Зачем вашему бизнесу нужен 3D сканер?
Итак, вы решили, что покупка 3D сканера необходима для эффективной работы. Как же убедить руководство вложить средства в новое оборудование?
В этой статье мы постараемся объяснить, почему в некоторых отраслях 3D сканер просто незаменим.
Обратное проектирование
Процесс обратного проектирования основывается на изучении готовой детали, которое помогает понять как ее спроектировать и изготовить. Задача реверс-инжиниринга - создание документации, по которой можно изготовить точно такую же деталь.
Обратное проектирование необходимо в таких случаях:
- создание чертежей для устаревших деталей;
- внесение изменений в конструкцию уже существующих деталей;
- создание изделий, которые идеально подходят к уже существующей детали (упаковка, чехол и прочее);
- ремонт деталей.
Для решения этих задач можно использовать традиционный подход, а можно воспользоваться современными решениями. Рассмотрим каждый из них.
Традиционный подход
Если компания привыкла работать по давно проверенным алгоритмам, то основным способом решения задач обратного проектирования является измерение ручными инструментами. Для измерений используются различные приборы, которые позволяют собрать данные об особенностях объекта. Затем оператор с помощью специальных CAD программ создает 3D модель с нуля, используя полученные данные.
Современный подход
Для измерений используется 3D сканер, который получает сведения о поверхности и особенностях рельефа объекта с минимальной погрешностью. Полученные данные можно использовать для создания эскиза или чертежа. Специальные программы позволяют преобразовать полученные данные в CAD модель практически без участия специалиста.
Преимущества сканирования в CAD
Вы бы хотели ускорить процесс обратного проектирования? Сканирование в CAD - это идеальное решение для реверс-инжиниринга. Сканер позволяет за короткое время получить данные об объекте любого размера и любой формы. 3D сканирование позволяет получить полную информацию об особенностях детали, используя всего лишь один инструмент.
Этот способ отлично подходит для обратного проектирования сложных изделий, так как для их измерений не требуется много приборов и трудозатрат со стороны работников. Процесс сканирования происходит быстро - большинство сканеров получают данные об объекте с высокой скоростью.
Итак, какие же преимущества перед линейными измерениями имеет 3D сканирование?
- Определение сплайнов (невозможно с помощью традиционных методов).
- Измерение труб (их фарты, толщины стенок, загибов).
- Работа с отверстиями (определение формы отверстия, его расположения по отношению к другим элементам, перпендикулярность к поверхности).
- Определение поверхности (сложной формы или плоская).
Большинство этих измерений можно проводить вручную, однако 3D сканер позволяет не просто измерить, но и соотнести все особенности объекта, представив полную картину детали. Данные отражаются в системе координат XYZ, информация о компонентах и их функциях легко считывается.
Кроме того, влияние человеческого фактора на качество измерений максимально сокращается. Точность сканеров достигает 20 мкм, что делает оборудование эффективнее измерительного ручного инструмента.
Недостатки 3D сканирования
Несмотря на то, что 3D сканирование - это эффективный и быстрый способ проведения измерений, он имеет свои минусы. Основной - это стоимость оборудования. Надежный сканер, который можно использовать на производстве или в проектировании, требует значительных вложений. Помимо оборудования необходимо планировать расходы на программное обеспечение (некоторые сканеры поставляются вместе с ПО), а также на дополнительные аксессуары (в зависимости от специфики работы, часто не требуются).
Также для пользования сканером необходимо пройти базовое обучение. Часто представители компаний-производителей проводят обучение сотрудников на месте, но для пользования сложным оборудованием необходимо более длительное обучение.
Стоимость 3D сканера для обратного проектирования
Цена на 3D сканер складывается не только из стоимости самого оборудования, но также из цены на программное обеспечение для CAD моделирования. В зависимости от имеющегося бюджета и требований к ПО, можно найти более дешевые (около 1500000 рублей за базовый комплект сканер+ПО) или дорогие решения для 3D сканирования.
Если вы пользователь SOLIDWORKS
Большое преимущество получают пользователи данного ПО, так как производитель предлагает недорогие дополнения для реверс-инжиниринга, которые работают напрямую со сканером. Это станет идеальным решением для небольшой или средней компании, так как программное обеспечение с большим набором функций может “съесть” большую часть выделенного бюджета.
Окупаемость 3D сканера
Некоторые исследования показали, что при работе с решениями Scan to CAD, возврат инвестиций происходит всего за 3-6 месяцев (в зависимости от количества вложенных средств, объемов производства и других факторов).
