如今,现代制造工艺和产品设计水平越来越高,产品复杂程度和精密度日益提升,模具生产的复杂性同步提升,传统的测量方式,已经难以满足模具3D测量的效率和准确性要求。

高精度三维扫描技术凭借其非接触式测量的优势,测量工作不受形状、大小限制,为模具行业提供了高效3D测量方式。本期,我们将深入解析高精度三维扫描技术如何破解模具3D测量难题以及其在不同种类模具中所发挥的测量作用。

高精度三维扫描技术破局模具3D测量之困

1)突破模具复杂型腔3D测量效率

大部分模具型腔一般为不规则形状,在进行形面偏差检测时,传统使用三坐标以及各种量具进行测量,耗时较久,一个1米长的压铸模具,进行较为全面的尺寸检测,三坐标耗时需要3-4天。高精度三维扫描采用非接触式测量,测量模具不受形状限制,能够快速、准确完成复杂形状模具的尺寸检测。上文中的压铸模具,使用FreeScan UE Pro进行三维扫描检测,仅需1-2小时即可完成所有工作。

应用案例1

使用先临天远OptimScan 9M快速获取精密注塑模具的完整三维数据,与设计数据相对比,即可快速得到可视化的整体加工偏差结果。以高精度三维扫描技术代替人工,大幅减少了传统模具尺寸测量中的单个尺寸测量和繁杂的换算工作,使得修模效率得到跨越式提升。

应用案例2

使用FreeScan UE Pro多功能激光手持三维扫描仪,无需喷粉,且集成新一代双目摄影测量过程,精度可达0.02mm+0.015mm/m,设备环境适应性强、通用性强,不受模具的形状限制,整体检测过程十分便捷,10分钟以内即可完成压铸模具(长约1米)的全尺寸三维检测,进而确保模具的功能尺寸符合设计要求。

三维扫描数据

三维检测色谱图

2) 提升大型模具的3D测量准确性

很多大型的模具铸铁件以及消失模型等产品,尺寸较大,超出了大部分量具的测量范围,传统方式下,只能通过人工相互配合进行测量,且误差较大。而高精度三维扫描技术理论上没有量程限制,面对此类大件,也能够准确获取数据。FreeScan Trak ProL单站跟踪范围可达128m³,且在该跟踪范围内,精度可达0.127mm,大幅提升测量准确性。

应用案例

采用FreeScan系列三维扫描仪进行汽车冲压模具铸铁件的完整三维数据获取,由“点”检测升级成“面”检测,全尺寸检测的数据更为全面,高达0.02mm的扫描精度保障测量结果的准确性,且色谱图可以直观显示完整的加工余量情况,能够更加顺畅地实现产品交付。

三维扫描数据

色谱示意图,非用户实际用图

3) 实现3D测量的可溯源管理

模具属于上游产业,其上下游配合较多,在检测过程中,实现可溯源的质量管理体系,对于模具企业而言,是保障自己经营权益的重要途径。而纵观多种传统测量方式,基本上都难以实现可溯源质量管理。高精度三维扫描技术能够高效获取完整模具的三维数据,可实现模具产品的“数字孪生”,从而实现可溯源的质量管理。

应用案例

消失模制造商使用FreeScan Trak Pro2进行产品尺寸、外形的质量检测,通过技术代替人工传统测量,打造科学的质量检测方式,可实现标准化的检测流程。检测完毕后,扫描的消失模原始数据将和检测报告一起进行存档,后续有需要可以随时调取,实现可溯源的质量管理。

高精度三维扫描技术不同种类模具应用案例

1)注塑模具(注射模具)

精密注塑模具(注射模具)高效全尺寸检测。

2)压铸模具

压铸模具外形轮廓和特征快速三维扫描。

3)冲压模具

汽车精密冲压模具(长约1米)的三维检测。

4)鞋模

快速获取鞋模细节数据并确认加工模面。

5)砂型模具

通过非接触式测量获取砂型模具三维数据,避免损坏砂型和砂芯。

6)消失模

无需贴点,快速完成消失模(长4米)质量检测。

7)木模

使用摄影测量方式扫描整体木模(高5米、底面直径4米)内外腔。