Công nghệ đo tiếp xúc CMM và không tiếp xúc SCan 3D

4611

Công nghệ đo tiếp xúc CMM và không tiếp xúc SCan 3D

Đo tiếp xúc

Máy đo tọa độ (CMM) là một thiết bị đo hình học của các vật thể bằng cách cảm nhận các điểm rời rạc trên bề mặt của vật thể bằng đầu dò. Các loại đầu dò khác nhau được sử dụng trong CMM, bao gồm ánh sáng cơ học, quang học, laser và ánh sáng trắng. Tùy thuộc vào máy, vị trí đầu dò có thể được điều khiển thủ công bởi người vận hành hoặc nó có thể được điều khiển bằng máy tính. CMM thường chỉ định vị trí của đầu dò theo sự dịch chuyển của nó từ vị trí tham chiếu trong hệ tọa độ Cartesian ba chiều (nghĩa là với các trục XYZ). Ngoài việc di chuyển đầu dò dọc theo trục X, Y và Z, nhiều máy còn cho phép điều khiển góc đầu dò để cho phép đo các bề mặt mà không thể truy cập được.

  

Mô tả

CMM “cầu” 3D điển hình cho phép di chuyển đầu dò dọc theo ba trục, X, Y và Z, trực giao với nhau trong hệ tọa độ Cartesian ba chiều. Mỗi trục có một cảm biến theo dõi vị trí của đầu dò trên trục đó, thường là với độ chính xác micromet . Khi đầu dò tiếp xúc (hoặc phát hiện khác) một vị trí cụ thể trên đối tượng, máy sẽ lấy mẫu ba cảm biến vị trí, do đó đo vị trí của một điểm trên bề mặt của đối tượng. Quá trình này được lặp lại khi cần thiết, di chuyển đầu dò mỗi lần, để tạo ra một “đám mây điểm” mô tả các khu vực bề mặt quan tâm.

Việc sử dụng phổ biến các CMM là trong các quy trình sản xuất và lắp ráp để kiểm tra một bộ phận hoặc lắp ráp theo ý đồ thiết kế. Trong các ứng dụng như vậy, các đám mây điểm được tạo ra được phân tích thông qua các thuật toán hồi quy để xây dựng các tính năng. Những điểm này được thu thập bằng cách sử dụng đầu dò được định vị thủ công bởi người vận hành hoặc tự động thông qua Điều khiển máy tính trực tiếp (DCC). Các CMM DCC có thể được lập trình để đo nhiều lần các phần giống hệt nhau; do đó, CMM tự động là một dạng robot công nghiệp chuyên dụng.

Thông tin kỹ thuật

Bộ phận

Máy đo tọa độ bao gồm ba thành phần chính:

  • Cấu trúc chính bao gồm ba trục chuyển động. Vật liệu được sử dụng để xây dựng khung di chuyển đã thay đổi qua nhiều năm. Đá granit và thép đã được sử dụng trong những năm đầu của CMM. Ngày nay, tất cả các nhà sản xuất CMM lớn đều xây dựng các khung từ hợp kim nhôm hoặc một số dẫn xuất và cũng sử dụng gốm để tăng độ cứng của trục Z cho các ứng dụng quét. Ngày nay, rất ít nhà xây dựng CMM vẫn sản xuất CMM khung đá granit do yêu cầu của thị trường đối với động lực đo lường được cải thiện và xu hướng gia tăng để cài đặt CMM bên ngoài phòng thí nghiệm chất lượng. Thông thường chỉ có các nhà xây dựng CMM khối lượng thấp và các nhà sản xuất trong nước ở Trung Quốc và Ấn Độ vẫn đang sản xuất CMM granit do cách tiếp cận công nghệ thấp và dễ dàng trở thành một nhà xây dựng khung CMM.
  • Hệ thống thăm dò
  • Hệ thống thu thập và giảm dữ liệu – thường bao gồm bộ điều khiển máy, máy tính để bàn và phần mềm ứng dụng.

