3d 스캐닝은 금속 제작에 있는 품질 관리의 개량입니다

금속 제조에 있는 품질 관리는 속도와 정확도 사이 균형을 잡는 행위입니다. 전통적인 방법은, 기능적인, 수시로 병목을 소개하고 인간적인 과실은 비용으로 일하거나 스크랩으로 지도할 수 있는 것을. 최근 년에서는, 3D 스캐닝 기술은 강력한 해결책으로, 공급합니다 미크론 수준 정밀도, 빠른 검사 주기 및 제조 업체가 그들의 제품을 유효하게 하는 포괄적인 디지털 방식으로 기록합니다. 이 기사는 3D 스캐닝이 금속 제조에 있는 질 통제를, 그것의 실제적인 기술 및 미래에 그것의 기술의 근본에서 재건축하는 방법 탐구합니다.

금속 제작 품질 관리의 진화

금속 제작은 수동 블랙 smithing에서 고도로 자동화 된 CNC 구동 프로세스로 진화했습니다. Yet은 수십 년 동안 품질 관리는 수동 도구 - 코팅기, 마이크로 미터, go /no-go 게이지 및 밝은 조명 아래 시각적 검사에 크게 의존합니다. 이러한 방법, 익숙하고 독립 제한을 수행하면서.

수동 측정 도전

수동으로 복잡한 형상을 측정하는 것은 느리고 과실합니다. 내부 구멍, 화합물 곡선과 같은 특징은, 그리고 freeform 표면은 다수 설치를 요구하고 수시로 통신수 사이 일관성 결과를 일으킵니다. 잘 훈련된 기술공으로, 수동 측정의 반복성은 현대 협조 측정기 (CMMs) 또는 3D 스캐너로 달성할 수 있는 정밀도에 거의 접근합니다.

비주얼 검사 제한

비주얼 검사는 표면 결함을 붙잡을 수 있지만 치수 편차 또는 미묘한 경고를 할당하는 실패. 항공 우주 또는 방위와 같은 높은 ‐ 입구 산업에서, 완벽한 보이는 부분은 성능 또는 안전 손상을 방지하기 위해 밀리미터의 분수에 의해 허용 오차의 아웃 될 수 있습니다. 또한, 추적 가능한 매뉴얼은 심각한 및 비주얼 오류로 열 수 있습니다.

이 단점은 더 신뢰할 수있는, 빠르고, 완전히 디지털 방식으로 접근을 위해 필요한 것을 구동한다. 3D 스캐닝이 연습에서 제공합니다.

3D 스캐닝은 제작 설정에서 작동

3D 스캐닝은 표면에 빛 또는 레이저를 투구하고 반영한 본을 기록해서 목표의 육체적인 모양을 붙잡습니다. 현대 스캐너는 구조화된 빛, 레이저 triangulation를, 또는 photogrammetry를 사용하여 그 때 메시 또는 CAD ‐ 호환이 되는 모형으로 가공되는 조밀한 점 구름을 생성하기 위하여 이용합니다.

3D 스캐너의 유형 사용

Handheld Scanner: 휴대용 및 다재다능한, 대개 또는 불규칙한 부품에 대하 이상적입니다. 그들은 무료 ‐form 스캐닝을 제안하지만 꾸준한 손 모션 및 좋은 표면 조건을 필요로 합니다.
Stationary (Desktop) 스캐너: 작은 구성 요소에 대한 높은 정밀도를 제공. 이 부분은 고정 스캐너 머리에서 배치 또는 이동, 반복적 정렬을 보장.
자동 스캐너(CMM‐mounted or robot‐guided): 고급 생산 라인에 대한 프로그래밍 가능한 시스템으로 스캔 헤드를 통합합니다. 그들은 광학 측정의 속도와 CMM의 정확도를 결합합니다.

