應(yīng)用WerthX射線計算機斷層掃描技術(shù)優(yōu)化注塑模具
日期：
2015-11-10
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使用計算機斷層掃描技術(shù)能夠提高首件的測量精度，進一步完成對模具的修正. 應(yīng)用WerthX射線計算機斷層掃描技術(shù)優(yōu)化注塑模具--僅需要一次回路 VEMAGMBH公司生產(chǎn)技術(shù)含量極高的塑料部件。作為這家公司的總經(jīng)理，WernerVeser要在投產(chǎn)之前對模具進行多次修改。例如：LED大燈透鏡。 工具制造領(lǐng)域的測量 Veser在探尋取代傳統(tǒng)測量方法的時候，有人建議他試一試計算機斷層掃描技術(shù)。這種技術(shù)廣泛應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，使用效果優(yōu)良，但是在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用依然比較少。 幸運的是，被推薦的服務(wù)供應(yīng)商位于德國Schonaich，距VEMAGMBH公司100公里。“這讓初期溝通和協(xié)調(diào)很方便，創(chuàng)新次接觸就取得了很好的進展”Veser說道：“當(dāng)我們提出我們的要求后，我們獲得了性能好的測量儀器和修正結(jié)果，這真的不敢想象。” MarkWaschitschek和HerbertLayher，這兩位富有創(chuàng)新思維的聰明人是從Werth公司采購TomoScope設(shè)備的幕后策劃人。這兩位管理者投身于注塑模具行業(yè)，在不同的供應(yīng)商供職，最終他們在這家公司詳實。他們一位是技術(shù)經(jīng)理，另一位是質(zhì)量管理，五年前，他們便開始著手研究測量復(fù)雜技術(shù)不見的方法。在一次交易過程中，他們接觸到計算機斷層掃描測量技術(shù)，很快便意識到其很大的潛力。 一臺設(shè)備供多人使用 然而，一臺這樣的CT設(shè)備在較小的工具、模具廠房或注塑模具上并不能發(fā)揮其功能。因此，TomoScope設(shè)備轉(zhuǎn)變成提供對外服務(wù)，德國Werth測量技術(shù)公司將CT設(shè)備改進成坐標測量技術(shù)應(yīng)用 Vera公司將此項技術(shù)用于汽車行業(yè)的LED大燈的制造中。WernerVeser解釋說：“我們已經(jīng)具備豐富的實際經(jīng)驗，許多汽車照明設(shè)備廠商來我們這里學(xué)習(xí)實際操作經(jīng)驗。因為我們已經(jīng)能夠同時提供模具加工和注塑模了，而且，在這兩個領(lǐng)域，我們的經(jīng)驗都相當(dāng)豐富。我們是模具開發(fā)和原始產(chǎn)品生產(chǎn)的理想伙伴。 然而，制造透鏡和反光鏡并不是簡單的事情。產(chǎn)品不僅要求像玻璃一樣純凈，而且表面質(zhì)量要求也很苛刻。他們必須平攤且彼此之間的角度滿足要求。2%毫米的偏差就意味著損失30%的光量。因此，最終產(chǎn)品的光學(xué)功能平面要滿足極高的表面精度這些要求大多是通過模具來實現(xiàn)的，其必須具備極高的可靠性。相對模具制造，注塑模具工藝過程控制比較容易。 通過模具校正，獲得高精度塑料部件 為了達到需要的精度等級，Veser通常采用以下辦法：他講客戶的部件CAD數(shù)據(jù)導(dǎo)入他的系統(tǒng)中，在CAD中獲取部件的可能縮小量。然后，Veser根據(jù)部件外形獲取模具內(nèi)腔輪廓，然后設(shè)計模具。通過CAD文件，在CAM-部件軟件中生成NC程序。最后車間研磨出模具，并配置彈簧、滑塊等。 應(yīng)用WerthX射線計算機斷層掃描技術(shù)優(yōu)化注塑模具--僅需要一次回路 通過模擬和在注塑模上簡單運轉(zhuǎn)，最終將模具優(yōu)化到能夠保證精度。實現(xiàn)尺寸的公差維持在0.1mm。 然后開始微調(diào)，這一步要求注塑模具具有很高的測量精度。如果發(fā)現(xiàn)與目標數(shù)據(jù)存在偏差，就需要對模具進行修正。尤其要注意厚壁部件，包括LED透鏡，這種部件收縮變化。