Tính năng sẵn có

Những máy này có thể ở dạng cố định, hoặc cầm tay.

Bộ phận cụ thể

Thân máy

CMM đầu tiên được phát triển bởi Công ty Ferranti của Scotland vào những năm 1950 [1] do nhu cầu trực tiếp để đo các thành phần chính xác trong các sản phẩm quân sự của họ, mặc dù máy này chỉ có 2 trục. Các mô hình 3 trục đầu tiên bắt đầu xuất hiện vào những năm 1960 (DEA của Ý) và điều khiển máy tính đã ra mắt vào đầu những năm 1970 (Sheffield của Hoa Kỳ). Leitz Đức sau đó đã sản xuất một cấu trúc máy cố định với bàn di chuyển.

Trong các máy móc hiện đại, cấu trúc thượng tầng kiểu giàn có hai chân và thường được gọi là cầu. Điều này di chuyển tự do dọc theo bàn đá granit bằng một chân (thường được gọi là chân bên trong) theo một đường ray dẫn hướng được gắn vào một bên của bàn đá granit. Chân đối diện (thường là chân ngoài) chỉ đơn giản nằm trên bàn đá granit theo đường viền bề mặt thẳng đứng. Vòng bi không khí là phương pháp được lựa chọn để đảm bảo ma sát. Trong đó, khí nén được buộc qua một loạt các lỗ rất nhỏ trên bề mặt ổ trục phẳng để tạo ra một đệm khí mịn nhưng được kiểm soát mà CMM có thể di chuyển một cách không ma sát. Chuyển động của cầu hoặc cổng dọc theo bàn đá granit tạo thành một trục của mặt phẳng XY. Cầu của giàn chứa một bánh xe di chuyển giữa hai chân bên trong và bên ngoài và tạo thành trục ngang X hoặc Y khác. Trục chuyển động thứ ba (trục Z) được cung cấp bằng cách thêm một trục dọc hoặc trục chính di chuyển lên và xuống qua tâm của bánh xe. Đầu dò cảm ứng tạo thành thiết bị cảm biến ở phần cuối của đầu dò. Chuyển động của các trục X, Y và Z mô tả đầy đủ đường bao đo. Các bảng quay tùy chọn có thể được sử dụng để tăng cường khả năng tiếp cận của đầu đo đến các phôi phức tạp. Bảng quay như một trục ổ đĩa thứ tư không tăng cường kích thước đo, vẫn duy trì 3D, nhưng nó cung cấp một mức độ linh hoạt. Một số đầu dò cảm ứng là thiết bị quay được cung cấp năng lượng với đầu dò có thể xoay theo chiều dọc 90 độ và xoay hoàn toàn 360 độ.

Cũng như các máy ba trục truyền thống (như hình trên), CMM hiện cũng có sẵn ở nhiều dạng khác nhau. Chúng bao gồm các cánh tay CMM sử dụng các phép đo góc được lấy tại các khớp của cánh tay để tính toán vị trí của đầu bút stylus. Các CMM cánh tay như vậy thường được sử dụng với tính di động của chúng là một lợi thế so với các CMM đế cố định truyền thống. Vì cánh tay CMM bắt chước tính linh hoạt của cánh tay người, chúng cũng thường có thể chạm tới bên trong các bộ phận phức tạp không thể được sử dụng bằng máy ba trục tiêu chuẩn.

