Inspecția cu Artec Leo reduce semnificativ riscul erorilor costisitoare în turnarea cu modele din spumă pierdută

Provocare: Asigurarea acurateței modelelor din spumă înainte de a fi trimise furnizorilor de servicii și transformate în matrițe metalice. Adaptarea prototipurilor din spumă este rapidă, simplă și foarte ieftină, însă abaterile în matrițele finale pot duce la piese inutilizabile și la costuri mari de corectare.

 

Soluție: Artec Leo, Artec Studio, ZEISS Inspect Optical 3D

 

Rezultat: Un flux de lucru de inspecție cu acuratețe sub-milimetrică, care permite documentarea designurilor turnate în gips, compararea directă cu modele CAD și controlul complet al calității. Matrițele finale sunt, de asemenea, inspectate cu Leo pentru a asigura acuratețea geometrică și conformitatea cu standardele din industrie.

 

De ce Artec 3D?: Trecerea de la Artec Eva la Leo le-a permis producătorilor să realizeze măsurători cu aceeași precizie, dar într-un ritm mult mai rapid. Versatilitatea wireless a dispozitivului Leo și câmpul său vizual mai larg simplifică scanarea matrițelor de mari dimensiuni. Artec Studio permite apoi echipei să transforme datele scanate în modele 3D și să le trimită fără efort către software-ul ZEISS pentru o inspecție detaliată.

Pe măsură ce fabricarea digitală evoluează, devine tot mai ușor să realizăm produse personalizate cu designuri unice. Cu toate acestea, realitatea în majoritatea industriilor este următoarea: viabilitatea economică presupune producție în serie, care, la rândul ei, necesită metode de fabricație scalabile.

 

Aceste metode pot include prelucrarea mecanică, ștanțarea, formarea, asamblarea sau fabricarea textilă. Deși este una dintre cele mai vechi tehnici existente, turnarea rămâne extrem de populară. Matrițele pot fi realizate astăzi în diverse moduri, însă procesul de turnare este, în general, similar: materialul este turnat într-o cavitate de forma produsului final, se întărește, iar apoi matrița este deschisă și piesa obținută este extrasă. Dacă este necesar, se realizează post-procesări pentru utilizarea finală.

 

În general, metodele de realizare a matrițelor diferă prin două aspecte: compatibilitatea cu materialul de turnare și utilizarea unui material sacrificial (ceară, plastic, metal sau spumă). Spuma este deja utilizată pe scară largă în piețe majore precum China, India, Italia, Germania și SUA, datorită costului redus, suprafeței netede și ușurinței de adaptare. Se integrează, de asemenea, într-un flux de lucru mai amplu, ușor de gestionat.

În procesul de turnare cu model din spumă pierdută, un model din spumă este tăiat sau asamblat în forma produsului, apoi este acoperit cu un strat ceramic protector și introdus în nisip de siliciu pentru consolidare. Ulterior, un aliaj fierbinte este turnat în modelul de spumă, care se vaporizează în timpul procesului. Cochilia ceramică și nisipul preiau apoi forma rămasă pentru a crea matrița finală.

 

Totuși, această tehnică are și provocări. De exemplu, matrițele cu unghiuri negative pot face dificilă extragerea piesei într-o singură bucată. În plus, matrițele din spumă sunt adesea trimise către terți pentru a fi transformate în metal. Cum te poți asigura că piesele rezultate respectă cu precizie toleranțele cerute?

 

Cu ajutorul scanerului Artec Leo, producătorul inspectează atât modelele din spumă, cât și matrițele finale, înainte și după transport. Astfel, se asigură că modelele părăsesc fabrica conform specificațiilor și, mai important, că matrițele metalice respectă standardele cerute. Erorile în această etapă pot genera costuri de corectare de sute de mii de dolari sau chiar mai mari dacă piesele mari trebuie refăcute complet.

Cum modernizează Leo turnarea cu modele din spumă pierdută

Clientul Artec, specializat în producție la scară mare, alege turnarea cu modele din spumă datorită eficienței costurilor și flexibilității acestui material. Oțelul dur necesar pentru matrițe este scump și greu de prelucrat, iar risipa de material reduce profitabilitatea. În schimb, spuma este ieftină și ușor de adaptat.

