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Escaneado 3D y comparaciones CAD de grandes piezas de fundición

Control de calidad, montaje virtual, ingeniería, programación CNC: el escáner MetraSCAN 3D es compatible con muchos procesos en la producción de grandes patrones de fundición de madera, materiales de bloques de plástico y espuma

La actividad principal de Duisburger Modellfabrik GmbH es la fabricación de grandes maquetas para fundición de madera, materiales plásticos en bloque y espuma para la fabricación de turbinas de vapor y de gas, bancadas de motores, motores diésel y componentes para turbinas eólicas en acero, fundición gris o de grafito esferoidal.

Cada vez es más frecuente que los clientes soliciten una comparación entre la configuración de la maqueta fabricada y los datos CAD originales. El montaje de la maqueta consiste en la maqueta y las cajas del núcleo. Posteriormente, se utilizan en la fundición como herramienta para crear un molde (para piezas individuales, véa la imagen). El servicio de medición digital fue adquirido externamente por Duisburger Modellfabrik en los primeros años. Al poco tiempo, la empresa decidió adquirir un sistema de medición propio para reducir costos y así evitar pérdidas por fricción entre el maquetista y el topógrafo. Dado que la empresa fabrica componentes de varios metros de longitud, anchura y altura en todas las dimensiones, era importante encontrar un sistema de medición que pudiera escanear una gran superficie de forma rápida y sencilla. Por supuesto, esto no debe hacerse a expensas de la precisión. Dado que la empresa no dispone de una sala de medición propia, el sistema de medición también tenía que ser portátil y capaz de resistir las influencias ambientales adversas (polvo, suciedad, vibraciones); en otras palabras, tenía que poder utilizarse en cualquier lugar.

 

Implementación del escáner 3D en el flujo de trabajo

La elección recayó en el escáner MetraSCAN 3D de Creaform, un escáner CMM óptico especialmente desarrollado para mediciones de alta precisión y capacidad de repetición en calidad metrológica, así como para la inspección de superficies en 3D durante la fabricación. Los factores decisivos fueron la flexibilidad del escáner, la posibilidad de digitalizar los rebajes y la opción del montaje virtual.

No siempre es necesario medir ópticamente todas las instalaciones de la maqueta. Pero cuando es necesario, se escanean después de que se hayan completado los componentes individuales. Cuando Duisburger Modellfabrik aún dependía de los proveedores de servicios, esto no era posible. Para que valiera la pena viajar a la fábrica y contratar a un proveedor de servicios de medición, había que completar primero una mayor cantidad de componentes para justificar un esfuerzo de escaneo de unos 3 días. Hoy en día, los componentes terminados se miden y envían directamente con el escáner 3D.

Herbert Schild, director general de Duisburger Modellfabrik GmbH, señala: «La implementación del MetraSCAN 3D en nuestro flujo de trabajo, así como la capacitación de nuestro personal, fue muy fácil para nosotros, ya que nuestro personal ya tenía experiencia en CAD/CAM y, por lo tanto, ya tenía afinidad con el trabajo por computador. Mediante el escaneo de las piezas en bruto, se puede programar una trayectoria de fresado óptima y evitar muchos recorridos en vacío de la fresa».

Planta de producción de maquetas. Las mediciones en 3D se realizan allí directamente en el componente.

Planta de producción de maquetas. Las mediciones en 3D se realizan allí directamente en el componente.

 

Medición de la pieza en bruto y de la pieza terminada

En este caso, había que escanear una pieza en bruto y, en un paso posterior, la pieza acabada para el equipamiento de la maqueta de un motor (vea la imagen superior). En principio, todos los proyectos de Duisburger Modellfabrik GmbH suelen seguir el siguiente patrón:

  • Recepción de los datos de la pieza terminada por parte del cliente
  • Creación de los datos de la pieza en bruto: Colocación de los márgenes de maniobra y aplicación de los ángulos de inclinación. Son necesarios para sacar la maqueta del molde o el núcleo de la caja de núcleos.
  • Creación de la configuración de la maqueta en CAD
  • Fresado y construcción del montaje de la maqueta
  • Escaneo de los componentes individuales acabados con MetraSCAN 3D
  • Cotejar los datos con los datos diseñados
  • Cotejar los datos con los datos de la pieza acabada del cliente
  • Escaneado de la pieza de fundición terminada
  • Comparación de la colada con los datos de la pieza acabada del cliente
Captura de pantalla de los datos de escaneo de una pieza en VXelements Captura de pantalla del CAD del equipo modelo

Datos de escaneo en VXelements y CAD del equipo modelo

Empleado de Duisburger observando la comparación de colores con los datos de piezas terminadas del cliente con PolyWorks Inspector en una pantalla de computadora

Comparación de colores con los datos de la pieza acabada del cliente con PolyWorks Inspector

 

¿Con qué procesos es compatible actualmente el escáner 3D MetraSCAN en la Duisburger Modellfabrik?

Control de calidad:

Durante la creación de las piezas en bruto, el MetraSCAN 3D se utiliza para la digitalización precisa y la posterior inspección geométrica mediante la comparación de colores en el software PolyWorks de Innovmetric. Gracias a la portabilidad del sistema de medición, puede llevarse al componente y escanearse allí con rapidez y precisión, independientemente del tamaño. Incluso las zonas de difícil acceso, como los bolsillos o las superficies brillantes, pueden registrarse sin problemas. No es necesario el uso de un spray de tiza.

Montaje virtual:

Además, los componentes también pueden medirse en su estado de montaje REAL después de haber sido desmontados. Esto funciona mediante el uso inteligente del modelo de destino. Esto facilita la comparación con los datos reales.

Ingeniería:

Algunos prototipos tienen que ser adaptados en CAD. Los datos de escaneado facilitan el ajuste y el diseño en CAD, incluso con superficies complejas de forma libre. Los datos. stl lo hacen posible, incluso en el caso de superficies de forma libre más complejas en lo referente a la ingeniería inversa.
Empleado de Duisburger escaneando una pieza usando el creaform MetraSCAN 3D con el C-Track y una pantalla de computadora en el fondo

Programación CNC:

Por supuesto, el producto final también se digitaliza y se comprueba su precisión dimensional. Además, los datos 3D también pueden utilizarse simplemente para programar la fresadora. De este modo, el fresado no se hace «a ciegas», lo que reduce considerablemente los costos.

Personal directivo satisfecho

«El escaneo con el MetraSCAN 3D ofrece grandes ventajas a nuestra empresa. Los componentes de grandes dimensiones pueden ser escaneados directamente en su entorno de trabajo de forma muy rápida y precisa. La flexibilidad, la precisión y el impacto del sistema de medición se adaptan perfectamente a nuestros requerimientos y componentes, que cambian a diario. Esto nos permite garantizar una alta calidad y exactitud, incluso con configuraciones de modelos complejas. Al adquirir el sistema de medición de Creaform, hemos abierto, por supuesto, nuevas áreas de negocio. Esto va desde la ingeniería inversa hasta el arte o incluso la construcción de barcos. Además, ofrecemos servicios de escaneo en la medición de fundición para nuestros clientes. Por supuesto, un sistema portátil como el MetraSCAN 3D de Creaform nos ayuda en esta labor», resume el Sr. Schild.

Artículo escrito por Creaform

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