Đầu dò cơ khí

Trong những ngày đầu của phép đo tọa độ, các đầu dò cơ học được lắp vào một giá đỡ đặc biệt ở phần cuối của bút lông. Một đầu dò rất phổ biến đã được thực hiện bằng cách hàn một quả bóng cứng vào cuối trục. Điều này là lý tưởng để đo toàn bộ các bề mặt phẳng, hình trụ hoặc hình cầu. Các đầu dò khác được nối với các hình dạng cụ thể, ví dụ góc phần tư, để cho phép đo các tính năng đặc biệt. Các đầu dò này được giữ vật lý chống lại phôi với vị trí trong không gian được đọc từ đầu đọc kỹ thuật số 3 trục (DRO) hoặc, trong các hệ thống tiên tiến hơn, được đăng nhập vào máy tính bằng phương tiện chân hoặc thiết bị tương tự. Các phép đo được thực hiện bằng phương pháp tiếp xúc này thường không đáng tin cậy vì máy được di chuyển bằng tay và mỗi người vận hành máy áp dụng các mức áp suất khác nhau lên đầu dò hoặc áp dụng các kỹ thuật khác nhau cho phép đo.[ cần dẫn nguồn ]

Một sự phát triển hơn nữa là việc bổ sung các động cơ để lái từng trục. Người vận hành không còn phải chạm vào máy một cách vật lý mà có thể lái từng trục bằng cách sử dụng hộp điều khiển bằng cần điều khiển theo cách tương tự như với những chiếc xe điều khiển từ xa hiện đại. Đo lường chính xác và độ chính xác được cải thiện đáng kể với việc phát minh ra đầu dò cảm ứng kích hoạt điện tử. Người tiên phong của thiết bị thăm dò mới này là David McMurtry , người sau đó đã thành lập nên ngày nay Renishaw plc . [2]Mặc dù vẫn là một thiết bị tiếp xúc, đầu dò có bút bi bằng thép lò xo (sau này là ruby ​​ball). Khi đầu dò chạm vào bề mặt của thành phần, bút stylus bị lệch và đồng thời gửi thông tin tọa độ XY, Z đến máy tính. Các lỗi đo lường gây ra bởi các nhà khai thác riêng lẻ trở nên ít hơn và giai đoạn được đặt ra cho việc giới thiệu các hoạt động CNC và tuổi CMM sắp tới.

Đầu dò tự động cơ giới với đầu dò kích hoạt cảm ứng điện tử

Đầu dò quang là các hệ thống thấu kính-CCD, được di chuyển giống như các cơ khí, và nhằm vào điểm quan tâm, thay vì chạm vào vật liệu. Hình ảnh được chụp của bề mặt sẽ được đặt trong viền của cửa sổ đo, cho đến khi dư lượng đủ để tương phản giữa các vùng đen và trắng. Đường cong phân chia có thể được tính đến một điểm, là điểm đo mong muốn trong không gian. Thông tin theo chiều ngang trên CCD là 2D (XY) và vị trí dọc là vị trí của hệ thống thăm dò hoàn chỉnh trên ổ Z đứng (hoặc thành phần thiết bị khác).

Hệ thống thăm dò mới

Có những mô hình mới hơn có các đầu dò kéo dọc theo bề mặt của bộ phận lấy điểm theo các khoảng thời gian xác định, được gọi là đầu dò quét. Phương pháp kiểm tra CMM này thường chính xác hơn phương pháp thăm dò cảm ứng thông thường và cũng nhanh nhất nhiều lần.

Thế hệ quét tiếp theo, được gọi là quét không tiếp xúc, bao gồm tam giác điểm laser tốc độ cao , quét đường laser [3] , [4] và quét ánh sáng trắng, [5] đang tiến rất nhanh. Phương pháp này sử dụng chùm tia laser hoặc ánh sáng trắng chiếu vào bề mặt của bộ phận. Nhiều ngàn điểm sau đó có thể được lấy và sử dụng không chỉ để kiểm tra kích thước và vị trí, mà còn để tạo ra hình ảnh 3D của bộ phận. “Dữ liệu đám mây điểm” này sau đó có thể được chuyển sang phần mềm CAD để tạo mô hình 3D hoạt động của bộ phận. Các máy quét quang học này thường được sử dụng trên các bộ phận mềm hoặc tinh tế hoặc để tạo điều kiện cho kỹ thuật đảo ngược.

