Scanners 3D dans l'industrie automobile: 4 avantages et 4 projets réussis

Dans notre documentation sur l'utilisation des technologies additives dans l'industrie automobile, nous avons examiné en détail leurs principaux avantages et leur potentiel pour l'industrie russe. Et bien que l'introduction de l'impression 3D soit encore confrontée à certaines difficultés (par exemple, le besoin d'investissements importants et d'automatisation insuffisante), la numérisation tridimensionnelle est considérée aujourd'hui comme la technologie 3D la plus préférable et la plus abordable pour l'industrie automobile.

Un scanner 3D est un appareil conçu pour analyser rapidement un objet physique et créer son modèle informatique 3D précis. Le principe de son fonctionnement est basé sur le calcul de la distance à l'objet à l'aide de deux caméras. En plus des caméras, le rétro-éclairage est utilisé - LED ou laser. Les deux types de scanners sont applicables dans l'industrie automobile.

Les scanners 3D offrent la possibilité de réduire considérablement le temps et les coûts au stade du développement, d'améliorer la qualité des produits et, à terme, d'accélérer le lancement du produit sur le marché. Ils peuvent être utilisés à n'importe quelle étape de la gestion du cycle de vie du produit et aideront à optimiser le processus de production pour toutes les entreprises de l'industrie - des grands fabricants de voitures, de moteurs, d'équipements spéciaux et de composants aux petites entreprises qui effectuent le réglage, la maintenance et la réparation.

Les appareils de numérisation 3D suppriment bon nombre des limitations des équipements de mesure traditionnels. Ces instruments familiers au métrologue comme les gabarits, les micromètres, les pieds à coulisse sont peu coûteux, mais diffèrent par la subjectivité des lectures et ne conviennent pas aux mesures complexes. Les machines à mesurer tridimensionnelles sont plus précises que les scanners 3D, mais elles sont plus chères, plus dimensionnelles et nécessitent une formation spéciale de l'opérateur.

Les systèmes de contrôle optique, qui incluent des scanners 3D, sont la meilleure solution en termes de prix et de qualité, car ils offrent:

1. vitesse des mesures
2. haute précision de numérisation d'objets de géométrie complexe ,
3. peut fonctionner de manière autonome,
4. facile à utiliser.

Grâce au scanner 3D, le travail du concepteur, du technologue et du concepteur est grandement facilité: la mise en œuvre de mesures complexes laborieuses et la création de conception à partir de zéro appartiennent au passé.

Dans cet article, nous allons démontrer les avantages de cette technologie avec des exemples spécifiques, et dans la vidéo ci-dessous, vous pouvez suivre le processus de numérisation 3D en temps réel.

Quelles tâches la numérisation 3D résout-elle?

1. Contrôle qualité : possibilité de vérifier tous les paramètres géométriques, y compris le contrôle d'entrée et de sortie, le contrôle métrologique des pièces, des boîtiers et des équipements industriels.
2. Rétro-ingénierie des composants automobiles pour une réception rapide de la documentation de conception et de la modernisation du produit.
3. Conception et modélisation à des fins d'autoréglage, de prototypage et d'évaluation de l'apparence des produits, modernisation des ateliers de production et des équipements.
4. Archivage numérique de tout assortiment nécessaire (par exemple, pièces abandonnées). Les modèles stockés dans des bibliothèques numériques sont disponibles à distance de n'importe où dans le monde.

Avantages clés de la numérisation 3D pour l'industrie automobile

1. Précision
   
   Certes, la précision est un critère fondamental de la métrologie. Les scanners 3D permettent des mesures efficaces avec une précision métrologique de 20 à 80 microns (selon l'appareil et la taille de l'objet).
2. La vitesse
   
   La performance est la performance. La numérisation 3D porte la vitesse de mesure à un nouveau niveau: le processus de numérisation et de traitement dans le logiciel d'un composant tel qu'une porte de voiture prend environ 20 minutes au lieu de 4 heures de mesures sur une MMT. Non seulement vous gagnez du temps, mais vous réduisez également les coûts de production.
3. Fiabilité
   
