3D-Scanner in der Automobilindustrie: 4 Vorteile und 4 erfolgreiche Projekte

In unserem Material zum Einsatz additiver Technologien in der Automobilindustrie haben wir deren Hauptvorteile und Potenzial für die russische Industrie eingehend untersucht. Während die Einführung des 3D-Drucks immer noch mit gewissen Schwierigkeiten verbunden ist (z. B. die Notwendigkeit großer Investitionen und unzureichender Automatisierung), wird das dreidimensionale Scannen heute als die am meisten bevorzugte und kostengünstigste 3D-Technologie für die Automobilindustrie angesehen.

Ein 3D-Scanner ist ein Gerät, mit dem ein physisches Objekt schnell analysiert und ein genaues 3D-Computermodell erstellt werden kann. Das Funktionsprinzip basiert auf der Berechnung der Entfernung zum Objekt mit zwei Kameras. Neben Kameras wird auch die Hintergrundbeleuchtung verwendet - LED oder Laser. Beide Arten von Scannern sind in der Automobilindustrie anwendbar.

3D-Scanner bieten die Möglichkeit, Zeit und Kosten in der Entwicklungsphase erheblich zu reduzieren, die Qualität der Produkte zu verbessern und letztendlich die Markteinführung des Produkts zu beschleunigen. Sie können in jeder Phase des Produktlebenszyklusmanagements eingesetzt werden und tragen zur Optimierung des Produktionsprozesses für alle Unternehmen der Branche bei - von großen Herstellern von Autos, Motoren, Spezialgeräten und Komponenten bis hin zu kleinen Unternehmen, die Tuning, Wartung und Reparatur durchführen.

3D-Scangeräte beseitigen viele der Einschränkungen, die herkömmliche Messgeräte aufweisen. Instrumente, die dem Metrologen bekannt sind, wie Schablonen, Mikrometer, Messschieber, sind kostengünstig, unterscheiden sich jedoch in der Subjektivität der Messwerte und eignen sich nicht für komplexe Messungen. Koordinatenmessgeräte sind genauer als 3D-Scanner, jedoch teurer, dimensionaler und erfordern eine spezielle Schulung des Bedieners.

Optische Steuerungssysteme, zu denen auch 3D-Scanner gehören, sind hinsichtlich Preis und Qualität die beste Lösung, da sie Folgendes bieten:

1. Geschwindigkeit der Messungen
2. hohe Genauigkeit bei der Digitalisierung von Objekten mit komplexer Geometrie ,
3. kann autonom arbeiten,
4. einfach zu bedienen.

Dank des 3D-Scanners wird die Arbeit des Designers, Technologen und Designers erheblich erleichtert: Die Durchführung aufwändiger komplexer Messungen und die Erstellung eines Designs von Grund auf gehören der Vergangenheit an.

In diesem Artikel werden wir die Vorteile dieser Technologie anhand konkreter Beispiele demonstrieren. Im folgenden Video können Sie den Prozess des 3D-Scannens in Echtzeit verfolgen.

Welche Aufgaben löst das 3D-Scannen?

1. Qualitätskontrolle : Die Fähigkeit, alle geometrischen Parameter zu überprüfen, einschließlich Eingangs- und Ausgangskontrolle, messtechnische Kontrolle von Teilen, Gehäusen und Industrieanlagen.
2. Reverse Engineering von Automobilkomponenten für den sofortigen Erhalt der Konstruktionsdokumentation und Produktmodernisierung.
3. Design und Modellierung zum Zweck der automatischen Abstimmung, des Prototyping und der Bewertung des Erscheinungsbilds von Produkten sowie der Modernisierung von Produktionsstätten und Geräten.
4. Digitale Archivierung aller erforderlichen Sortimente (z. B. nicht mehr lieferbare Teile). In digitalen Bibliotheken gespeicherte Modelle sind von überall auf der Welt aus der Ferne verfügbar.

Hauptvorteile des 3D-Scannens für die Autoindustrie

1. Genauigkeit
   
   Genauigkeit ist sicherlich ein grundlegendes Kriterium für die Messtechnik. 3D-Scanner ermöglichen effiziente Messungen mit einer messtechnischen Genauigkeit von 20 bis 80 Mikrometern (abhängig vom Gerät und der Größe des Objekts).
2. Geschwindigkeit
   
   Leistung ist Leistung. Durch das 3D-Scannen wird die Messgeschwindigkeit auf ein neues Niveau gebracht: Der Prozess der Digitalisierung und Verarbeitung einer Komponente wie einer Autotür in Software dauert etwa 20 Minuten anstelle von 4 Stunden Messungen an einem KMG. Sie sparen nicht nur Zeit, sondern senken auch die Produktionskosten.
3. Zuverlässigkeit
   