Đầu dò vi mô

Các hệ thống tìm kiếm cho các ứng dụng đo lường vi mô là một lĩnh vực mới nổi khác. Có một số thương mại có sẵn phối hợp đo máy (CMM) có một vi thám tích hợp vào hệ thống, một số hệ thống đặc biệt tại các phòng thí nghiệm của chính phủ, và bất kỳ số lượng các nền tảng đo lường trường đại học xây dựng cho đo lường micro. Mặc dù các máy này là tốt và trong nhiều trường hợp, các nền tảng đo lường tuyệt vời với quy mô nanomet, giới hạn chính của chúng là đầu dò micro / nano đáng tin cậy, mạnh mẽ, có khả năng. Những thách thức đối với các công nghệ thăm dò vi mô bao gồm sự cần thiết của đầu dò tỷ lệ khung hình cao cho khả năng truy cập các tính năng hẹp, sâu với lực tiếp xúc thấp để không làm hỏng bề mặt và độ chính xác cao (mức nanomet). Ngoài ra, các đầu dò siêu nhỏ dễ bị ảnh hưởng bởi các điều kiện môi trường như độ ẩm và các tương tác bề mặt như ma sát (gây ra bởi sự bám dính, sụn và / hoặc lực Van der Waals).

Các công nghệ để đạt được đầu dò siêu nhỏ bao gồm phiên bản thu nhỏ của đầu dò CMM cổ điển, đầu dò quang học và đầu dò sóng đứng trong số các loại khác. Tuy nhiên, các công nghệ quang học hiện tại không thể được thu nhỏ đủ nhỏ để đo tính năng sâu, hẹp và độ phân giải quang bị giới hạn bởi bước sóng ánh sáng. Hình ảnh X-quang cung cấp một hình ảnh của tính năng nhưng không có thông tin đo lường có thể theo dõi.

Nguyên lý vật lý

Có thể sử dụng đầu dò quang và / hoặc đầu dò laser (nếu có thể kết hợp), điều này thay đổi CMM thành kính hiển vi hoặc máy đo đa cảm biến. Các hệ thống chiếu rìa, hệ thống tam giác kinh vĩ hoặc hệ thống từ xa và tam giác laser không được gọi là máy đo, nhưng kết quả đo là như nhau: một điểm không gian. Đầu dò laser được sử dụng để phát hiện khoảng cách giữa bề mặt và điểm tham chiếu ở cuối chuỗi động học (nghĩa là: đầu của thành phần ổ Z). Điều này có thể sử dụng chức năng giao thoa kế, biến đổi tiêu cự, độ lệch ánh sáng hoặc nguyên lý bóng chùm.

Máy đo tọa độ cầm tay

Trong khi các CMM truyền thống sử dụng đầu dò di chuyển trên ba trục Cartesian để đo các đặc điểm vật lý của vật thể, thì các CMM di động sử dụng cánh tay có khớp nối hoặc trong trường hợp CMM quang học, hệ thống quét sử dụng phương pháp tam giác quang và cho phép tự do di chuyển xung quanh đối tượng.

CMM cầm tay có cánh tay khớp nối có sáu hoặc bảy trục được trang bị bộ mã hóa quay, thay vì trục tuyến tính. Cánh tay di động rất nhẹ (thường dưới 20 pounds) và có thể mang đi và sử dụng gần như bất cứ nơi nào. Tuy nhiên, CMM quang đang ngày càng được sử dụng trong ngành. Được thiết kế với các camera tuyến tính hoặc ma trận nhỏ gọn (như Microsoft Kinect), các CMM quang nhỏ hơn các CMM di động có tay, không có dây và cho phép người dùng dễ dàng đo 3D mọi loại đối tượng ở hầu hết mọi nơi.

