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Werth X 射线计算机断层工业CT扫描技术优化注塑模具
点击次数:2970 发布时间:2016-05-05 打印本页面 返回

用计算机断层扫描技术能够提高首件的测量精度,进一步完成对模具的修正.

VEMA GMBH公司生产技术含量极高的塑料部件。作为这家公司的总,Werner Veser要在投产之前对模具进行多次修改。例如:LED大灯透镜。

 

工具制造领域的测量

Veser在探寻取代传统测量方法的时候,有人建议他试一试计算机断层扫描技术。这种技术广泛应用于医疗领域,使用效果非常,但是在工业领域的应用依然比较少。

幸运的是,被推荐的服务供应商位于德国Schonaich,距VEMA GMBH公司100公里。“这让初期沟通和协调很方便,*次接触就取得了很好的进展”Veser说道:“当我们提出我们的要求后,我们获得了性能非常好的测量仪器和修正结果,这真的不敢想象。”

Mark WaschitschekHerbert Layher,这两位富有创新思维的聪明人是从Werth公司采购TomoScope设备的幕后策划人。这两位管理者完全投身于注塑模具行业,在不同的供应商供职,zui终他们在这家公司详实。他们一位是技术,另一位是质量管理,五年前,他们便开始着手研究测量复杂技术不见的方法。在一次交易过程中,他们接触到计算机断层扫描测量技术,很快便意识到其巨大的潜力。

 

一台设备供多人使用

然而,一台这样的CT设备在较小的工具、模具厂房或注塑模具上并不能完全发挥其功能。因此,TomoScope设备转变成提供对外服务,德国Werth测量技术公司将CT设备改进成坐标测量技术应用

Vera公司将此项技术用于汽车行业的LED大灯的制造中。Werner Veser解释说:“我们已经具备丰富的实际经验,许多汽车照明设备厂商来我们这里学习实际操作经验。因为我们已经能够同时提供模具加工和注塑模了,而且,在这两个领域,我们的经验都相当丰富。我们是模具开发和原始产品生产的理想伙伴。

然而,制造透镜和反光镜并不是简单的事情。产品不仅要求像玻璃一样纯净,而且表面质量要求也十分苛刻。他们必须平摊且彼此之间的角度满足要求。2%毫米的偏差就意味着损失30%的光量。因此,zui终产品的光学功能平面要满足极高的表面精度这些要求大多是通过模具来实现的,其必须具备极高的可靠性。相对模具制造,注塑模具工艺过程控制比较容易。


 

通过模具校正,获得高精度塑料部件

为了达到需要的精度等级,Veser通常采用以下办法:他讲客户的部件CAD数据导入他的系统中,在CAD中获取部件的可能缩小量。然后,Veser根据部件外形获取模具内腔轮廓,然后设计模具。通过CAD文件,在CAM-部件软件中生成NC程序。zui后车间研磨出模具,并配置弹簧、滑块等。

通过模拟和在注塑模上简单运转,zui终将模具优化到能够保证精度。实现极限尺寸的公差维持在0.1mm

然后开始微调,这一步要求注塑模具具有很高的测量精度。如果发现与目标数据存在偏差,就需要对模具进行修正。尤其要注意厚壁部件,包括LED透镜,这种部件收缩明显。由于接触测量机的测量数据分辨率比较低,就需要一些修正回路。

除了测量点的数量受限,使用探头和其他测量方法无法测量接触不到的位置。通常的测量方法也很难测量装配完成的部件。这一点非常重要,因为光源的表面夹角和相对位置非常关键。这就意味着,*的选择就是通过多种探测手段获取完整的尺寸数据,这样就需要做额外的工作并会产生误差。

 

通过断层扫描技术实现初始建模和模具修正

计算机断层扫描测量设备中有一个X射线发生器和探测器,其工作原理类似于CCD相机。它将X射线图像转化成二维图像,供后续处理。

Werth公司的TomoScope设备独到之处是融合了坐标测量技术和计算机断层扫描技术。这样就可以是测量数据的精度达到微米级别,并且能表现工件的细节特征,这些的数据可以通过多种手段进行分析。按照规范,要生成STL网格分布的点云图,可编辑,优化简便。对于Herbert LayherMark Waschitschek而言,这是一种理想的测量塑料部件的方法,但是,Werth也之处:“就模具测量而言,我们的目标绝不是做一个单一的测量设备供应商。在Vema,我们已经证实CT技术是模具修正的理想应用。”

实际生产中,其工作过程是这样的:不做接触式测量,Werner Veser直接将注塑部件放置在TomoScope上。用X射线照射部件,然后从三维点状云图生成STL文件,作为初始CAD数据。从颜色分布可以直接看出偏差。

“如果部件的误差合格,那么数据就导入到首件测量报告中,就完成了。”Mark Waschitschek解释道:“如果存在缺陷,我们可以清晰的看见哪些区域需要在模具上修改。CAD和测量专家Carlos Machado也加入我们。”与Werner Veser共事,Carlos Machado主要负责处理STL数据。他告知工程师,哪些区域需要修正,然后使用CAD/CAM系统重建修正后的模具,优化袁术模具的CAD文件。他用一个案例说明了潜在的原理:“原本希望从模具中出来的一个圆形的杯子,那么就将空间误差转移到另一边,那么,下一个杯子出来就是圆的。”Vena公司已经将这一理论用于实践中,但是没有这样的精度等级。这是因为,对于一个优化应用,测量仪探头只能采集测量点中的1%CT技术就能够较好的处理这一问题。Werner Veser高度评价Werth TomoScope的作用。



 

 


 

提高质量&节省时间

他特别说明了操作流程是多么的简单。“如果需要对模具进行修正,我通过CAM系统就能获取全新的CAD文件。再重新制造我的模具。直至目前为止,所有的磨具都经过优化,且不需要更多的修正回路。我们提高质量的同时还节约了时间。”Vena使用Werth公司的计算机断层扫描测量技术已经一年半了。Veser还使用这项技术分析塑料覆盖件。他解释道:“X射线获取了整个空腔的轮廓。这就意味着,使用适当的软件,我们能够确定收缩孔的位置。这为注塑流程提供了重要的参考。万一发生召回事件,我们能够像客户证明部件的质量。”

对于无力负担这种设备但是非常希望能够通过这种技术测量和分析他们产品的厂家。Herbet Layher给出了如下建议:“购置一台安装离线WinWerth软件的电脑,这套软件的费用对整套系统来说非常少。然后我们提供STL文件供你分析。”

 

VEMA GMBH创建于1982年,专门加工和制造高技术要求的塑料零件,是全球的复杂产品研发合作伙伴。

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