3D-сканирование, контроль и реверс-инжиниринг компонента промышленной мешалки

Предыстория проекта и предъявляемые требования

Компания Buffalo Metrology Inc.,официальный реселлер SHINING 3D, получила заказ на реверс-инжиниринг крышки осветлителя с внешним диаметром 8 футов, используемой в промышленной системе перемешивания. Мешалки-осветлители применяются в системах очистки грунтовых и сточных вод для удаления осадка и всплывающих на поверхность загрязняющих веществ из очистных резервуаров. Ввиду постоянного воздействия механических нагрузок и силы вращения крышка осветлителя включает в себя несколько ответственных элементов, в том числе поверхности для центровки подшипников и места расположения сварных швов.

Крышка осветлителя — сканируемый объект

Основные цели проекта заключались в следующем:

• осмотреть и оценить видимую трещину на конической поверхности крышки;

• получить высокоточные данные о размерах всего компонента;

• разработать полную трехмерную CAD-модель в качестве вспомогательного средства для изготовления сменного блока;

• обеспечить точное воспроизведение всех ответственных функциональных элементов.

Как система FreeScan Trak Nova помогла выполнить задачу

Система FreeScan Trak Nova обеспечила необходимую скорость, гибкость и точность метрологического класса в рамках этого масштабного проекта по контролю и реверс-инжинирингу.

Получение высокоточных данных и создание 3D-модели

Крышка осветлителя была оцифрована за один день с использованием системы FreeScan Trak Nova. Было получено несколько наборов данных сканирования с разных углов для полного охвата поверхности.

Ниже приведены ключевые технические преимущества системы.

• Беспроводная и легковесная конструкция: такая конструкция обеспечивает повышение маневренности при перемещении вокруг крупных деталей промышленного оборудования. Благодаря этому операторы свободно перемещались вокруг 8-футовой конструкции без ограничений, связанных с применением кабелей, что позволило повысить эффективность сканирования и снизить сложность настройки.

• Интегрированная фотограмметрия на основе видео (VPG): система FreeScan Trak Nova создана с применением технологии VPG, которая обеспечивает стабильную точность при измерении объемов крупных объектов. В случае крупногабаритных компонентов, таких как рассматриваемая крышка осветлителя, VPG позволяет стабильно поддерживать целостность результатов при измерении размеров без установки многочисленных маркеров.

• Гибкая и разъединяемая система: благодаря возможности разъединения трекера FreeScan UE Nova может работать независимо как ручной сканер. FreeScan UE Nova обеспечивает сверхбольшую область сканирования, быстрый сбор данных и высокую эффективность сканирования на больших поверхностях. Эта гибкость позволила рабочей группе адаптировать стратегию сканирования с учетом геометрических параметров, используя режим отслеживания для общего контроля точности и ручной режим для быстрого охвата больших поверхностей.

Сбор 3D-данных с помощью FreeScan Trak Nova

Сбор 3D-данных с помощью FreeScan Trak Nova

Полученная 3D-модель послужила основой для контроля, инженерного анализа и CAD-реконструкции.

Использование 3D-модели для контроля

Данные сканирования были импортированы в PolyWorks, где инженерная группа проанализировала размерные характеристики, проверила поверхности совмещения и определила все важные геометрические параметры, необходимые для точного воспроизведения. Объединив несколько больших файлов сканирования, группа обеспечила полный охват и точное измерение компонента.

Данные крышки осветлителя, проверенные в PolyWorks Inspector

Реверс-инжиниринг

Получив полные данные сканирования, инженерная группа Buffalo Metrology преобразовала сеточную 3D-модель высокого разрешения в полностью детализированную CAD-модель крышки осветлителя. Вместо простого копирования поврежденной детали группа извлекла данные обо всех важных размерах из скана и перестроила модель.

Деталь крышки осветлителя, полученная методом реверс-инжиниринга

Окончательные результаты

Сменная крышка осветлителя будет изготовлена из углеродистой стали промышленной марки, рассчитанной на применение в системах перемешивания. Выбор материала, конструктивные аспекты и точность размеров определяются на основании номинальной модели, полученной по данным 3D-сканирования.

Buffalo Metrology разработает усиленный узел с учетом данных номинальной модели и эксплуатационных требований к системе перемешивания. Новое решение будет предусматривать сварные центральные опоры и конструктивные усовершенствования, чтобы крышка могла выдерживать значительные нагрузки, возникающие во время операций смешивания.