Một số ứng dụng không phổ biến như kỹ thuật đảo ngược, tạo mẫu nhanh và kiểm tra quy mô lớn các bộ phận thuộc mọi kích cỡ đều phù hợp lý tưởng cho các CMM di động. Lợi ích của CMM di động là đa dạng. Người dùng có thể linh hoạt thực hiện các phép đo 3D của tất cả các loại bộ phận và ở những vị trí xa nhất / khó khăn nhất. Chúng rất dễ sử dụng và không yêu cầu môi trường được kiểm soát để thực hiện các phép đo chính xác. Hơn nữa, CMM di động có xu hướng chi phí ít hơn so với CMM truyền thống.

Sự đánh đổi vốn có của các CMM di động là hoạt động thủ công (chúng luôn yêu cầu con người sử dụng chúng). Ngoài ra, độ chính xác tổng thể của chúng có thể kém chính xác hơn so với CMM loại cầu và ít phù hợp với một số ứng dụng.

Máy đo đa năng

Công nghệ CMM truyền thống sử dụng đầu dò cảm ứng ngày nay thường được kết hợp với công nghệ đo lường khác. Điều này bao gồm các cảm biến laser, video hoặc ánh sáng trắng để cung cấp những gì được gọi là phép đo đa cảm biến.

Tiêu chuẩn hóa

Để xác minh hiệu suất của máy đo tọa độ, sê-ri ISO 10360 có sẵn. Chuỗi tiêu chuẩn này xác định các đặc điểm của hệ thống thăm dò và lỗi đo chiều dài:

  • P Form : thăm dò độ lệch khi đo hình dạng của một hình cầu
  • P Size : thăm dò độ lệch khi đo kích thước của một hình cầu
  • E Uni : độ lệch của chiều dài đo trên các mặt cầu từ một hướng
  • E Bi : độ lệch của chiều dài đo trên các mặt cầu từ trái và phải

Đo không tiếp xúc


Dự án siêu xe Ba Lan đầu tiên, Arrinera Hussarya, ngay từ đầu, đã khơi dậy những cảm xúc mạnh mẽ và hy vọng rằng ngành công nghiệp ô tô Ba Lan sẽ trở lại thời kỳ huy hoàng trước đây. Việc sản xuất các nguyên mẫu hcùng lúc và phải đạt được trình độ của một chiếc xe thể thao đòi hỏi sự chính xác và độ bền.
Không giống như hầu hết các dự án ô tô Ba Lan đương đại, Arrinera Hussarya được xây dựng từ đầu. Tất cả các bộ phận của thân xe, động cơ và nội thất, mặc dù thực tế là chúng thường sử dụng các công nghệ đã được chứng minh, được thiết kế lại để không chỉ đáp ứng tất cả các yêu cầu mà còn thể hiện tính thẩm mỹ xứng đáng với siêu xe.

Kỹ thuật thiết kế ngược giảm chi phí sản xuất
Thiết kế lại siêu xe không chỉ là một quá trình rất tốn thời gian mà còn là một quá trình cực kỳ tốn kém. Các kỹ sư Arrinera từ lâu đã tìm kiếm các cách để tăng tốc phát triển và giảm chi phí. Cuối cùng họ quyết định sử dụng kỹ thuật thiết kế ngược, đó là quá trình tái cấu trúc tài liệu kỹ thuật của một yếu tố hiện có để thiết kế lại nó.
Bằng cách triển khai máy quét 3D SMARTTECH chuyên nghiệp, các kỹ sư làm việc với siêu xe đã có được khả năng nhanh chóng có được thông tin toàn diện về hình học của các bộ phận xe hơi. Một ví dụ tuyệt vời về khả năng của công nghệ quét 3D là quá trình thiết kế và sản xuất vỏ ly hợp.


