Scanning og inspektion af værktøjsindsats

3D scanning af værktøjsindsats til LEGO Bionicle danner grundlag for struktureret analyse af bearbejdningsprocessen.

Måling af et værktøj er én ting, men fortolkning af resultaterne kan være en ganske anden disciplin. Optisk 3D måling adskiller sig ved at måle den komplette geometri og danne en præcis tæt punktsky, der beskriver alle detaljer. I kombination med CAD data, giver det unikke muligheder for at analysere emnet og de processer, som er anvendt.

Zebicon har scannet en værktøjsindsats til Lego Bionicle med henblik på at analysere og forbedre CAM processen.

3D scanning

Scanningen af værktøjsindsatsen blev udført på en ATOS SO 4M scanner med et måleområde på 150x150 mm. Tidsforbruget var ca. 30 minutter og der blev målt omkring 500.000 koordinater. Resultatet af scanningen er en punktsky, der nøjagtigt afspejler emnets geometri.

Inspektion og analyse

I rapporteringsfasen blev værktøjsindsatsen sammenlignet med CAD data, hvilket resulterer i en farvesammenligning. Farverne illustrerer afvigelser mellem scannet data og CAD data. Blå nuancer indikerer, at det scannede emne er mindre end CAD data og gulige/rødlige nuancer, at det er større (klik på billedet for at se en større udgave).

Farvespillet på dette emne afslører slid på det skærende værktøj. Indsatsens lukkeflader og emnedannende geometrier er fremstillet ved fræsebearbejdning, og CAM-strategien er valgt så flade A og B er bearbejdet med samme kuglefræser. Først A, hvor bearbejdningen er sket nedefra i pilens retning. Farvesammenligningen indikerer, at fræserens skær midtvejs i bearbejdningen er slidt op. Det ses ved at flade A bliver tiltagende gul og rødlig, hvilket angiver at der står restmateriale på op til 0,04 mm. På det tidspunkt, hvor flade B bearbejdes, er fræseren slidt og hele fladen står derfor med restmateriale på 0,03-0,04 mm.

Ved at kigge nærmere på farvesammenligningen dukker endnu en bearbejdningsproblematik op. Billedet til højre viser et udsnit af formindsatsen (klik på billedet for at se en større udgave). I dette område ses det, at alle bundradier er gule eller røde, hvilket igen viser, at der står restmateriale. I praksis er der sket en afbøjning af det skærende værktøj som resultat af for hårdt spåntryk i bearbejdningen. Særligt ses det på detalje C, at der er tale om afbøjning.

Farverne giver klarhed

Farvemønsteret gør det muligt at identificere forskellige problemer, der ofte er en kombination af flere fænomener. Detaljerne A (slid) og C (afbøjning) viser hvordan farvemønsteret, sammen med viden om CAM-strategien, gør det muligt at fortolke detaljerne.

Viden fra målingen kan bruges i mange retninger. Først og fremmest ses det, at værktøjsindsatsen ikke er bearbejdet som forventet. Dette vil medføre forkert emnegeometri og lukkeproblemer for støbeværktøjet, hvis det ikke korrigeres. Alvorlige fejl, som vil betyde forsinkelse, omarbejde og tabt arbejdstid i værktøjsmontagen og som I sidste ende kan koste virksomheden både penge og længere leveringstid. Herudover kan analysen bruges fremadrettet til blandt andet at forbedre CAM-strategi, tool-life politik og valg af skærende værktøjer.

Download 3D data og se flere detaljer

Nedenfor kan du downloade en session-fil med 3D data til ATOS Viewer for at se endnu flere detaljer fra scanningen af værktøjsindsatsen.

LEGO Bionicle session-fil (34 MB)
LEGO Bionicle session-fil inkl. ATOS Viewer program (59 MB)