С примерами расчетов для обратного проектирования детали со сложным рельефом можно ознакомиться в таблице.
Измерения ручным инструментом, проектирование вручную | 3D сканирование, проектирование Scan to CAD | Экономия времени с методом Scan to CAD | Экономия средств на проектирование одной детали | Общее сокращение времени проектирования |
13 часов | 3,5 часа | 9,5 часов | Если средняя стоимость работы 1500 рублей/час 1500х9,5=14250 | 75% |
Контроль геометрии детали
Еще одна область производства, которая нуждается в оборудовании для проведения точных измерений - контроль геометрии. В процессе контроля готовая деталь сравнивается с проектом, чтобы определить степень ее соответствия стандартам.
Четкая организация контроля качества геометрии гарантирует, что ваша продукция производится с учетом всех норм и стандартов. Давайте обратимся к сравнению традиционных и современных способов контроля.
Традиционный подход
Обычно для контроля геометрии проводится выборочная проверка параметров, влияющих на качество, которые сверяются с CAD моделями или чертежами. Для измерений используются ручные инструменты, но какими бы точными они не были, процесс измерений занимает много времени даже у профессионала.
Современный подход
3D контроль с помощью сканера позволяет быстро и точно провести измерения всей детали целиком. Некоторые решения сканирования позволяют делать это в автоматизированном режиме, при этом на результат не будет влиять тот фактор, в движении находится объект или он статичен. С помощью специального программного обеспечения для 3D контроля полученные данные легко сравнить с CAD моделью.
Преимущества 3D контроля
Процесс 3D контроля помогает упростить некоторые некоторые процессы, например определение проблемных зон детали. ПО для контроля (такие как Geomagic Control X) позволяют сформировать отчет обо всех отклонениях от исходной CAD модели с визуальной привязкой. Это помогает немедленно устранить проблему, не прибегая к долгим поискам.
На производстве чаще всего требуется проведение контроля геометрии инструментов, оснастки или штампов, которые могут изнашиваться и повреждаться во время эксплуатации. Замеры ручным инструментом не всегда дают точный результат, кроме того, даже портативные КИМ могут провести ограниченный объем измерений. Если проблема не будет обнаружена, то производство может серьезно пострадать.
С помощью 3D контроля можно быстро определить место износа, что поможет избежать остановки рабочего процесса. При этом в короткий срок оператор может получить максимальное количество данных.
3D сканер вместе с ПО дает постоянный результат - на него не влияет человеческий фактор.
Недостатки 3D сканирования для контроля геометрии
Единственный минус - необходимость приобретения оборудования и программного обеспечения. В зависимости от масштабов производства, затраты на оснащение могут быть разными. Многие производители предлагают автоматизированные установки, которые не требуют постоянного присутствия оператора на месте. Для среднего и малого бизнеса есть портативные 3D сканеры, которые по точности и простоте использования не отличаются от дорогостоящего оборудования.
Также на производстве не обойтись без дополнительных аксессуаров, облегчающих процесс контроля.
Сколько стоит 3D сканер для контроля геометрии и качества детали
Бюджет на приобретение сканера должен включать стоимость оборудования и специального программного обеспечения для контроля. Если вы работает с ПО от 3D Systems, стоит приобрести Geomagic Design X или Control X. Если выбор программного обеспечения не зависит от уже существующего, то можно приобрести более бюджетное ПО других производителей.
Решения для 3D контроля могут быть базовыми с возможностью последующего апгрейда или без (от 800000 рублей), а также высокотехнологичными (от 6500000 рублей и выше).
Окупаемость 3D сканера на производстве
Покупка дорогостоящего оборудования для решения задач в масштабе производства оправдывает себя. В среднем окупаемость комплекта (3D сканер+ПО) составляет 2-7 месяцев. В таблице ниже вы можете увидеть, как современное высокотехнологичное решение позволило оптимизировать контроль (на примере простой детали).
Измерения ручным инструментом, сравнение вручную | 3D сканирование, анализ с помощью ПО | Экономия времени с 3D контролем | Экономия средств на контроль каждой детали | Общее сокращение времени контроля |
3 часа | 1 час | 2 часа | Если средняя стоимость работы 1500 рублей/час 1500х2=3000 | 50% |
Эти простые расчеты помогают наглядно продемонстрировать, как возрастает эффективность производства при использовании современных технологий. Быстрая окупаемость, простота использования и высокая точность результатов позволяют сделать уверенный выбор в пользу аддитивных технологий для вашего производства.