MICRON3D ánh sáng xanh lá cây.
Không có gì bí mật rằng một chiếc ly hợp thể thao phải chịu áp lực hoàn toàn khác so với một chiếc ly hợp bình thường làm việc trong một chiếc xe tiêu chuẩn. Một mô-men xoắn 810 Nm yêu cầu sử dụng không chỉ một thiết kế ly hợp đáng tin cậy mà còn nhẹ. Máy quét 3D cho phép lấy tài liệu kỹ thuật của nhà ở đã có mặt trên thị trường và thiết kế lại nó trong phần mềm CAD để thay đổi cho phù hợp với cấu trúc của xe.


Một máy quét 3D MICRON3D màu xanh lá cây với máy dò 10 megapixel đã được sử dụng để đo chính xác. Công nghệ dựa trên ánh sáng LED màu xanh lá cây cho phép các phép đo đạt được kết quả tốt hơn 30% so với khi sử dụng máy quét 3D với ánh sáng trắng. Với hướng nhìn 800 x 600 mm, máy quét 3D thu được một đám mây điểm thể hiện hình dạng được quét với độ chính xác 0,084 mm.
Trong thực tế, điều đó có nghĩa là với một phép đo duy nhất, bạn có thể quét một diện tích bằng 80 x 60 cm. Không giống như các giải pháp khác hiện có trên thị trường, máy quét 3D SMARTTECH được hiệu chỉnh vĩnh viễn với một khối lượng đo. Giải pháp này đảm bảo rằng người dùng có thể thiết lập để làm việc mà không cần hiệu chỉnh thiết bị. Nó không chỉ tiết kiệm thời gian mà còn loại bỏ vấn đề hiệu chuẩn ảnh hưởng đến độ chính xác.
MICRON3D xanh lá cây cũng được chứng nhận về mặt đo lường theo tiêu chuẩn VDI / VDE 2634 của Đức mang lại cho Arrinera sự tự tin rằng lỗi đo không vượt quá các giá trị được đưa ra trong chứng nhận độ chính xác của thiết bị.


Kết quả đo  vỏ ly hợp.
Máy quét 3D là thiết bị đo lường
Phép đo được thực hiện bởi máy quét 3D SMARTTECH dựa trên hình chiếu của các mẫu trên bề mặt đo. Các mẫu biến dạng tùy thuộc vào độ cong và được ghi lại bằng máy dò tích hợp trong đầu đo. Thiết bị chỉ đo các bề mặt mà máy dò nhìn thấy được. Để có được thông tin toàn diện về mô hình từ mọi góc độ, đối tượng cần được quét bằng cách sử dụng một bàn quay. Khả năng tải của đế quay là hơn 300 kg trong khi đường kính của nó là 50 cm, đủ để thực hiện đo hoàn chỉnh hầu hết các bộ phận của xe.
Hình ảnh từ máy dò sau đó được chuyển đổi thành đám mây điểm nhờ một thuật toán phần mềm đặc biệt. Mỗi điểm chứa thông tin về mô hình được mô tả trong tọa độ X, Y, Z, sau khi xử lý hậu kỳ có thể được sử dụng để kiểm soát chất lượng hoặc – như trong trường hợp Arrinera – để thiết kế lại và nghiền mô hình trên máy CNC.


Sắp xếp các phép đo bằng phương pháp ba điểm.

Tùy thuộc vào độ phân giải, đám mây điểm từ một phép đo duy nhất có thể bao gồm 5 hoặc 10 triệu điểm cho độ phân giải tương ứng là 5 hoặc 10 megapixel. Số lượng megapixel ảnh hưởng đến mức độ chi tiết thu được từ một đối tượng nhất định. Trong trường hợp của Arrinera, một máy quét 3D với máy dò 10 megapixel đã được sử dụng do cần phải tái tạo chính xác các cạnh của vật thể đo được.
Vỏ ly hợp được quét từ hai phía, cho phép thu được hai đám mây điểm. Đối với mỗi đám mây điểm có sáu phép đo riêng lẻ. Sử dụng một bàn quay được tích hợp với máy quét 3D, các phép đo riêng lẻ được căn chỉnh sơ bộ. Một tùy chọn thay thế bao gồm sử dụng các dấu định vị.