   Moderne professionelle und industrielle 3D-Scanner zeichnen sich durch erhöhte Stabilität und Zuverlässigkeit aus. Handgeräte sind für den Transport zu entfernten Objekten konzipiert und können unter industriellen Vibrationsbedingungen arbeiten. Alle tragbaren 3D-Scanner , die iQB Technologies für ihre Arbeit verwendet, reisen regelmäßig ohne eine einzige Panne durch Russland und die Nachbarländer.
4. Einfachheit
   
   Die Arbeit mit einem 3D-Scanner erfordert keine Kenntnisse, und für einen unerfahrenen Benutzer, der das Gerät beherrscht - ob es sich um einen OTK-Spezialisten, einen Chefingenieur, einen Designer oder einen Technologen handelt - sind 20 Minuten ausreichend. Die Verarbeitung einer Punktwolke erfordert Kenntnisse der Software. Wenn die Mitarbeiter keinen Mitarbeiter mit CAD-Kenntnissen haben, können Sie das Scan-Ergebnis über das Netzwerk an das Outsourcing senden.

Ariel Atom Rennwagen-Qualitätskontrolle mit Solutionix 3D-Scanner

Qualitätskontrolle in der Automobilindustrie

Die Hauptaufgabe des 3D-Scannens, das zur Optimierung der Automobilproduktion beiträgt, besteht darin, die Geometrie zu steuern, um sie mit dem Referenzmodell zu verifizieren. Sie können nicht nur Fahrzeugkomponenten, sondern auch Formen und Werkzeuge steuern und eine Werkzeugverschleißanalyse durchführen.

Die Verwendung von 3D-Scannern ermöglicht es, die Verbindung von Teilen von Lieferanten sowie die Verfügbarkeit von messtechnischen Zertifikaten und Überprüfungsmethoden schnell zu verfolgen, um einen Bericht über Abweichungen von der deklarierten Geometrie zu erhalten. Wenn eine Ehe gefunden wird, ist es möglich, die Ursache zu finden, den Scan mit dem Referenz-CAD-Modell zu vergleichen und dem Hersteller oder einer Drittorganisation einen Bericht vorzulegen.



Die Autofabrik führte Messungen mit Hilfe von KMG an Kontrollpunkten durch und erhielt Informationen in Form einer numerischen Tabelle.
Betriebszeit der Ausrüstung und Verarbeitung der Ergebnisse: 4 Stunden.
Von iQB Technologies vorgeschlagene Lösung:
Creaform HandyScan 700 + 3D-Scanner + Geomagic Control X-Software
Vorbereitungszeit für die Arbeit, einschließlich Kalibrierung und Etikettierung - 7 Minuten.
Die Zeit für einen Scan der Autotür (unter Berücksichtigung der Arbeit des Bedieners) beträgt 5 Minuten.
Inspektionsanalyse (Vergleich mit dem CAD-Modell) - 10 Minuten.
Gesamtzeit: 22 Minuten.

Automatisierte Steuerung des Förderers

Automatisierte Scansysteme , einschließlich eines 3D-Scanners, eines Roboterarms und einer Software, können nicht nur Stichproben durchführen, sondern auch alle Produkte in der Produktionslinie steuern. Dies führt zu einer Reduzierung von Zeit und Ressourcen für Qualitätskontrollverfahren und einer signifikanten Reduzierung des Prozentsatzes an Ausschuss.

Creaform bietet fortschrittliche automatisierte Qualitätskontrollsysteme am Fließband. Dies ist MetraSCAN 3D-R, ein an einem Roboter montierter optischer 3D-Scanner, und CUBE-R, eine schlüsselfertige Lösung, die aus einem Plattenteller, einem Roboterarm mit einem Scanner, einem Ortungsgerät und einem Steuergestell besteht. Beide Systeme sind bereits bei Daimler in Stuttgart und im Renault-Nissan-Werk in Frankreich in Betrieb.

Sehen Sie, wie Sie mit MetraSCAN 3D-R in nur 2 Minuten und 27 Sekunden einen Scan der Autotür mit einem Bericht erhalten:


Eine andere ähnliche Lösung, die in Russland keine Analoga aufweist, wurde von unserer Firma entwickelt. Dies ist ein automatisiertes Scansystem, das einen Fanuc LR Mate 200iD-Handroboter, einen tragbaren 3D-Scanner Creaform HandySCAN 700 und die Geomagic Control X-Software umfasst. Das System wurde erstmals auf der Ausstellung Metalworking 2018 demonstriert.

Reverse Engineering

Die zweite wichtige Produktionsaufgabe, die vom 3D-Scanner gelöst wird, ist das Reverse Engineering oder Reverse Engineering. Mithilfe von 3D-Scans und spezieller Software können Sie vorhandene Produkte ohne Zeichnungen, einschließlich nicht mehr erhältlicher Modelle, ändern und einzelne Teile der Fahrzeugkarosserie aktualisieren, um das aktualisierte Modell schnell auf den Markt zu bringen. Zum Beispiel wäre ein Scanner perfekt für die Veröffentlichung der neuen Zuschüsse, die auf der Basis von Kalina entwickelt wurden.