Într-un proiect recent, compania a fost responsabilă de crearea unei matrițe complexe pentru presarea șasiului. Aceasta a fost frezată CNC pe baza unui model CAD și trimisă către un furnizor pentru fabricare. În procesul de asamblare auto, matrița este utilizată pentru presarea hidraulică a mii de uși auto – un proces ce necesită precizie și robustețe.

 

Anterior, clientul folosea Artec Eva pentru verificarea modelelor din spumă, însă a optat ulterior pentru Leo, un dispozitiv wireless, rapid și eficient, furnizat de partenerul Gold Altem Technologies. Leo oferă aceeași precizie ca Eva, dar cu un câmp vizual mai larg și o viteză de captare semnificativ mai mare, permițând scanarea completă a structurilor mari în doar câteva ore.

 

Astfel, firma poate identifica și corecta erorile direct în etapa de prototipare din spumă, înainte ca piesele să părăsească fabrica – fără costuri suplimentare.

Este important de menționat că, pe măsură ce fluxul de lucru avansează, toleranțele pentru matrițe devin din ce în ce mai stricte. Modelele inițiale, încă neșlefuite, pot prezenta suprafețe imperfecte și, de regulă, este suficient ca acestea să respecte o precizie de ordinul milimetrilor – ceea ce face din Leo alegerea ideală pentru acest tip de inspecție.

Analiză detaliată pentru turnare conformă

Captarea rapidă și intuitivă a datelor este doar primul pas. Producătorul are nevoie apoi să transforme datele de tip cloud de puncte într-o plasă 3D (mesh) pentru analiză. Aici intervine Artec Studio – software-ul complet pentru inginerie inversă și inspecție, care permite captarea, procesarea și analiza datelor pentru identificarea devierilor.

 

În acest caz, echipa a ales să exporte datele în ZEISS Inspect Optical 3D, un software de inspecție avansat ce oferă instrumente de analiză detaliată. Integrarea dintre Artec Studio și ZEISS este perfectă și permite accesul la funcționalități precum scripting Python, instrumente GD&T și o arhitectură parametrică ce păstrează fiecare pas al fluxului de lucru.

 

Folosind aceste funcționalități, se pot măsura contracțiile (o problemă frecventă în turnarea cu spumă), deviațiile și alte neconformități de fabricație. În trecut, aceste măsurători se realizau manual cu micrometrul. Trecerea la scanarea 3D a simplificat, accelerat și îmbunătățit precizia procesului de verificare, oferind în același timp un set de instrumente de inspecție digitală de ultimă generație.

Ce urmează pentru inspecția digitală a turnării?

Deja posesoare a două scanere Artec Eva și Leo, compania ia în considerare modernizarea echipamentelor pentru optimizarea continuă și satisfacerea cererii tot mai mari. Acest lucru ar putea include achiziția unor noi dispozitive Leo sau adoptarea noului Artec Point – primul scaner cu laser al companiei, certificat ISO pentru aplicații industriale de metrologie.

 

Compania adaugă adesea detalii finale prin prelucrare CNC – fie că este vorba de matrițe auto sau alte obiecte metalice de mari dimensiuni. Deoarece aceste sisteme funcționează cu o precizie de până la 20 microni, scanerul Point ar fi ideal pentru inspecția finală.

Privind în ansamblu, fluxul de lucru al producătorului este impresionant, dar nu unic. Scanarea 3D Artec este folosită frecvent pentru inspecția turnării în diverse industrii. În SUA, turnătoria Willman Industries utilizează Artec Eva pentru analiza scanare-CAD. Ausco Products face un lucru similar cu Artec Leo, Space Spider și Geomagic Design X – verificând piese de frână externe în funcție de acuratețe, toleranțe și performanță.

 

Toate aceste exemple arată cum soluțiile Artec 3D le permit inginerilor să se adapteze cerințelor clienților – chiar și în aplicații industriale dintre cele mai diverse.

Pentru mai multe informații:

Contactați-ne