Lưới tam giác và mô hình CAD được tạo trên cơ sở của nó.

Sắp xếp các đám mây điểm trong phần mềm
Sau quá trình quét, có thể chuyển đổi đám mây điểm thành lưới tam giác trong phần mềm SMARTTECH3Dmeasure. Phần mềm được cung cấp với mọi máy quét 3D SMARTTECH. Trước khi chuyển đổi, trước tiên chúng ta cần căn chỉnh kết quả đo.


Bệ xe.
Để căn chỉnh, chúng tôi đã sử dụng phương pháp ba điểm, trong đó chúng tôi đã chọn ba điểm chung cho cả hai đám mây điểm. Dựa trên điều này, phần mềm sẽ tự động xác định vị trí của các kết quả với nhau. Mục tiêu là để có được một đám mây điểm hoàn toàn đại diện cho đối tượng được quét. Việc sử dụng một giai đoạn quay đơn giản hóa đáng kể hoạt động của sự liên kết các kết quả vì nó chia thành hai nhóm điểm đại diện cho mỗi bên.
Trước khi chuyển đổi đám mây điểm thành lưới tam giác, chúng ta cần sử dụng chức năng alignment Liên kết toàn cầu, dựa trên vị trí của các điểm sẽ căn chỉnh chính xác tất cả các đám mây điểm với nhau. Ở giai đoạn này, chúng tôi cũng phải loại bỏ sự chồng chéo, đó là các khu vực chồng chéo của các phép đo khác nhau.


Bệ xe ở dạng lưới tam giác.
Sau các hoạt động này, đám mây điểm sau đó được chuyển thành lưới tam giác. Đối với Arrinera, định dạng STL đã được chọn, đây là định dạng phổ biến nhất cho lưới tam giác vì khả năng tương thích với máy in 3D và máy phay. Lưới tam giác cũng có thể được sử dụng làm cơ sở cho mô hình CAD. Arrinera đã thực hiện và điều chỉnh mô hình CAD và sau đó gửi nó đến phần mềm vận hành máy CNC. Việc quét 3D không chỉ làm giảm chi phí cho ngân sách của công ty mà còn cho phép sản xuất một bộ phận chuyên dụng.

Quét các đối tượng lớn bằng các Dấu định vị
Việc quét 3D trên một bàn quay trong phòng thí nghiệm đo lường không phải lúc nào cũng có thể do kích thước của vật thể. Trong tình huống như vậy, bạn có thể thực hiện các phép đo trên dây chuyền sản xuất nhờ phương pháp thay thế bằng cách sử dụng các dấu định vị. Ví dụ thứ hai nói về phương pháp này. Trong quá trình sản xuất bản sao đầu tiên, thường xảy ra trường hợp, mặc dù quá trình thiết kế dài hạn, không phải tất cả các bộ phận đều giống hệt như dự kiến ban đầu.

Các kỹ sư Arrinera đã phải đối mặt với vấn đề đó. Bệ cửa bên trái của xe đã được điều chỉnh để tối ưu hóa cấu trúc. Để duy trì tính đối xứng của chiếc xe, bệ cửa từ phía bên kia phải được chế tạo theo hình dạng giống hệt nhau. Các phương pháp đo thông thường được Arrinera sử dụng đã không cho phép nó có được hình dạng đầy đủ và đó là lý do tại sao quyết định rằng công nghệ SMARTTECH 3D sẽ được sử dụng.