   Les scanners 3D professionnels et industriels modernes se caractérisent par une stabilité et une fiabilité accrues. Les appareils portatifs sont conçus pour être transportés vers des objets éloignés et peuvent fonctionner dans des conditions de vibrations industrielles. Tous les scanners 3D portables qu'iQB Technologies utilise dans leur travail voyagent régulièrement à travers la Russie et les pays voisins sans une seule panne.
4. Simplicité
   
   Travailler avec un scanner 3D ne nécessite pas de compétences, et pour un utilisateur inexpérimenté maîtriser l'appareil - qu'il s'agisse d'un spécialiste OTK, d'un ingénieur en chef, d'un concepteur ou d'un technologue - cela prend 20 minutes. Le traitement d'un nuage de points nécessite une connaissance du logiciel, et si le personnel n'a pas d'employé possédant des compétences en CAO, vous pouvez envoyer le résultat de l'analyse à l'externaliser via le réseau.

Contrôle qualité Ariel Atom Race Car avec scanner 3D Solutionix

Contrôle qualité dans l'industrie automobile

La tâche principale du scan 3D, qui contribuera à optimiser la production automobile, est de contrôler la géométrie afin de la vérifier avec le modèle de référence. Vous pouvez contrôler non seulement les composants automobiles, mais aussi les moules et l'outillage, ainsi que réaliser une analyse d'usure des outils.

L'utilisation de scanners 3D permet de suivre rapidement le mariage de pièces provenant de fournisseurs, et la disponibilité de certificats métrologiques et de méthodes de vérification pour obtenir un rapport sur les écarts par rapport à la géométrie déclarée. Si un mariage est trouvé, il sera possible de trouver sa cause, de comparer l'analyse avec le modèle CAO de référence et de fournir un rapport au fabricant ou à une organisation tierce.



L'usine automobile a réalisé des mesures à l'aide de la MMT aux points de contrôle avec obtention d'informations sous forme de tableau numérique.
Durée de fonctionnement de l'équipement et traitement des résultats: 4 heures.
Solution proposée par iQB Technologies:
Creaform HandyScan 700 + Scanner 3D + Logiciel Geomagic Control X
Temps de préparation pour le travail, y compris l'étalonnage et l'étiquetage des étiquettes - 7 minutes.
Le temps de réception d'un scan de la porte de la voiture (en tenant compte du travail de l'opérateur) est de 5 minutes.
Analyse d'inspection (comparaison avec le modèle CAO) - 10 minutes.
Temps total passé: 22 minutes.

Contrôle automatisé sur le convoyeur

Les systèmes de numérisation automatisés , y compris un scanner 3D, un bras robotique et un logiciel, peuvent non seulement effectuer des vérifications ponctuelles, mais également contrôler tous les produits sur la ligne de production. En conséquence, une réduction du temps et des ressources pour les procédures de contrôle qualité et une réduction significative du pourcentage de rejets.

Creaform propose des systèmes de contrôle qualité automatisés avancés sur la chaîne de montage. Il s'agit de MetraSCAN 3D-R, un scanner optique 3D monté sur un robot, et CUBE-R, une solution clé en main composée d'une table tournante, d'un bras robotique avec un scanner, d'un dispositif de suivi et d'un rack de contrôle. Les deux systèmes sont déjà opérationnels chez Daimler à Stuttgart et dans les usines Renault-Nissan en France.

Regardez comment MetraSCAN 3D-R vous permet d'obtenir un scan de la porte de la voiture avec un rapport en seulement 2 minutes 27 secondes:


Une autre solution similaire, qui n'a pas d'analogues en Russie, a été développée par notre société. Il s'agit d'un système de numérisation automatisé, qui comprend un robot manuel Fanuc LR Mate 200iD, un scanner 3D portable Creaform HandySCAN 700 et le logiciel Geomagic Control X. Le système a été présenté pour la première fois à l'exposition Metalworking 2018.

Rétro-ingénierie

La deuxième tâche de production importante résolue par le scanner 3D est la rétro-ingénierie ou la rétro-ingénierie. À l'aide de la numérisation 3D et d'un logiciel spécialisé, vous pouvez modifier les produits existants sans dessins, y compris les modèles abandonnés, et mettre à niveau des pièces individuelles de la carrosserie du véhicule pour mettre rapidement le modèle mis à jour sur le marché. Par exemple, un scanner serait parfait pour la sortie des nouvelles subventions, développées sur la base de Kalina.

