量測需求發現:可攜式手臂的劣勢

英國ACE Technology 以提供一流的複合材料製造服務為使命,數年來須適應客戶的需求變化,對許多設計製造公司來說是無法避免的現實。其2009 年簽下了一項關於衛星發射器製造技術的合約,且要求提供高精度且準確的測量資料,因此購買了第一台先進量測設備-可擕式量測手臂。ACE 總監 Paul Skinner 說道:“當時,這是僅有的一個可替代固定且昂貴的 CMM 可擕式解決方案。”

接著公司再被委任全面負責 LMP 運動賽車的設計製造,須構建複合材料幾何優化方面的專業技術,而幾何優化首先是將現有部件、形狀或物體數位化,後對3D圖檔進行研究並改進設計,而正是此類應用期間,意識到第一次購入的可擕式量測手臂不夠便利,且因負責此專案需經常出差前往英國各地考察,大又笨重的三腳架立刻讓人產生對運輸、健康和安全方面的擔憂,加上為了將設備放進移動車上,車輛隨著重量下沉而移動,事先設置的量測基準即會消失,導致所有後續量測的資料變得毫無用處。
 
 

Creaform手持3D量測設備優異的掃描表現

ACE 的需求非常明瞭,即一台可以掃描各種表面(例如碳纖維、環氧樹脂、拋光鋁等)的真正可攜式3D量測設備以及軟體,且都要能易上手、操作便利。此時一名工程實習生 Edward Smith 進入 ACE 並負責研究 3D量測技術及其他新型可攜式技術。

經過幾次嘗試,Smith 意識到市場上的兩大可擕式量測手臂受著相同的侷限:難以在物體周圍移動和操作,於是開始對手持3D雷射掃描—— Creaform MetraSCAN 3D雷射量測 和 HandyPROBE 無線移動量測設備進行考查,很快證明此 3D量測系統解決了過往量測手臂存在的所有問題。Smith在前一家公司已使用過較早版本的 MetraSCAN 3D,因此對 Creaform 手持雷射3D掃描產品優點熟悉。“此類 3D量測擁有傑出的掃描速度、操作性及精度一致性,”他提到,“配合使用設備最新的 3D量測技術,可獲得非常優秀的掃描品質,甚至適用於碳纖維部件。” MetraSCAN 3D 給 Skinner 留下了非常深刻的印象,他表示“簡直不敢相信,這一手持雷射3D掃描系統竟然比市場上所見到的其他掃描系統快 2 到 3 倍!”。
 

手持3D雷射掃描解決固定式量測限制
手持3D雷射掃描解決固定式量測限制

 
 

使用簡易與靈活的量測範圍

ACE Technology 決定購買一套含 MetraSCAN 3D、HandyPROBE 以及 Creaform.OS軟體的手持雷射3D掃描系統,其易用性很快成為了該公司的一大亮點。且Creaform.OS 能即時傳輸資料,並直接在 SolidWorks 中查看表面資料和剖面圖,大大簡化的團隊的工作流程。

手持3D雷射掃描解決固定式量測限制

過去,設計製造模具工具和卡具通常都需要對基準工具孔進行接觸式測量和關鍵特性測量,Creaform 3D雷射量測無縫替換了過去的量測手臂,因 HandyPROBE 也能進行複雜點測,且 HandyPROBE 、 MetraSCAN 3D 均和 C-Track 協同使用,C-Track 是光學定位器,可自由旋轉、拍攝範圍達 16 m3

在航空航太和 F1 工裝產業,通常會配備量測手臂、雷射追蹤器或以可擕式探測和掃描解決方案為特點的雷射追蹤器,但其在測量區域周圍移動會受到嚴重限制,過程複雜且容易出錯。相反 C-Track 可採用光學攝像機透過自動動態對位簡化量測過程,進而大幅減少量測時間。
 
 

3D量測技術結合3D列印縮短研發時程

如今,ACE Technology 希望進一步擴展其在航空航太行業的業務,也另購買了一台 3D列印機,據 Skinner 所述,MetraSCAN 手持雷射3D掃描在採用 3D列印技術方面起著關鍵作用“透過從模型、工具或成品部件轉換數位資料,可快速轉換成適用於 3D 列印的圖檔。”3D掃描量測應用可進一步用於開發 3D列印夾具及卡具,縮短研究開發的工作耗時。”

Skinner 先生總結道,“作為可擕式掃描器,MetraSCAN 3D雷射量測是一項重點投資,旨在為掃描至 CAD檔提供支援。我們相信,在我們公司未來的發展中,它將會發揮關鍵作用。

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