Các bộ phận được in 3D bởi OMNI3D.
Việc sử dụng MICRON3D màu xanh trong xưởng là có thể nhờ vào vỏ làm bằng sợi carbon. Việc bảo vệ nội thất quý giá được cung cấp bởi bộ lọc lớp F7. Vỏ bền không chỉ đảm bảo độ tin cậy mà còn ổn định và chất lượng đo lường cao. Ngoài ra, hệ thống giảm xóc bên trong triệt tiêu các rung động có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả.
Dữ liệu hình học của ngưỡng cửa hiện tại được thu thập trực tiếp từ nguyên mẫu vật lý. Arrinera Hussarya đứng trên bục và lối vào bệ cửa bị cản trở bởi cửa xe. Vì kích thước của ngưỡng cửa lớn hơn nhiều so với trường nhìn của máy quét 3D, nên cần phải sử dụng chức năng quét rất hữu ích với các điểm đánh dấu định vị.
Phương pháp đo sử dụng các điểm đánh dấu phụ thuộc vào việc gắn các dấu định vị đặc biệt trên đối tượng được quét. Phần mềm SMARTTECH3Dmeasure vận hành máy quét 3D tìm thấy năm điểm đánh dấu định vị phổ biến giữa hai phép đo riêng lẻ và sau đó căn chỉnh chúng. Người vận hành máy quét 3D có một cái nhìn đầy đủ về công việc của mình và có thể dễ dàng thêm các bản quét của các phần còn lại của cửa. Góc nhọn giữa máy chiếu và máy dò cho phép chúng tôi – mặc dù các ràng buộc thủ công rườm rà – để có được một lượng lớn dữ liệu về mô hình.
Kết quả của quét 3D với các điểm đánh dấu định vị là một điểm đám mây được căn chỉnh sơ bộ. Việc xử lý hậu kỳ tiếp theo trong SMARTTECH3Dsoftware được thực hiện tương tự mọi lúc vì thiết kế trực quan và khả năng tự động hóa các hoạt động riêng lẻ. Trong trường hợp này, cũng cần phải tạo một mô hình CAD tham chiếu trong Geomagic Design X, được Arrinera sử dụng. Mô hình này tương thích với các phần mềm phân lớp và uốn tạo ra các bộ phận cần thiết.
Có một mô hình CAD của một yếu tố nhất định cho phép sử dụng công nghệ in 3D để tạo mẫu nhanh. Arrinera đã chọn giải pháp từ một công ty OMNI3D có trụ sở tại Poznan, với sản phẩm chủ lực Factory 2.0 Production System tạo ra các bản in 3D khổ lớn trong công nghệ FFF (công nghệ in3d đắp lớp).
Thiết bị đã được sử dụng để tạo mẫu nhanh. Quá trình thiết kế đòi hỏi phải cải tiến liên tục các thành phần và do đó sản xuất không chỉ một mà một vài nguyên mẫu của bất kỳ bộ phận nào. Làm điều đó với các phương pháp truyền thống tiêu tốn rất nhiều thời gian và chi phí sản xuất.
OMNI3D được in cho các bộ phận Arrinera như vỏ gương và cửa theo tỷ lệ 1: 1. Nó cho phép nhà sản xuất siêu xe không chỉ tạo mẫu nhanh mà còn sử dụng các bộ phận được chế tạo bằng nhựa ABS. Nhờ sử dụng máy in 3D, Arrinera đã có thể giảm trọng lượng của các bộ phận, điều đặc biệt quan trọng trong siêu xe trong đó trọng lượng là một trong những thành phần quan trọng khi quyết định .
Thiết kế và chế tạo chiếc xe đua đầu tiên không chỉ là một kỹ thuật mà còn là một thách thức tài chính. Các công nghệ 3D cung cấp cả sự tiết kiệm về chi phí cũng như độ chính xác cần thiết trong quá trình thu thập dữ liệu, tạo mẫu và điều chỉnh sản xuất. Arrinera, nhờ sử dụng các công nghệ 3D, đã có thể đẩy nhanh đáng kể quá trình tạo mẫu và giảm thời gian cần thiết cho sản xuất của họ.