افزایش دقت در قالب‌سازی با اسکنر FreeScan Trio SHINING 3D

نقش دقت در فرآیند ساخت قالب

در تولید قالب‌های تزریقی یا ریخته‌گری، تلورانس‌های ابعادی باید در بازه‌ای بسیار محدود باقی بمانند؛ به‌خصوص زمانی که قطعات مونتاژ شونده یا دارای عملکرد مکانیکی دقیق هستند. کوچک‌ترین خطای ابعادی در طراحی یا ساخت قالب، می‌تواند باعث گیر کردن، عدم تطابق یا حتی خرابی کامل قطعه نهایی شود.

در گذشته، این دقت تنها از طریق ابزارهای اندازه‌گیری سنتی مانند کولیس یا CMM تأمین می‌شد. اما این روش‌ها، اغلب زمان‌بر، وابسته به اپراتور، و محدود در ثبت فرم‌های پیچیده سه‌بعدی بودند.

تحول دیجیتال در قالب‌سازی با اسکنرهای سه‌بعدی

امروزه، بهره‌گیری از فناوری اسکن3D باعث افزایش چشمگیر بهره‌وری، کاهش خطای انسانی، و بهبود دقت در فرآیند ساخت قالب شده است. در این فناوری، سطح قطعه اولیه یا نمونه‌ اولیه (prototype) با استفاده از نور لیزر یا ساختار نوری خاص، اسکن شده و تبدیل به یک مدل دیجیتال سه‌بعدی با دقت بالا می‌شود.

این مدل دیجیتال را می‌توان در نرم‌افزارهای CAD برای اصلاح طراحی، بررسی تلورانس، یا حتی مستقیماً در فرآیند ماشین‌کاری قالب استفاده کرد.

چرا FreeScan Trio در قالب‌سازی تمایز دارد؟

اگرچه اسکنرهای زیادی در بازار وجود دارند، FreeScan Trio به‌واسطه برخی ویژگی‌های منحصر‌به‌فرد، انتخابی ایده‌آل برای قالب‌سازی دقیق به‌شمار می‌آید:

• استفاده از ۹۸ خط لیزر متقاطع با قابلیت اسکن بدون مارکر: این ویژگی باعث افزایش سرعت و کاهش نیاز به آماده‌سازی زمان‌بر در محیط کارگاهی می‌شود.

• دقت در حد ۲۰ میکرون: برای اندازه‌گیری دقیق‌ترین سطوح و جزئیات پیچیده در قالب‌های مهندسی.

• قابلیت اسکن سطوح براق و منعکس‌کننده: یکی از چالش‌های رایج در قالب‌سازی، سطح صیقلی قطعات فلزی است که معمولاً با ابزارهای نوری سنتی به‌سختی قابل اسکن هستند. FreeScan Trio این چالش را با موفقیت پشت سر گذاشته است.

فرآیند نمونه در قالب‌سازی با FreeScan Trio

در ادامه، یک مثال از کاربرد این اسکنر در فرآیند قالب‌سازی آورده شده است:

۱. اسکن قطعه مرجع

در بسیاری از پروژه‌ها، طراحی قالب براساس یک قطعه واقعی انجام می‌شود. ابتدا قطعه نمونه با FreeScan Trio اسکن شده و مدل سه‌بعدی دقیق آن استخراج می‌شود. حتی جزئی‌ترین زوایا و شکست‌های سطح نیز به‌خوبی ثبت می‌شود.

۲. بازطراحی قالب در نرم‌افزار CAD

مدل سه‌بعدی تولیدشده به نرم‌افزار طراحی قالب مانند SolidWorks یا Siemens NX منتقل می‌شود. طراح می‌تواند با تطبیق مدل دیجیتال با طراحی اولیه، ایرادات احتمالی را شناسایی و اصلاحات لازم را اعمال کند.