由于接觸測量機的測量數(shù)據(jù)分辨率比較低，就需要一些修正回路。 除了測量點的數(shù)量受限，使用探頭和其他測量方法無法測量接觸不到的位置。通常的測量方法也很難測量裝配完成的部件。這一點重要，因為光源的表面夾角和相對位置關(guān)鍵。這就意味著，優(yōu)良的選擇就是通過多種探測手段獲取完整的尺寸數(shù)據(jù)，這樣就需要做額外的工作并會產(chǎn)生誤差。 通過斷層掃描技術(shù)實現(xiàn)初始建模和模具修正 計算機斷層掃描測量設(shè)備中有一個X射線發(fā)生器和探測器，其工作原理類似于CCD相機。它將X射線圖像轉(zhuǎn)化成二維圖像，供后續(xù)處理。 Werth公司的TomoScope設(shè)備獨到之處是融合了坐標測量技術(shù)和計算機斷層掃描技術(shù)。這樣就可以是測量數(shù)據(jù)的精度達到微米級別，并且能表現(xiàn)工件的細節(jié)特征，這些準確的數(shù)據(jù)可以通過多種手段進行分析。按照規(guī)范，要生成STL網(wǎng)格分布的點云圖，可編輯，優(yōu)化簡便。對于HerbertLayher和MarkWaschitschek而言，這是一種理想的測量塑料部件的方法，但是，Werth也之處：“就模具測量而言，我們的目標絕不是做一個單一的測量設(shè)備供應(yīng)商。在Vema，我們已經(jīng)證實CT技術(shù)是模具修正的理想應(yīng)用。” 實際生產(chǎn)中，其工作過程是這樣的：不做接觸式測量，WernerVeser直接將注塑部件放置在TomoScope上。用X射線照射部件，然后從三維點狀云圖生成STL文件，作為初始CAD數(shù)據(jù)。從顏色分布可以直接看出偏差。 “如果部件的誤差合格，那么數(shù)據(jù)就導(dǎo)入到首件測量報告中，就完成了。”MarkWaschitschek解釋道：“如果存在缺陷，我們可以清晰的看見哪些區(qū)域需要在模具上修改。CAD和測量專家CarlosMachado也加入我們。”與WernerVeser共事，CarlosMachado主要負責(zé)處理STL數(shù)據(jù)。他告知工程師，哪些區(qū)域需要修正，然后使用CAD/CAM系統(tǒng)重建修正后的模具，優(yōu)化袁術(shù)模具的CAD文件。他用一個案例說明了潛在的原理：“原本希望從模具中出來的一個圓形的杯子，那么就將空間誤差轉(zhuǎn)移到另一邊，那么，下一個杯子出來就是圓的。”Vena公司已經(jīng)將這一理論用于實踐中，但是沒有這樣的精度等級。這是因為，對于一個優(yōu)化應(yīng)用，測量儀探頭只能采集測量點中的1%，CT技術(shù)就能夠較好的處理這一問題。WernerVeser高度評價WerthTomoScope的作用。 應(yīng)用WerthX射線計算機斷層掃描技術(shù)優(yōu)化注塑模具--僅需要一次回路 提高質(zhì)量&節(jié)省時間 他特別說明了操作流程是多么的簡單。“如果需要對模具進行修正，我通過CAM系統(tǒng)就能獲取全新的CAD文件。再重新制造我的模具。目前為止，所有的磨具都經(jīng)過優(yōu)化，且不需要更多的修正回路。我們提高質(zhì)量的同時還節(jié)約了時間。”Vena使用Werth公司的計算機斷層掃描測量技術(shù)已經(jīng)一年半了。Veser還使用這項技術(shù)分析塑料覆蓋件。他解釋道：“X射線獲取了整個空腔的輪廓。這就意味著，使用適當(dāng)?shù)能浖覀兡軌虼_定收縮孔的位置。這為注塑流程提供了重要的參考。萬一發(fā)生召回事件，我們能夠像客戶證明部件的質(zhì)量。” 對于無力負擔(dān)這種設(shè)備但是希望能夠通過這種技術(shù)測量和分析他們產(chǎn)品的廠家。HerbetLayher給出了如下建議：“購置一臺安裝離線WinWerth軟件的電腦，這套軟件的費用對整套系統(tǒng)來說少。然后我們提供STL文件供你分析。” VEMAGMBH創(chuàng)建于1982年，專門加工和制造高技術(shù)要求的塑料零件，是全球優(yōu)良的復(fù)雜產(chǎn)品研發(fā)合作伙伴。
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