3D скенери за индустриално приложение

Начало > Измервателна техника > Сп. Инженеринг ревю - брой 7/2022 > 25.10.2022

  • Техниката е универсална, гъвкава и бърза алтернатива на координатните измервателни машини, които могат да бъдат запазени за финалната инспекция

  • Чрез 3D сканиране може да се реализира реверсивно инженерство на инструментална екипировка, за да се генерират CAD данни, да се извършва периодичен качествен контрол и бързо да се отстранят неочаквани проблеми

  • Технологията може да се използва за бързо и детайлно сканиране на комплексни повърхности, което да повиши качеството на дизайна

 

Проблемите в производството са неизбежни. За да гарантират, че детайлите им отговарят на изискванията на клиентите и качествения контрол, производителите трябва периодично да инспектират и регулират процесите си. Тук на помощ идва 3D сканирането. Техниката е универсална, гъвкава и бърза алтернатива на координатните измервателни машини, които могат да бъдат запазени за финалната инспекция. 3D скенерите със структурирана светлина например измерват триизмерната форма на даден обект, използвайки един-единствен светлинен източник, който проектира множество линии върху обекта, който се измерва чрез камери.

Тези устройства са алтернатива на лазерните скенери, които генерират множество лазерни точки върху обекта.
В допълнение, чрез 3D сканирането може да се реализира реверсивно инженерство на инструментална екипировка, за да се генерират CAD данни, да се извършва периодичен качествен контрол и бързо да се отстранят неочаквани проблеми. 3D скенерите могат да се използват и за реверсивно инженерство на продукти с цел определяне на обема на инженерни детайли, получаване на информация за движенията и средата в приложения като игри с виртуална реалност, взимане на размери за текстилната промишленост и разработването на системи за детекция на препятствия в аерокосмическата индустрия. Скенерите често са преносими, което улеснява внедряването на множество устройства за целите на 3D принтирането.

 

Ключови пазарни тенденции

През 2020 г. пазарът на 3D скенери е оценен на 1,4 млрд. щатски долара, като се очаква през следващите 5 години да достигне стойност от приблизително 2,4 млрд. щатски долара. Според прогноза на Global Market Insights пазарът на технологии за 3D сканиране може да нарасне до 7,5 млрд. щатски долара до 2027 г. В допълнение към индустриалните приложения, които се простират от архитектурата, строителството, аерокосмическия сектор до здравеопазването и автомобилостроенето, тази технология се използва все по-широко и в търговски приложения като правенето на филми и видео игри.

Според Global Trade Mag.com се очаква пазарът на 3D скенери да нарасне със съществен темп благодарение на силното търсене за подобни решения от страна на аерокосмическия и отбранителния сектор, където те се използват за прецизното измерване на компоненти и детайли. Тъй като секторът се съобразява със строги регулации по отношение на измерването на детайли, властите прилагат решения за 3D сканиране за асемблирани въздухоплавателни средства и техните компоненти.

Причината за това е, че софтуерът за 3D сканиране позволява създаването на 4D изображение на база събраните от скенерите данни. По този начин софтуерът може да се използва за изготвянето на BIM и CAD модели в архитектурния сектор.

3D сканирането има редица други ключови предимства. То дава възможност на производителите да оптимизират проектите си, помага на бизнесите да събират данни, включително и информация за продължителността на развойния процес. Технологията може да се използва за бързо и детайлно сканиране на комплексни повърхности, което да повиши качеството на дизайна. С еволюирането на производствената индустрия към интелигентни фабрики, качественият контрол запазва ключовата си роля. Поради това високоскоростното, високопрецизното и високофункционалното тестово оборудване, дори при тежки експлоатационни условия, остава от съществено значение за масовото производство.

 

Ограничения

Технологията, разбира се, има и някои ограничения. За да се получи перфектен модел, сканирането трябва да се осъществи от няколко ъгъла, но по-комплексните геометрии все пак могат да се окажат предизвикателство, особено отворите и резбите. Понякога лъскавите повърхности не се сканират достатъчно добре. Справянето с този проблем изисква използването на прах или спрей около лъскавата повърхност, което е свързано с допълнителни разходи.

Също така, няма възможност за измерване на повърхности, които са извън линията на видимост на скенера. Вътрешната геометрия на детайлите не е видима са скенерите, тъй като те могат да сканират само външните повърхности. Друго основно ограничение са високите първоначални разходи за внедряване на технологията.

Необходимо е регулиране на входните параметри като температура и влажност, защото в противен случай те могат да окажат влияние върху точността на сканиране.
Прилагането на подходящ софтуер е задължително, а често има проблеми със съвместимостта. Калибрирането също е от ключово значение за всички устройства. При 3D лазерното сканиране светлина от околната среда може да се смеси с лазера, което ще доведе до смущения в прецизността на измерването.

 

Избор на подходящо решение

При избора на 3D скенер специалистите съветват да се отчетат няколко фактора. На първо място е това дали в бъдеще процесът ще се автоматизира. Ако се предвижда внедряването на автоматизация, скенерите с бяла и синя светлина са добър вариант. Те са едно ниво над лазерните решения, с по-висока точност и позволяват пълна автоматизация.

Най-важно при избора на 3D скенер е да не се закупи продукт само въз основа на спецификациите. Това може да доведе до разминавания с търсените нива на повторяемост и точност. От ключово значение е да се обърне внимание и на софтуера, който ще се използва със скенера. Няма значение колко добър и скъп е един скенер, ако софтуерът за инспекция не е подходящият.

Сред основните фактори при избора на решение е размерът на детайлите, в зависимост от който ще се определи резолюцията на скенера. Следва точността и установяването на допустимото ниво на несигурност. Важен параметър е и повторяемостта, както и самото приложение – дали 3D скенерът ще се използва за инспекция, за реверсивен инженеринг или за комбинация от двете.

С все по-разпространеното внедряване на технологията, клиентите търсят все по-бързи и по-точни продукти. Макар понастоящем да изглежда, че технологията е близо до границата на възможното, в момента тя е на светлинни години от това, което е била преди 7 или 8 години, твърдят експертите. Конкуренцията в областта води до по-иновативни идеи и по-ниски цени. Производителите, които са смятали, че 3D сканирането не е рентабилно за приложението им, трябва да знаят, че скенерите от последно поколение не са същите, които се предлагаха на пазара само преди няколко години.



Ключови думи: 3D сканиране, 3D скенери, индустриална инспекция, реверсивен инженеринг



ЕКСКЛУЗИВНО

Top