En outre, l'ingénierie inverse effectue la tâche de remplacement des équipements de production en raison de l'obsolescence, de la dépréciation ou du manque, ainsi que l'évaluation du courant et la sélection du placement optimal des équipements de production et des services publics dans l'atelier.



Numérisation 3D du tracteur pour le développement d'accessoires MX

Voici un exemple de l'introduction du scan 3D dans la société française MX, qui produit des équipements de chargement pour tracteurs agricoles. Les fabricants de tracteurs partagent rarement des informations sur leurs nouveaux produits, et obtenir des modèles CAO de ces tracteurs est encore plus difficile car ils sont la propriété intellectuelle. Cependant, pour le développement et la production d'accessoires tels que les grues de chargement MX, il est absolument nécessaire d'avoir des modèles 3D. Par conséquent, la société doit effectuer des mesures 3D de tous les tracteurs pour lesquels elle souhaite concevoir et produire des accessoires, et jusqu'à récemment, ces tâches étaient résolues à l'aide de manipulateurs pour les mesures 3D. Aujourd'hui, MX utilise la technologie de numérisation 3D pour numériser toutes les zones nécessaires à la conception de conceptions adaptables, y compris les points de fixation des supports et leur environnement. Les solutions Creaform 3D ont réduit le temps de mesure de plus de 2 fois et, par conséquent, raccourci le délai de commercialisation du produit.

Création de modèles CAO et d'archives numériques

L'obtention manuelle de la documentation de conception et des dessins prend beaucoup de temps. L'archivage numérique et l'obtention de modèles CAO de produits sont l'une des opportunités que les scanners 3D ouvrent. Vous pouvez prendre n'importe quelle partie interrompue, numériser rapidement et obtenir un modèle 3D pour une reproduction et un archivage supplémentaires. Les bibliothèques numériques sont très pratiques à utiliser: un concepteur ou un technologue aura accès au modèle nécessaire à tout moment et n'importe où et y apportera facilement des corrections.

Si vous disposez d'un modèle numérique du produit fini, vous pouvez comparer le résultat obtenu après test fonctionnel ou crash test avec le produit d'origine ou avec le modèle CAO de référence. Cela permettra une analyse des dommages et de l'usure et apportera les améliorations appropriées à la conception.

En stockant des informations sur les objets numérisés sur le site de production, l'entreprise a la possibilité de se faire une image de ses produits, de prédire le futur cycle de production et de réduire les coûts.


Voici un exemple de mon expérience personnelle. J'adore les motos et pour ma Ducati Monster, j'ai acheté aux enchères eBay le bras de suspension arrière abandonné depuis longtemps du modèle Ducati 888, qui a moins de poids et un certain nombre de réglages. La vidéo ci-dessus montre le processus de numérisation des pièces, qui a duré 10 minutes. Le résultat est un modèle polygonal au format .stl. À partir du modèle, nous obtenons les dimensions d'esquisse de la pièce et créons un modèle CAO paramétrique en CAO. Ensuite, le programme de commande des machines CNC est écrit, qui est transmis à la machine de tournage-fraisage. En conséquence, nous avons une copie de la pièce, qui a cessé d'être publiée il y a 25 ans, et son modèle 3D est stocké dans des archives numériques.

Vers l'industrie 4.0

Notre entreprise a mené une étude auprès de plus de 100 constructeurs automobiles travaillant sur le marché russe. Nous avons constaté que 37% utilisent et 32% prévoient de mettre en œuvre la numérisation 3D. De plus en plus d'entreprises automobiles envisagent d'introduire des technologies innovantes, y compris des scanners 3D - c'est principalement le cas des usines automobiles russes de fabricants étrangers. Il est clair que sans accélérer la production, vous ne pouvez pas résister à la concurrence. Nous pouvons dire que l'industrie automobile nationale suit la tendance mondiale de transition vers la production numérique et est prête à changer.