Kwaliteitscontrole en reverse engineering
3D-scanners ingezet bij gieterij

Door de redactie

IJzergieterijen, maar ook inkopers van gietwerk, lopen regelmatig tegen het probleem aan dat ze onvoldoende grip hebben op de kwaliteit van het product. Engineeringafdelingen weten in veel gevallen niet hoe het model er exact uitziet omdat digitale modellen ontbreken.

Met een 3D-scanner kan de vorm van de gietdelen worden vergeleken met de oorspronkelijke CAD-tekening.

Bedrijven willen het gietwerk dat ze moeten  leveren of geleverd krijgen graag controleren op maatvoering. Het is belangrijk te weten in hoeverre het afwijkt van de CAD-tekening, als ze daar al over beschikken. Bijvoorbeeld:  Is de krimp binnen de perken gebleven? Is de wanddikte overal voldoende?
Bovenstaande vragen kunnen eenvoudig worden beantwoord met behulp van 3D-scanning. Bij eenvoudig gietwerk voldoen de traditionele schuifmaat en ander handgereedschap nog wel, maar als de vormen complexer worden, is dit niet toereikend of kost het enorm veel tijd. 3D-digitalisatie oftewel scanning biedt hier uitkomst maar biedt nog veel meer. Met een 3D-scanner kunnen alle maten eenvoudig worden gecontroleerd. De gebruiker ziet direct waar de afwijkingen zitten en welke maten wel binnen de toleranties vallen. Daarbij maakt het niet uit of hij metingen wil doen tussen verschillende punten, of dat hij de radius van een bolling wil weten, of de wanddikte op een aantal plaatsen wil controleren. Zeker als er hoge druk wordt opgebouwd in het gietstuk, is dit goed om te weten.
Met een 3D-scanner kan de vorm van het gietwerk worden vergeleken met de eigen CAD-tekening; de verschillen worden haarfijn inzichtelijk gemaakt. Een bestaand gietstuk kan worden gebruikt om met een 3D-scanner een CAD-tekening te genereren als deze tekening verloren is gegaan, of nooit in het bezit is geweest van het bedrijf. Desgewenst parametrisch zodat de gebruiker eenvoudig wijzigingen kan aanbrengen voor bijvoorbeeld de productie van een nieuwe mal.
Niet zelden worden wijzigingen aan een product direct doorgevoerd in de mal en niet in de CAD-tekening. Dit werkt sneller en de tekening komt later wel, zo wordt gedacht. Vaak zie je door de bomen het bos niet meer en weet op een gegeven moment niemand meer welke versie de meest actuele is. Ook hier kan de 3D-scanner uitkomst bieden.

Met het scannen kan gecontroleerd worden of de krimp binnen de perken is gebleven.

Puntenwolk
De meeste 3D-scanners gebruiken een laag-vermogen laserstraal. Deze wordt op het object gericht en gereflecteerd in één of twee sensors die zich vlak naast de laser bevinden. Met behulp van driehoeksmeting kan van het punt waar de laserstraal het object raakt een driedimensionaal punt worden vastgelegd, oftewel de x-, y- en z-waarde. Door dit op miljoenen punten op het oppervlak van het object te doen, kan de gebruiker het hele object digitaliseren en omzetten naar een model in de computer. De puntnauwkeurigheid middelt zichzelf uit door de enorme hoeveelheid punten.  Het gevolg is van de 3D-scan van het object met een zeer hoge nauwkeurigheid, zonder overigens het object aan te raken.
Het bestand, dat uit een 3D-scanner komt, is een zogenaamde puntenwolk. Dit is de verzameling van alle x-, y- en z-waarden die het object beschrijven. Met specifieke software kan direct in de puntenwolk worden gemeten. Ook kan de puntenwolk worden gebruikt om een CAD-bestand te genereren of andere bewerkingen door te voeren.

Voordelen 3D-scannen
Belangrijke voordelen van het 3D-scannen zijn dat het contactloos gebeurt, het is snel, eenvoudig en zeer accuraat bovendien makkelijk te herhalen. Er wordt een compleet digitale versie van het product gegenereerd, wat veel meer informatie oplevert dan enkele meetwaarden op kritische punten.

Somatech
Sinds 1998 levert Somatech 3D-scanners en 3D-scanservice voor het digitaliseren van producten. Ze hanteren hiervoor een breed spectrum van scanners en verwerkingssoftware van verschillende fabrikanten. In de demoruimte in Ede worden verschillende combinaties getoond en gedemonstreerd, afhankelijk van de toepassing.  Onder meer de scanners van Konica Minolta, flexibele meetarmen van Faro in combinatie met een laserscan peilstift van Laser Design Inc. (LDI). Dit wordt toegepast in combinatie met de software van onder andere Rapidform en Geomagic.
Deze techniek kan voor diverse toepassingen worden ingezet, niet alleen kwaliteitscontrole, ook reverse engineering, archivering, analyse van competitieve producten, en meer. Afhankelijk van de gewenste nauwkeurigheid, de complexiteit van de geometrie van het product, alsook de omvang van het product, is de ene scanner beter geschikt dan de andere. Dat geldt tevens voor de te gebruiken software.

www.somatech.nl