CAD 및 검사 소프트웨어와의 통합

스캔이 캡처되면 전용 소프트웨어는 원래 CAD 모델에 포인트 클라우드를 등록합니다. 알고리즘은 탈선을 계산하고, 내부 또는 외부 공차를 나타내는 색상지도 (열지도)를 생성하고 세부 검사 보고서를 생성합니다. 이 디지털 트윈 접근은 엔지니어가 구성, 용접 또는 가공 과정에서 루트 원인을 식별 할 수 있습니다.

“3D 스캐닝은 디자인 의도와 물리적 현실 사이의 간격을 브릿지로 수동 방법으로 무정치적이지 않은 폐쇄형 루프 품질 관리가 가능합니다.”

품질 보증에 대한 주요 이점

속도와 처리량

복잡한 금속 성분을 스캔하는 것은 시간 아닙니다. 단일 스캔은 수십 개의 수동 측정을 교체 동시에 수천 개의 데이터 포인트를 캡처 할 수 있습니다. ‐ 혼합, 낮은 볼륨 생산에 대한이 drastically 검사 리드 타임을 감소, QC 게이트를 통해 더 빠르게 이동 할 수 있습니다.

정확도 및 반복성

3D 스캐너는 기술 및 교정에 따라 10-50 미크론 이내에 accuracies를 달성합니다. 이 수준의 정밀는 가장 제작 공차를 초과하고 공구 또는 공정 매개 변수에 있는 편류의 조기 탐지를 보장합니다. 또한 스캔이 자동화되기 때문에 결과가 이동 후 반복 검사를 보장하는 연산자에 의존합니다.

비 파괴 및 비휘발성

물리적 접촉 (및 잠재적 인 표면 표시)이 필요 CMM과는 달리, 3D 스캐닝은 완전 비접촉입니다. 그것은 손상의 위험없이 섬세한, 얇은 벽 또는 신선하게 그려진 부품을 검사 할 수 있습니다. 동일한 스캐너는 작은 레이저 컷 브래킷에서 대량 또는 고정을 변경하여 몇 톤을 무게를 다는 큰 용접에 이르기까지 부품을 처리 할 수 있습니다.

디지털 아치 및 추적성

모든 스캔은 영구 디지털 파일-포인트 클라우드 또는 메쉬-그 저장 될 수, 검색, 그리고 년 후 비교. 이것은 규제 감사, 보증 주장, 또는 역 엔지니어링에 대한 품질 증거의 부유 한 체인을 만듭니다. 많은 산업은 이제 ISO 9001, AS9100 또는 NADCAP와 같은 인증을 위한 디지털 검사 레코드를 위임.

Real‐World 응용 프로그램 및 사례 연구

다음 예제는 금속 제조 업체가 3D 스캐닝을 무광택 품질 향상을 위해 활용하는 방법을 설명합니다.

항공우주 부품

상업용 항공기용 티타늄 벌크헤드 제조업체는 복잡한 내부 포켓과 늑골을 검사하기 위해 레이저 스캐닝을 사용합니다. 이민 CAD 모델에 대한 모든 생산 부품을 비교함으로써, 그들은 숨겨진 가공 오류로 인해 80 %의 첫 번째 입자 검사 시간을 감소시키고 사실상 제거했습니다.

무거운 장비 유압 탱크

건설 기계에 대한 유압 보수의 제조 업체는 용접 찡그림을 확인하기 위해 핸드 헬드 스캐닝을 구현했습니다. 이전 수동 검사는 조립 라인에 문제가있는 미묘한 경고를 놓았을 때 탱크 전에 ‐의 관용 변형이 그려져 재작업 비용을 절약 할 수 있습니다.

자동차 배기 시스템 Prototypes

프로토 타입 검증 중, 자동차 공급 업체는 구조화 ‐ 빛 스캐닝을 사용하여 CAD ‐ 정의 경로와 일치한다는 것을 검증합니다. 검사는 다른 차량 하부에 있는 정리 문제를 일으킬 것 인 스프링 백을 구부리고 있습니다. 이 디지털 피드백은 툴링 엔지니어가 바로 벤드 프로그램을 조정하고, 프로토 타입이 5에서 2로 절단합니다.

