數(shù)字化鑄造之路，先臨三維高精度3D視覺(jué)掃描推動(dòng)全流程效率與質(zhì)量躍升

作為一種前沿的尺寸測(cè)量和數(shù)字建模方案，高精度3D視覺(jué)技術(shù)正深度應(yīng)用于古老的鑄造工藝領(lǐng)域。從模具制造到鑄件整修，從成品質(zhì)量把關(guān)到新品迭代優(yōu)化，高精度3D視覺(jué)技術(shù)與各個(gè)環(huán)節(jié)的創(chuàng)新融合，展示出加速鑄造行業(yè)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量與效率躍升的強(qiáng)大動(dòng)力。

全流程尺寸質(zhì)量控制
鑄造是一項(xiàng)多工序集成的制造工藝，要求從模具制造至產(chǎn)品成型的每一環(huán)節(jié)都要進(jìn)行精準(zhǔn)的尺寸檢測(cè)。這樣全流程的尺寸質(zhì)量控制，是鑄件品質(zhì)的堅(jiān)實(shí)保障。

模具尺寸檢測(cè)
模具的內(nèi)部腔體形狀精準(zhǔn)復(fù)刻了待生產(chǎn)鑄件的尺寸與結(jié)構(gòu)，是鑄件成型的直接工具。模具自身的尺寸質(zhì)量決定了最終鑄件的形狀與尺寸精度，因此，對(duì)模具進(jìn)行嚴(yán)格的尺寸檢測(cè)是鑄造過(guò)程質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

△FreeScan Trak Pro2 進(jìn)行三維掃描

傳統(tǒng)的模具檢測(cè)手段主要依賴人工測(cè)量和接觸式檢測(cè)技術(shù)，這些方法不僅效率低，而且對(duì)模具的不規(guī)則曲面及內(nèi)部復(fù)雜結(jié)構(gòu)覆蓋不足。相比之下，高精度工業(yè)3D掃描儀以非接觸、無(wú)損、全面的尺寸測(cè)量能力顯著提升了模具驗(yàn)收的精度與效率。

以FreeScan Trak Pro2這類(lèi)大范圍跟蹤式激光三維掃描系統(tǒng)為例，在對(duì)大型鑄件的消失模進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)不粘貼標(biāo)志點(diǎn)的激光三維掃描，高效流暢地獲取消失模完整三維數(shù)據(jù)，大幅縮減了三維尺寸檢測(cè)所需的時(shí)間，為后續(xù)鑄件澆筑生產(chǎn)流程節(jié)約了時(shí)間資源。

△三維掃描數(shù)據(jù)

加工余量控制
針對(duì)精密零部件的制造，鑄件往往作為初成型的毛坯存在，通常需要通過(guò)切削、打磨等手段，對(duì)鑄件進(jìn)行精細(xì)化加工，以消除毛坯鑄件的尺寸偏差和表面缺陷。
這類(lèi)經(jīng)過(guò)深加工的鑄件，其尺寸精度直接影響到與其他組件的裝配吻合度以及整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作效能。因此，精準(zhǔn)控制加工余量，防止因加工過(guò)度或加工不足引發(fā)的尺寸偏差，對(duì)確保此類(lèi)鑄件的品質(zhì)至關(guān)重要。

FreeScan UE Pro憑借其高精度、高效率和高便攜性的優(yōu)勢(shì)，能夠直接在機(jī)床上對(duì)毛坯鑄件進(jìn)行尺寸檢測(cè)。

△直接在機(jī)床上進(jìn)行三維掃描

借助三維掃描儀獲取的數(shù)據(jù)，工作人員可精準(zhǔn)預(yù)估并調(diào)控加工余量，在確保加工成品質(zhì)量可靠的同時(shí)，也避免了原材料浪費(fèi)和加工工時(shí)冗余，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品良率的雙重提升。

△獲取的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)

△加工余量測(cè)量

鑄件尺寸檢測(cè)
成品質(zhì)量檢測(cè)是鑄造質(zhì)量控制的收尾環(huán)節(jié)。將高精度工業(yè)3D掃描儀獲取的三維數(shù)據(jù)導(dǎo)入檢測(cè)軟件，與原始設(shè)計(jì)圖紙對(duì)比，即可量化所有不符合規(guī)范的部分，生成直觀、翔實(shí)的檢測(cè)報(bào)告。這種可視化的檢測(cè)結(jié)果，不僅保證出廠鑄件達(dá)到嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，還為用戶提供了可追溯的審核依據(jù)。

△三維掃描

△尺寸檢測(cè)報(bào)告

值得一提的是，針對(duì)鑄件內(nèi)腔檢測(cè)的特殊需求，可對(duì)鑄件進(jìn)行切割，使其內(nèi)腔暴露，再分別捕獲各個(gè)部分的三維數(shù)據(jù)。完成掃描后，借助先臨三維配套軟件強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，實(shí)現(xiàn)內(nèi)腔斷面數(shù)據(jù)的無(wú)縫拼接與融合，構(gòu)建出完整的內(nèi)腔三維模型，保證鑄件內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的全方位尺寸檢測(cè)。

△切割鑄件

△內(nèi)腔掃描數(shù)據(jù)

產(chǎn)品設(shè)計(jì)迭代優(yōu)化
鑄件的三維數(shù)據(jù)不僅是尺寸質(zhì)量控制的依據(jù)，也是產(chǎn)品優(yōu)化的重要反饋。

一方面，先臨三維的高精度工業(yè)3D掃描儀可以快速獲取鑄件三維數(shù)據(jù)，為大量尺寸檢測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析提供支持，進(jìn)而揭示鑄件設(shè)計(jì)上的潛在問(wèn)題，如結(jié)構(gòu)不合理致使加工困難、公差分配不當(dāng)導(dǎo)致裝配困難等。

△三維掃描過(guò)程

另一方面，利用三維掃描獲取的數(shù)據(jù)，可對(duì)現(xiàn)有鑄件進(jìn)行高精度建模。以增壓器渦殼的新品優(yōu)化設(shè)計(jì)為例，設(shè)計(jì)師可以基于這一3D數(shù)模進(jìn)行局部修改、結(jié)構(gòu)調(diào)整或者性能優(yōu)化。這種基于實(shí)物數(shù)據(jù)的迭代設(shè)計(jì)，相較于從無(wú)到有的設(shè)計(jì)方式，大幅提高了設(shè)計(jì)的針對(duì)性和成功率。

△產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程截圖