應用WerthX射線計算機斷層掃描技術優(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能夠提高首件的測量精度，進一步完成對模具的修正. 應用WerthX射線計算機斷層掃描技術優(yōu)化注塑模具--僅需要一次回路 VEMAGMBH公司生產技術含量極高的塑料部件。作為這家公司的總經理，WernerVeser要在投產之前對模具進行多次修改。例如：LED大燈透鏡。 工具制造領域的測量 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。這種技術廣泛應用于醫(yī)療領域，使用效果優(yōu)良，但是在工業(yè)領域的應用依然比較少。 幸運的是，被推薦的服務供應商位于德國Schonaich，距VEMAGMBH公司100公里。“這讓初期溝通和協(xié)調很方便，創(chuàng)新次接觸就取得了很好的進展”Veser說道：“當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)，在不同的供應商供職，最終他們在這家公司詳實。他們一位是技術經理，另一位是質量管理，五年前，他們便開始著手研究測量復雜技術不見的方法。在一次交易過程中，他們接觸到計算機斷層掃描測量技術，很快便意識到其很大的潛力。 一臺設備供多人使用 然而，一臺這樣的CT設備在較小的工具、模具廠房或注塑模具上并不能發(fā)揮其功能。因此，TomoScope設備轉變成提供對外服務，德國Werth測量技術公司將CT設備改進成坐標測量技術應用 Vera公司將此項技術用于汽車行業(yè)的LED大燈的制造中。WernerVeser解釋說：“我們已經具備豐富的實際經驗，許多汽車照明設備廠商來我們這里學習實際操作經驗。因為我們已經能夠同時提供模具加工和注塑模了，而且，在這兩個領域，我們的經驗都相當豐富。我們是模具開發(fā)和原始產品生產的理想伙伴。 然而，制造透鏡和反光鏡并不是簡單的事情。產品不僅要求像玻璃一樣純凈，而且表面質量要求也很苛刻。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，最終產品的光學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腔輪廓，然后設計模具。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。 應用WerthX射線計算機斷層掃描技術優(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，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，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生誤差。 通過斷層掃描技術實現(xiàn)初始建模和模具修正 計算機斷層掃描測量設備中有一個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射線圖像轉化成二維圖像，供后續(xù)處理。 Werth公司的TomoScope設備獨到之處是融合了坐標測量技術和計算機斷層掃描技術。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備供應商。在Vema，我們已經證實CT技術是模具修正的理想應用。” 實際生產中，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移到另一邊，那么，下一個杯子出來就是圓的。”Vena公司已經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)化應用，測量儀探頭只能采集測量點中的1%，CT技術就能夠較好的處理這一問題。WernerVeser高度評價WerthTomoScope的作用。 應用WerthX射線計算機斷層掃描技術優(yōu)化注塑模具--僅需要一次回路 提高質量&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，所有的磨具都經過優(yōu)化，且不需要更多的修正回路。我們提高質量的同時還節(jié)約了時間。”Vena使用Werth公司的計算機斷層掃描測量技術已經一年半了。Veser還使用這項技術分析塑料覆蓋件。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?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量。” 對于無力負擔這種設備但是希望能夠通過這種技術測量和分析他們產品的廠家。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要求的塑料零件，是全球優(yōu)良的復雜產品研發(fā)合作伙伴。
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