Skanowanie 3D, kontrola jakości i inżynieria odwrotna elementu przemysłowego mieszadła

Dowiedz się, w jaki sposób firma Buffalo Metrology wykorzystała urządzenie FreeScan Trak Nova do wykonania precyzyjnego skanowania 3D, kontroli w programie PolyWorks oraz inżynierii odwrotnej pokrywy przemysłowego osadnika o długości 8 stóp, przeznaczonego do oczyszczania ścieków.

Kontekst projektu i wymagania

Firma Buffalo Metrology Inc., autoryzowany dystrybutor SHINING 3D, otrzymała zlecenie na przeprowadzenie inżynierii odwrotnej pokrywy osadnika o średnicy zewnętrznej 8 stóp, stosowanej w przemysłowym systemie mieszania. Mieszadła osadnikowe odgrywają kluczową rolę w systemach uzdatniania wód gruntowych i ścieków, gdzie ułatwiają usuwanie osadu i zanieczyszczeń pływających wewnątrz zbiorników oczyszczających. Ze względu na ciągłe obciążenia mechaniczne i siły obrotowe pokrywa osadnika posiada kilka elementów o kluczowym znaczeniu dla działania urządzenia, w tym powierzchnie wyrównujące łożyska oraz miejsca spawania.

Pokrywa osadnika – zeskanowany obiekt

Głównymi celami projektu były:

Sprawdzenie i ocena widocznego pęknięcia na stożkowej powierzchni pokrywy
Pozyskanie bardzo dokładnych danych wymiarowych całego elementu
Opracowanie kompletnego modelu 3D CAD w celu wsparcia produkcji elementu zamiennego
Zapewnienie precyzyjnego odtworzenia wszystkich kluczowych cech funkcjonalnych

Jak rozwiązanie FreeScan Trak Nova sprostało wyzwaniu

FreeScan Trak Nova zapewnił szybkość, elastyczność oraz dokładność na poziomie metrologicznym niezbędną do realizacji tego zakrojonego na szeroką skalę projektu kontroli i inżynierii odwrotnej.

Pozyskiwanie danych o wysokiej dokładności i generowanie modelu 3D

Pokrywa osadnika została zdigitalizowana w ciągu jednego dnia przy użyciu systemu FreeScan Trak Nova. Zebrano wiele zestawów danych skanowania z różnych orientacji, aby zapewnić pełne pokrycie powierzchni.

Kluczowe zalety techniczne systemu:

Bezprzewodowa i lekka konstrukcja: Konstrukcja ta poprawia manewrowość wokół dużych elementów przemysłowych. Pozwoliła operatorom na swobodne poruszanie się wokół konstrukcji o wysokości 8 stóp bez ograniczeń związanych z kablami, zwiększając wydajność skanowania i zmniejszając złożoność konfiguracji.
Zintegrowana fotogrametria wideo (VPG): FreeScan Trak Nova wykorzystuje technologię VPG, która zapewnia stabilną dokładność pomiaru objętościowego w dużych obszarach pomiarowych. W przypadku elementów o dużych rozmiarach, takich jak ta pokrywa osadnika, technologia VPG gwarantuje spójną integralność wymiarową bez konieczności stosowania dużej liczby markerów.
Elastyczny i modułowy system: System można rozdzielić, co pozwala urządzeniu FreeScan UE Nova działać niezależnie jako skaner ręczny. FreeScan UE Nova zapewnia bardzo szerokie pole widzenia (FOV), szybkie pozyskiwanie danych oraz wysoką wydajność skanowania na dużych powierzchniach. Ta elastyczność umożliwiła zespołowi dostosowanie strategii skanowania w zależności od geometrii — wykorzystując tryb śledzenia do ogólnej kontroli dokładności oraz tryb ręczny do szybkiego skanowania dużych powierzchni.

Wykorzystanie modelu 3D do kontroli

Dane skanowania zostały zaimportowane do programu PolyWorks, gdzie zespół inżynierów przeanalizował cechy wymiarowe, zweryfikował powierzchnie wyrównania oraz zidentyfikował wszystkie kluczowe elementy geometryczne niezbędne do dokładnego odtworzenia. Łącząc kilka dużych plików skanowania, zespół zapewnił pełne pokrycie i precyzyjny pomiar elementu.

Dane pokrywy osadnika sprawdzone w programie PolyWorks Inspector

Umożliwienie inżynierii odwrotnej

Dysponując gotowymi danymi skanowania, zespół inżynierów firmy Buffalo Metrology przekształcił siatkę 3D o wysokiej rozdzielczości w w pełni szczegółowy model CAD pokrywy osadnika. Zamiast po prostu skopiować uszkodzoną część, zespół wyodrębnił wszystkie kluczowe wymiary ze skanu i odtworzył model.

Pokrywa osadnikaodtworzona metodą inżynierii odwrotnej część

Wyniki końcowe

Zastępcza pokrywa osadnika zostanie wykonana ze stali węglowej o standardzie przemysłowym, odpowiedniej do zastosowań związanych z mieszaniem. Wybór materiału, kwestie konstrukcyjne oraz dokładność wymiarowa są oparte na modelu nominalnym uzyskanym na podstawie danych skanowania 3D.

Firma Buffalo Metrology zaprojektuje wzmocniony zespół w oparciu o model nominalny oraz wymagania eksploatacyjne systemu mieszającego. Nowa konstrukcja będzie zawierała spawane podpory środkowe oraz ulepszenia konstrukcyjne, które zapewnią, że pokrywa wytrzyma znaczne obciążenia powstające podczas operacji mieszania.