Darüber hinaus übernimmt das Reverse Engineering die Aufgabe, Produktionsanlagen aufgrund von Veralterung, Wertminderung oder Mangel zu ersetzen sowie den Strom zu bewerten und die optimale Platzierung von Produktionsanlagen und Versorgungsunternehmen in der Werkstatt auszuwählen.



3D-Traktorscan für die Entwicklung von MX-Anbaugeräten

Hier ist ein Beispiel für die Einführung des 3D-Scannens in der französischen Firma MX, die Ladegeräte für landwirtschaftliche Traktoren herstellt. Traktorhersteller teilen selten Informationen über ihre neuen Produkte, und es ist noch schwieriger, CAD-Modelle dieser Traktoren zu erhalten, da sie geistiges Eigentum sind. Für die Entwicklung und Herstellung von Anbaugeräten wie MX-Ladekranen sind jedoch unbedingt 3D-Modelle erforderlich. Daher muss das Unternehmen 3D-Messungen aller Traktoren durchführen, für die es Anbaugeräte entwerfen und herstellen möchte. Bis vor kurzem wurden diese Aufgaben mithilfe von 3D-Manipulatoren gelöst. Heute verwendet MX die 3D-Scantechnologie, um alle Bereiche zu digitalisieren, die für die Gestaltung anpassbarer Designs erforderlich sind, einschließlich der Befestigungspunkte für Halterungen und ihrer Umgebung. Creaform 3D-Lösungen haben die Messzeit um mehr als das Zweifache verkürzt und folglich die Markteinführungszeit für das Produkt verkürzt.

CAD-Modelle und digitale Archive erstellen

Das manuelle Abrufen von Konstruktionsdokumentationen und Zeichnungen nimmt viel Zeit in Anspruch. Die digitale Archivierung und der Erhalt von CAD-Modellen von Produkten ist eine der Möglichkeiten, die 3D-Scanner eröffnen. Sie können jedes Teil einstellen, schnell scannen und ein 3D-Modell für die weitere Reproduktion und Archivierung erhalten. Digitale Bibliotheken sind sehr bequem zu verwenden: Ein Designer oder Technologe erhält jederzeit und überall Zugriff auf das erforderliche Modell und kann problemlos Korrekturen daran vornehmen.

Wenn Sie über ein digitales Modell des fertigen Produkts verfügen, können Sie das Ergebnis nach Funktionsprüfung oder Crashtest mit dem Originalprodukt oder dem Referenz-CAD-Modell vergleichen. Dies ermöglicht eine Analyse von Schäden und Verschleiß und führt zu geeigneten Verbesserungen des Designs.

Durch das Speichern von Informationen zu Objekten, die am Produktionsstandort gescannt wurden, erhält das Unternehmen die Möglichkeit, sich ein Bild von seinen Produkten zu machen, den zukünftigen Produktionszyklus vorherzusagen und die Kosten zu senken.


Hier ist ein Beispiel aus meiner persönlichen Erfahrung. Ich mag Motorräder und für mein Ducati Monster habe ich bei der eBay-Auktion den lange eingestellten hinteren Querlenker der Ducati 888 gekauft, der weniger Gewicht und eine Reihe von Anpassungen aufweist. Das obige Video zeigt den Teilescan-Vorgang, der 10 Minuten dauerte. Das Ergebnis ist ein Polygonmodell im STL-Format. Aus dem Modell erhalten wir die Skizzenabmessungen des Teils und erstellen ein parametrisches CAD-Modell in CAD. Anschließend wird das Steuerprogramm für die CNC-Maschinen geschrieben, das an die Drehmühle übertragen wird. Als Ergebnis haben wir eine Kopie des Teils, das vor 25 Jahren nicht mehr veröffentlicht wurde, und sein 3D-Modell wird in einem digitalen Archiv gespeichert.

Auf dem Weg zur Industrie 4.0

Unser Unternehmen hat eine Studie unter mehr als 100 auf dem russischen Markt tätigen Automobilherstellern durchgeführt. Wir haben festgestellt, dass 37% 3D-Scans verwenden und 32% planen, diese zu implementieren. Immer mehr Automobilunternehmen denken über die Einführung innovativer Technologien nach, einschließlich 3D-Scannern - dies gilt vor allem für russische Autofabriken ausländischer Hersteller. Es besteht ein klares Verständnis, dass Sie ohne Beschleunigung der Ausgabe dem Wettbewerb nicht standhalten können. Wir können sagen, dass die heimische Automobilindustrie dem globalen Trend des Übergangs zur digitalen Produktion folgt und bereit für Veränderungen ist.