Kako 3D skeniranje skrajša razvoj avtomobilskih komponent

Pri razvoju avtomobila štejejo tudi zelo majhna odstopanja. Nepravilna geometrija posamezne komponente lahko vpliva na sestavljanje, prileganje sosednjih delov in kakovost končnega vozila. Toda kako preveriti kompleksen kos ali celo celotno karoserijo, ne da bi ročno merili posamezne točke?

Ena od možnosti je 3D skeniranje. Z njim je mogoče brezkontaktno zajeti geometrijo posameznega avtomobilskega dela ali celotnega vozila in pridobljene podatke neposredno primerjati z digitalnim CAD-modelom.

Ko merimo celotno površino

Pri klasičnem merjenju praviloma preverjamo izbrane dimenzije in merilne točke. 3D skener pa zajame veliko količino podatkov po celotni vidni površini komponente.

Rezultat je digitalni 3D-zapis dejanskega izdelka. Skeniramo lahko manjše mehanske dele, elemente notranjosti, odbijače, pločevinaste komponente ali večje dele karoserije.

Sodobni meroslovni 3D skenerji omogočajo meritve z natančnostjo v območju nekaj stotink milimetra. Zato tehnologija ni namenjena zgolj digitalizaciji oblike, ampak tudi zahtevnejšim nalogam kontrole kakovosti.

Je izdelani kos enak CAD-modelu?

Tu postane 3D skeniranje posebej zanimivo za kontrolo kakovosti.

Izdelano komponento najprej skeniramo, nato pa njen digitalni zapis poravnamo z originalnim CAD-modelom. Programska oprema lahko odstopanja prikaže z barvno karto, na kateri so hitro vidna območja, kjer se dejanski kos razlikuje od načrtovane geometrije.

Tako lahko preverjamo dimenzijska odstopanja in površine, pri karoserijah pa tudi razmike ter poravnavo med posameznimi elementi oziroma meritve »gap & flush«.

Namesto odgovora, ali nekaj izpolnjuje zahtevano mero na nekaj izbranih mestih, dobimo precej celovitejšo sliko dejanskega stanja izdelka.

Kaj se je s komponento zgodilo med testiranjem?

3D skeniranje omogoča tudi primerjavo iste komponente v različnih fazah testiranja.

Del lahko skeniramo pred mehansko ali temperaturno obremenitvijo in ponovno po opravljenem preizkusu. Primerjava obeh skenov pokaže, kje je prišlo do spremembe geometrije in kako velika je deformacija.

Takšni podatki pomagajo razvojni ekipi ugotoviti, kako se komponenta dejansko obnaša, in rezultate uporabiti pri naslednji razvojni različici.

Ko originalnega CAD-modela ni

Proces lahko poteka tudi v nasprotni smeri. Pri vzvratnem oziroma obratnem inženirstvu je izhodišče fizični avtomobilski del, za katerega CAD-model ni na voljo.

Komponento lahko 3D skeniramo in pridobljeno geometrijo uporabimo kot osnovo za izdelavo novega CAD-modela. Takšen pristop je uporaben pri razvoju dodatne opreme in predelavah ter pri izdelavi nadomestnih delov za starejša vozila.

Razvojniku tako ni treba začeti s praznim zaslonom – izhaja lahko iz dejanske geometrije obstoječega izdelka.

Celoten avtomobil v 3D obliki

Primer sistema, razvitega za takšne naloge, je SHINING 3D FreeScan Trak Nova. Gre za brezžični sistem, ki združuje 3D skeniranje z dinamičnim sledenjem. Pri načinu sledenja lahko skenira brez nameščanja referenčnih markerjev na merjeni predmet, kar poenostavi zajem večjih in kompleksnejših objektov.

Sistem dosega deklarirano natančnost do 0,02 mm in hitrost zajema do 7,6 milijona točk na sekundo. Omogoča tudi veliko vidno polje do 2,6 × 2,2 metra, zato je primeren tako za posamezne avtomobilske komponente kot večje površine vozila.

V praksi lahko takšen 3D skener v nekaj minutah zajame tudi celoten avtomobil. Tako pridobljeni podatki se lahko uporabijo za kontrolo kakovosti, vzvratno inženirstvo ali nadaljnji razvoj komponent.

Prav povezovanje hitrega zajema geometrije, CAD-podatkov in digitalne analize omogoča, da 3D skeniranje ni le orodje za končni pregled. Postane del razvojne povratne zanke: skeniranje, primerjava, odkrivanje odstopanj, izboljšava modela in ponovno preverjanje. Težave je tako mogoče odkriti prej in skrajšati pot od prvega prototipa do ustrezne avtomobilske komponente.

Za več informacij kontaktirajte: www.3way.si. (P.R.)