieliśmy pewność, że pozyskane dane są precyzyjne. Dzięki temu mogliśmy dostarczyć firmie JMF Modelarstwo Odlewnicze bryłę zeskanowanego detalu, na której mogła wykonywać dalsze etapy produkcji. Przedstawione rozwiązanie znacząco ułatwiło i przyspieszyło przygotowanie poprawnie wykonanego odlewu, redukując tym samym koszty jego przygotowania.
Zużyta cześć ciągnika | Przygotowane modele odlewów części
Case study powstało przy współpracy z firmą:
JMF Modelarstwo Odlewnicze Janusz Frasek
ul. Powstańców Śląskich 12, 46-040 Pustków
https://www.frasekmodele.pl/
Skanowanie 3D dla firmy produkującej schody
