Skanowanie 3D formy porcelanowej za pomocą skanera EinScan Pro HD

Studia przypadków

Opublikowano 19 maja 2023 r.

Jak powstają formy do porcelany przy użyciu skanowania 3D

W niniejszym studium przypadku omówiono, w jaki sposób firma Tonxing Molds z Jingdezhen wykorzystuje skanowanie 3D do produkcji form do porcelany.

Kontekst projektu

Niniejsze studium przypadku dotyczy miasta Jingdezhen, słynącego z wysokiej jakości porcelany. Jingdezhen jest często nazywane „Miastem Porcelany”, ponieważ od ponad 1000 lat produkuje się tu tradycyjną chińską porcelanę.

Dzisiaj przedstawiamy historię firmy Tongxing Mold, która od 2017 roku zajmuje się produkcją form do porcelany. Zespół Tongxing Mold niedawno wdrożył technologię skanowania 3D w celu poprawy jakości form do porcelany oraz usprawnienia procesu produkcji.

To studium przypadku jest również dostępne w formacie wideo:

Wyzwania związane z tradycyjnym projektowaniem i produkcją form do porcelany

Tradycyjny proces produkcji porcelany wiąże się z kilkoma wyzwaniami. Przyjrzyjmy się tym wyzwaniom związanym z formami do porcelany, zanim wyjaśnimy, w jaki sposób skanowanie 3D może pomóc.

Ograniczenia rysunków 2D

Projektowanie przedmiotów porcelanowych często wymaga wielokrotnych konsultacji między wieloma stronami. Zazwyczaj zespół projektowy lub klient dostarcza rysunki 2D. Chociaż na podstawie rysunków 2D można wyobrazić sobie niektóre efekty 3D, łatwo może pojawić się duża rozbieżność między szkicem (i oczekiwaniami klienta) a produktem końcowym.

Przykład szkicu 2D małego wazonu porcelanowego.

Błąd pomiarowy

Produkcja porcelany wymaga wielu precyzyjnych pomiarów, zwłaszcza podczas przekształcania rysunków 2D w modele 3D. Doświadczenie projektanta, materiały produkcyjne i otoczenie to czynniki, które mogą wpływać na dokładność pomiarów. Nieprawidłowe pomiary mogą skutkować koniecznością przeróbki formy.

Czasochłonne i kosztowne poprawki

W tradycyjnym podejściu poprawki są czymś typowym. Dzieje się tak, ponieważ projekt lub wygląd nie są ostateczne, dopóki porcelana nie zostanie wypalona i uformowana. Ponowna optymalizacja projektu i jego produkcja wiążą się z kosztami i stratą czasu.

Artysta tworzący ręcznie formę do porcelany.

Jak technologia skanowania 3D może zoptymalizować projektowanie i produkcję form porcelanowych

Skanowanie 3D może uprościć proces produkcji porcelany na kilka sposobów. Przyjrzyjmy się poszczególnym etapom – od skanowania 3D form glinianych po wytworzenie gotowego przedmiotu – aby zrozumieć, w jaki sposób to działa.

Skanowanie 3D form glinianych

Firma Tongxing Mold zdecydowała się na skaner 3D EinScan Pro HD . Jest to wszechstronne, wielofunkcyjne urządzenie oferujące trzy tryby skanowania:

tryb szybkiego skanowania ręcznego
tryb ręczny HD
tryb stacjonarny z obrotnicą lub bez

Mniejsze formy gliniane można skanować w pełni automatycznie przy użyciu obrotnicy. Czas skanowania pojedynczej klatki w trybie stacjonarnym z obrotnicą wynosi mniej niż 0,5 sekundy.

W przypadku poniższej formy królika pełne skanowanie w zakresie 360 stopni zajęło mniej niż 3 minuty. Firma Tongxing Mold uzyskała bardzo precyzyjne dane 3D o odległości między punktami wynoszącej zaledwie 0,24 mm. Taka rozdzielczość pozwala na bogate i bardzo szczegółowe odwzorowanie modelu 3D. Stanowi to solidną podstawę danych dla późniejszej produkcji wyrobów porcelanowych.

Skanowanie 3D formy porcelanowej za pomocą EinScan Pro HD (światło strukturalne)

Wynik skanowania 3D formy porcelanowej

Projektowanie formy do porcelany w 3D

Dane ze skanowania 3D można następnie zaimportować do profesjonalnego oprogramowania do projektowania 3D, takiego jak Geomagic Freeform. Zespół firmy Tongxing Mold wykorzystuje to oprogramowanie do modyfikowania kształtu i rozmiarów modelu. Użytkownicy mogą oglądać model 3D pod różnymi kątami oraz powiększać lub zmniejszać go. Ułatwia to projektantom komunikację dotyczącą dopracowania szczegółów.

Edycja i przeprojektowywanie modelu w Geomagic Freeform, profesjonalnym oprogramowaniu do projektowania 3D.

Wytwarzanie formy wzorcowej za pomocą drukarki 3D/maszyny CNC

Kolejnym krokiem jest zaimportowanie ostatecznego modelu 3D do drukarki 3D lub maszyny CNC w celu wygenerowania porcelanowego modelu wzorcowego. Porcelanowy model wzorcowy to fizyczny model produktu, który jest tworzony za pomocą drukarki 3D lub maszyny do obróbki CNC na podstawie cyfrowego modelu 3D.

Wykorzystanie druku 3D lub technologii CNC do wykonania porcelanowej formy wzorcowej znacznie poprawiło dokładność i wydajność procesu produkcji porcelany. Eliminuje to konieczność pracy ręcznej i minimalizuje ryzyko błędów występujących w tradycyjnych metodach produkcji.

Wykonanie formy wzorcowej za pomocą drukarki 3D lub maszyny CNC

Produkcja seryjna

Wydrukowany model wzorcowy z porcelany pozwala wizualnie zaprezentować efekt projektowy. Po bezbłędnym przekazaniu wymagań formę produkcyjną można odlać z gipsu i wprowadzić na linię produkcyjną. Gotowe wyroby porcelanowe są następnie wytwarzane w ramach wielu procesów, takich jak napełnianie wodą, glazurowanie i wypalanie.

Produkty wytwarzane masowo na podstawie formy wzorcowej

Gotowy produkt porcelanowy

Wnioski

Wprowadzając technologię skanowania 3D do procesu produkcji porcelany, firma Tongxing Mold zrewolucjonizowała tradycyjne podejście. Dzięki technologii skanowania 3D firma Tongxing Mold może tworzyć bardzo precyzyjne dane 3D form glinianych, z łatwością modyfikować projekty za pomocą oprogramowania do projektowania 3D oraz wytwarzać modele wzorcowe i gotowe produkty przy użyciu drukarek 3D i maszyn CNC, generując przy tym minimalną ilość odpadów.