用激光掃描技術(shù)檢測緊密封裝中的元件
在將內(nèi)部零件植入緊密結(jié)構(gòu)的工程中,激光掃描技術(shù)起著重要的作用。然而問題就出現(xiàn)了,該怎樣驗證這種快速成形造成的組件配合程度的參差不齊,往往它比已經(jīng)完成部分松一些。因此,他們提供的僅僅是如何組裝在一起的粗 ..
在將內(nèi)部零件植入緊密結(jié)構(gòu)的工程中,激光掃描技術(shù)起著重要的作用。然而問題就出現(xiàn)了,該怎樣驗證這種快速成形造成的組件配合程度的參差不齊,往往它比已經(jīng)完成部分松一些。因此,他們提供的僅僅是如何組裝在一起的粗略方案,對于更深層次的設(shè)計要求,這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。如果將這種不精確的快速成形方法應(yīng)用到工程中,將給整個工程增加五萬美元的鑄模費,更糟糕的是,會將產(chǎn)品上市時間推遲四至六周,算起來可能會損失上百萬美元的收入。
有些公司借助激光掃描服務(wù)中心來解決上述問題,將快速成形的精確度做到0.001英寸,這樣可以很容易地辨別出不精確問題是由成形不夠精確還是設(shè)計本身造成的。通過對原型的測量,工程師們可更改設(shè)計并調(diào)整公差。利用激光掃描技術(shù),這種在主體固態(tài)模型中的快速成形工藝更加規(guī)范化,并且用這項技術(shù)更精確地評估設(shè)計方案。一旦檢測出某個區(qū)域結(jié)構(gòu)不夠緊密,激光掃描服務(wù)坊便將該區(qū)域放大,便于仔細(xì)地觀察,進(jìn)行調(diào)整,因而可以提前數(shù)周把產(chǎn)品推入市場。 許多便攜產(chǎn)品所要求的小巧而又緊密的構(gòu)造,給眾多機(jī)械工程師提出了許多挑戰(zhàn)。在很多工程中,最大的挑戰(zhàn)莫過于將所有的元器件集中到一個外殼內(nèi)。外殼的幾何越來越復(fù)雜,有許多3D表面,設(shè)計任務(wù)變得更加復(fù)雜,因而尺寸很難測量出來。此外,在某些工程中,許多的外殼設(shè)計還需要與內(nèi)部元器件尺寸大小恰好匹配。 在設(shè)計過程中,工程師們可以建立一套整個產(chǎn)品線上的裝配模具,使得所有的物體看上去正好配合。但是在找不到配合緊密的精密組件的情況下,他們根本無法考慮對注模或壓鑄件模具進(jìn)行投資,因為誰也保證不了之后的組件是否能夠組裝起來,并且運行正常。問題的癥結(jié)在于,立體快速成型(SLA)工藝的公差相當(dāng)大,一般大約是0.002英寸,而一般的產(chǎn)品生產(chǎn)過程中只允許0.005英寸的公差范圍,當(dāng)把這些組件安裝到一塊兒的時候,他們無法判斷所見到的過盈是由于超出了公差范圍還是設(shè)計出了問題。他們也不能確定其他看似配合良好的組件是否真的配合得很好,一旦投產(chǎn),僅僅因為組件超過公差范圍就會導(dǎo)致組件之間永遠(yuǎn)不再配合了。 壓鑄件模具和注模零件價格往往為每件五萬美元,需要四到六個星期完成。但風(fēng)險很大,如果你做出來的模具在生產(chǎn)中出現(xiàn)毛病,你必須修改模具,這可能花費一萬美元,需要幾個星期的時間才能完成。如果遇到模具偏差太遠(yuǎn)乃至不得不重新設(shè)計,是最糟糕不過的了,它將耗費你又一個五萬美元,同時將延誤四到六個星期的交貨期?紤]到便攜產(chǎn)品的更新速度很快,它的市場周期一般是18到24個月,因而延誤帶來的損失實際上比模具本身帶來的損失還要大。任何延誤產(chǎn)品上市時間的代價是有目共睹的,首先是,本來可以在產(chǎn)品周期中得到的巨額收入都丟了,而且將錯失更多與對手競爭的商機(jī)。所以,設(shè)計準(zhǔn)確是一切工作的根本。 激光掃描工作坊 一個可行的方法是在設(shè)有坐標(biāo)系的機(jī)器上進(jìn)行測量,但是對于幾乎全是曲面的零件這似乎毫無用處,原因是曲面上找不到可供測量的參考點。激光掃描是一種有代表性的可視解決方案,它按照模具的表面形式,復(fù)制復(fù)雜零件的整個幾何結(jié)構(gòu),精確度高達(dá)0.001英寸。接著層層展現(xiàn)出模具的概貌,通過與原先設(shè)計的幾何尺寸比較,可以確切地得到它們的差別。激光掃描系統(tǒng)將激光照射到物體表面,同時攝像頭從三個方向?qū)λ粩嗟嘏恼,得出距離差值和激光束的側(cè)面輪廓,這樣就可以精確地把物體復(fù)制出來。激光掃描儀可以在沒有模板或夾具固定的情況下快速測量大型零件,比起用探針的方法,得到的數(shù)據(jù)點要多得多。激光掃描儀上沒有任何探針直接與物體接觸,因此當(dāng)遇到軟的物體或測量很小的通孔或槽時,與探頭相比,激光的優(yōu)點更加明顯。 許多便攜系統(tǒng)的設(shè)計者一年中很少用到這種激光掃描技術(shù)。因而自己購買一臺激光掃描儀不是明智之舉。除費用高之外,還得面臨培訓(xùn)操作員和維修人員的挑戰(zhàn),另外還存在儀器購買后被荒廢的可能。新推的服務(wù)中心可以按照項目提供激光掃描服務(wù),幫助用戶獲得高精度、快速和適當(dāng)價格的服務(wù)。在那里,工作人員可以向你解釋激光掃描工藝的性能和局限性,并確保他們的客戶掌握所有必要的信息,從而擬定設(shè)計方案。 節(jié)省費用 舉個典型的例子,設(shè)計人員只需在投產(chǎn)前,運送便攜式放映機(jī)的不同組成元件即可。放映機(jī)形體小巧,有很多功能。它的造型長而細(xì),很容易放入一般放映機(jī)不能進(jìn)入的空間。設(shè)計人員會在幾天內(nèi)收到電腦輔助設(shè)計文件,該文件會詳細(xì)說明產(chǎn)品的全部幾何尺寸。每個單獨點的精度是8微米,由“點云”(point cloud)形成的表面精確度至少達(dá)到0.001英寸。當(dāng)設(shè)計人員找到一些可疑區(qū)域時,可以向掃描工作坊索要放大的圖樣或者重新掃描更高精度的圖樣。 |
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