추가 참조를 위해, 당신은에서 사례 연구를 탐구 할 수 있습니다 ]3D 시스템 경험 라이브러리] 또는에 대해 읽거나 ]산업 검사 워크플로우 GOM.

계획

3D 스캐닝을 채택하면 하드웨어 구매가 아니라 워크플로우, 환경, 교육에 대한 주의적 계획이 필요합니다.

투자 수익

전문 3D 스캐너의 비용은 약 $15,000의 중간 범위의 핸드 헬드 시스템을 통해 $100,000 이상의 완전 자동화, 고정밀 단위를 제공합니다. ROI는 일반적으로 감소된 검사 노동, 더 적은 스크랩 부품, 빠른 첫 번째 입자 검증 및 측정 서비스의 아웃소싱에서 제공됩니다. 많은 제조 업체 보고서는 높은 볼륨 또는 규제 산업에 1 년 미만의 급여 기간을 보여줍니다.

소프트웨어 및 워크플로 통합

검사 소프트웨어는 CAD 파일을 기본적으로 (STEP, IGES, 등) 가져올 필요가 있고 당신의 품질 관리 체계와 호환이 되는 산출 보고. 클라우드 기반 플랫폼은 팀의 맞은편에 검사 결과를 공유할 수 있습니다, 가장자리 장치가 상점 지면에 순간 분석 가능하게 합니다. 기존 ERP 또는 MES 간소화 데이터 흐름 및 감사 읽음과 통합하는 해결책을 선택.

교정 및 환경 요인

스캐너는 주기적인 구경측정과 안정되어 있는 조건 온도, 진동 및 점화를 위한 최대 정확도 요구합니다. 전용 검사 부스 또는 온도 통제되는 방은 미크론 수준 일을 위해 필요할지도 모릅니다. 상점 지면 정격 체계는 그러나 일반적으로 견고를 위한 몇몇 정밀도를 무역합니다.

3D 스캐닝 및 금속 제작에 대한 미래 동향

Defect Detection을 위한 기계 학습

수천 개의 스캔에 훈련 된 AI 알고리즘은 결함을 자동으로 분류 할 수 있으며 중요한 결함에서 허용 가능한 표면 변형을 구별하며, 반복적인 편차를 유발하는 프로세스 매개 변수가 재발견을 유발하는 것으로 예측합니다. 이것은 반응성 검사에서 유동적 공정 최적화 도구로 품질 관리가 이동합니다.

Real‐Time In-Process 스캔

로봇 팔에 장착 된 자동화 된 스캐너 또는 머시닝 센터에 통합 된 후 제조 사이클 동안 부품을 검사 할 수 있습니다. 닫히는 루프 피드백은 즉시 교정을 허용하며 공구 방향, 용접 속도 또는 형성력 - 급변하는 스크랩 및 재작업을 감소시킵니다. [[FLT : 0]]Hexagon Manufacturing Intelligence[[FLT : 1)는 높은 생산 환경에 대한 ‐ 라인 측정 시스템을 개척하고 있습니다.

Edge Computing 및 디지털 트윈

스캔 데이터 볼륨 성장, 가장자리 컴퓨팅 장치 프로세스 포인트 클라우드 로컬로, 디지털 트윈 시뮬레이션으로 결과를 먹이는. 이것은 제조 업체가 가까운 실시간에 ‐ 설계 모델에 대한 ‐ 내장 형상을 비교할 수 있도록, 부분이 세포를 잎 전에 편차를 기화. 결과는 완전히 연결된 품질 생태계입니다.

새로운 표준에 대한 깊은 통찰력을 위해, ]ISO 10360 시리즈를 검토하여 3D 스캐너의 합격 시험을]하고 ]와 같은 산업 출판을 통해 알려줍니다. Fabricator.