۳. تحلیل تلورانس و انطباق با قطعه

مدل اسکن‌شده به‌عنوان مرجع برای تطابق با قالب نهایی استفاده می‌شود. نرم‌افزارهایی نظیر Geomagic Control X یا PolyWorks تحلیل تطابق ابعادی (Deviation Analysis) انجام داده و گزارشی دقیق از اختلاف ابعاد قطعه با طراحی را ارائه می‌دهند.

۴. ماشین‌کاری دقیق قالب

پس از نهایی‌سازی مدل، داده‌ها مستقیماً به ماشین CNC ارسال می‌شوند تا قالب نهایی با دقت بسیار بالا تولید شود. با این روش، نیاز به تست‌های مکرر و اصلاحات دستی قالب به حداقل می‌رسد.

 از طراحی مفهومی تا مدل سه‌بعدی دقیق

پس از تحلیل داده‌های اسکن‌شده، گام بعدی طراحی قالب بر اساس مدل سه‌بعدی است. این طراحی می‌تواند شامل بازسازی یک قطعه موجود (در پروژه‌های مهندسی معکوس) یا طراحی قالب جدید برای قطعات نو باشد.

در این مرحله، نرم‌افزارهای CAD نقش حیاتی دارند. مهندسان از اطلاعات دقیق حاصل از اسکن برای طراحی قالبی استفاده می‌کنند که دقیقاً با هندسه واقعی قطعه منطبق باشد. این فرآیند مزیت‌های زیر را فراهم می‌کند:

• کاهش خطای انسانی در اندازه‌گیری‌های دستی

• طراحی دقیق‌تر بر اساس واقعیت فیزیکی نه نقشه‌های نظری

• امکان تطابق کامل قطعه با قالب در اولین اجرا

به لطف اسکنر FreeScan Trio، مدل‌های CAD بر اساس ابر نقاط بسیار دقیق ساخته می‌شوند و حتی پیچیده‌ترین جزئیات سطحی هم در طراحی لحاظ می‌گردند.

 تطابق قالب با قطعه واقعی (Fit Testing)

یکی از مراحل بحرانی در ساخت قالب، بررسی تطابق دقیق بین قالب و قطعه نهایی است. در فرآیندهای سنتی، این بررسی معمولاً به‌صورت آزمون و خطا صورت می‌گیرد که زمان‌بر و پرهزینه است. اما با استفاده از اسکنر FreeScan Trio، مهندسان می‌توانند قالب ساخته‌شده را دوباره اسکن کرده و آن را با مدل اولیه قطعه مقایسه کنند.

نتیجه چیست؟

• تطابق دقیق‌تر بین قطعه و قالب

• کاهش دفعات اصلاح قالب

• صرفه‌جویی در هزینه مواد اولیه و زمان تولید

این مقایسه با کمک نرم‌افزارهای تحلیل ابعادی انجام می‌شود و انحراف‌ها در حد میکرون به‌وضوح نمایش داده می‌شوند. چنین داده‌هایی در گذشته فقط با تجهیزات CMM ممکن بود، اما امروز با اسکنرهای قابل حمل و پرسرعت مانند FreeScan Trio در اختیار تولیدکنندگان قالب قرار دارد.

آنالیز سایش و نگهداری قالب‌ها

فرسایش قالب‌ها به دلیل استفاده مکرر یکی از دغدغه‌های همیشگی در خطوط تولید است. تا پیش از رواج اسکن سه‌بعدی، بررسی سایش به‌صورت چشمی یا با اندازه‌گیری‌های دستی انجام می‌شد. اما امروزه امکان بررسی سایش قالب‌ها در طول زمان با دقت بالا فراهم شده است.

با اسکن دوره‌ای قالب و مقایسه آن با نسخه اولیه:

• نواحی ساییده‌شده به‌دقت شناسایی می‌شوند

• زمان مناسب برای تعمیر یا تعویض قالب تعیین می‌شود

• طول عمر قالب بهینه‌سازی می‌شود

FreeScan Trio با قابلیت اسکن بدون مارکر و دقت بالا در تشخیص سطوح براق یا منعکس‌کننده، حتی در محیط‌های تولیدی نیز قابل استفاده است. این ویژگی باعث می‌شود فرآیند پایش قالب‌ها در بازه‌های زمانی مشخص، سریع و دقیق باشد.

اتوماسیون در ساخت قالب با داده‌های اسکن

با بهره‌گیری از مدل‌های دیجیتالی دقیق، داده‌های حاصل از اسکن می‌توانند مستقیماً وارد ماشین‌های CNC یا چاپگرهای سه‌بعدی صنعتی شوند. این ارتباط بین اسکنر، نرم‌افزار طراحی، و ماشین‌های تولید، زنجیره‌ای پیوسته و بدون خطا را شکل می‌دهد.

مزایای این زنجیره:

• حذف مراحل دستی در انتقال داده

• کاهش زمان بین طراحی و ساخت واقعی قالب

• امکان تست پیش‌ساخت دیجیتالی (Digital Twin) پیش از ساخت واقعی

در این رویکرد، FreeScan Trio تنها یک ابزار اسکن نیست، بلکه به عنوان آغازگر جریان هوشمند تولید عمل می‌کند و دقت بالا در مرحله اسکن باعث بهبود کلی خروجی در مراحل بعدی می‌شود.

مزایای کلیدی استفاده از اسکنر سه‌بعدی در قالب‌سازی

چالش‌های قالب‌سازی بدون اسکن سه‌بعدی

پیش از استفاده از اسکنرهای لیزری، قالب‌سازی با مشکلاتی چون:

• تغییر ابعاد در نمونه‌سازی سریع (Rapid Prototyping)

• عدم توانایی در کنترل کیفیت قالب تولید شده

• هزینه‌های بالای اصلاحات پس از تولید

• وابستگی بالا به نیروی انسانی ماهر در اندازه‌گیری

مواجه بود. اسکنرهایی مثل FreeScan Trio این مشکلات را برطرف کرده‌اند و اکنون جزو الزامات تولید دقیق هستند.

کاربردهای گسترده‌تر در صنایع قالب‌سازی

خودروسازی

برای تولید قطعاتی مانند چراغ، داشبورد یا قطعات تزئینی، انطباق کامل قالب با قطعه طراحی‌شده الزامی است. هر خطا در ابعاد می‌تواند منجر به تولید قطعات نامنطبق یا هزینه‌های بالای بازطراحی شود.

تجهیزات پزشکی

قالب‌هایی که برای تولید تجهیزات پزشکی، ارتز و پروتز استفاده می‌شوند، نیاز به دقت بسیار بالا دارند. فناوری لیزر سه‌بعدی با اسکن بدون تماس، بهترین انتخاب برای تولید این نوع قالب‌هاست.

صنعت بسته‌بندی

در تولید قالب برای قطعات پلاستیکی مربوط به بسته‌بندی (مانند درب بطری‌ها)، اسکن سه‌بعدی کمک می‌کند قالب‌ها بدون نقص تولید شوند و از هدررفت جلوگیری شود.

 دقت در ساخت قالب با کمک تکنولوژی اسکن سه‌بعدی

فرآیند ساخت قالب با تکیه بر تکنولوژی‌های نوین، به ویژه اسکنرهای سه‌بعدی با دقت بالا مانند FreeScan Trio، تحولی بنیادین یافته است. از تحلیل اولیه قطعه، طراحی دیجیتالی، بررسی تطابق قالب با قطعه، تا پایش فرسایش و تولید دیجیتال، همه مراحل با دقت و سرعت بیشتر انجام می‌گیرند. اسکنر FreeScan Trio با دقت بالا، اسکن بدون نیاز به مارکر، عملکرد در سطوح براق، و سازگاری با محیط‌های صنعتی، به عنوان یکی از ابزارهای کلیدی در صنعت قالب‌سازی مطرح شده است.

با تشکر از همراهی شما