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铸造成功之道:数字化检查工作流程如何提升铸造厂效能

在金属铸造工业中,眼见未必为实。

因为无论是发动机缸体、阀体、铁路联轴器、风力涡轮机轮毂、管件、船用螺旋桨、飞机结构设备,还是其他铸件,它们在某些条件下都能顺利通过目视检查,但在后期机械加工中却会报废。

在全球市场规模高达数千亿美元(一些估计认为,2026 年这一数字将高达 3000 亿美元)且国家和国家集团之间的竞争处于冷战后高峰的情况下,库存不足、变形或尺寸偏差等问题,可能将决定一家铸造厂是蓬勃发展还是走向衰败。

因为一旦出现瓶颈,下游挑战就会随之而来,从而使制造商损失材料、机器时间和产能。因此,真正的挑战并不仅仅在于测量铸件。及早发现问题并采取应对措施才是具有决定性的关键所在。


软件与硬件协同

如今,FARO CREAFORM 的 CAM2 等高级软件能够处理、可视化和分析从便携式关节式测量臂和手持式 3D 激光扫描仪采集的复杂数据,从而有效解决上述问题。

它们之所以能够实现这一目标,是因为激光扫描仪或便携式 CMM 本身仅构成 3D 测量方程式的一半。正是两者的协同作用,促成了现代数字化检查工作流程的实现,从而加快了检查速度,增强了对产品质量的信心,提升了可追溯性,并支持在整个制造生命周期内做出更明智的决策。

在许多方面,软件可以释放测量硬件的真正商业价值,将捕获的数据转化为可操作的见地。

技术人员在制造业环境中使用手持式扫描仪进行 3D 检查。


什么是 CAM2?

CAM2 是一款计量软件解决方案,兼容 FARO CREAFORM 的手持式 3D 扫描仪和便携式测量技术,包括 FaroArm、激光跟踪仪、手持式 3D 扫描仪(如 HandySCAN 3D 系列)以及其他坐标测量系统。

该软件可帮助制造商、质量团队和计量专业人员检查零件、验证尺寸、将物理对象与 CAD 模型进行比对,并生成详细的检查报告。CAM2 采用模块化生态系统设计,允许用户根据其特定的测量和质量控制要求选择相应功能,而无需投资于“一刀切”式的通用解决方案。

CAM2 无需操作员手动解读数百万个数据点,而是将测量信息组织为直观的对比图、颜色地图、统计分析和自动化报告,从而使偏差和制造问题更容易被识别。

通过在各个生产阶段捕获铸件表面完整且准确的 3D 扫描数据,3D 扫描仪与 CAM2 等软件配合使用,可使铸造厂简化模具验证,进行质量控制,启动缺陷分析,并对现有零件进行逆向工程。

无论用于模具制造、铸件检查还是磨损追踪,3D 测量解决方案及其配套软件正在日益成为任何计量学工具包中必不可少的补充。



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强大潜力,实效成果

制造商在处理铸造或锻造部件时面临的最大挑战之一,是在开始加工前确保关键部位有足够的材料。

CAM2 的最新检查增强功能让用户有信心在进行任何切削加工之前,以数字化方式对铸件进行定位、分析和验证。

三项重要更新

其优势显而易见:减少废料、避免加工故障、实现更快速且基于数据的决策,以及生成完全可追溯的检查报告。

  • 高级色彩映射
  • 截面分析
  • 智能对齐功能

高级色彩映射

高级色彩映射功能配备灵活的色彩映射工具,可提供增强的偏差可视化效果。

它通过使用不同的对齐方式创建多个颜色地图来实现这一点,允许用户与完整 CAD 或选定表面进行对比,为每个颜色地图应用单独的表面公差,并创建可自定义的配色方案,包括通止规阈值。

结合清晰、直观的偏差见解和报告功能,该功能可带来诸多优势,包括更快识别问题区域以及并排比较不同方案。

借助这一功能,铸造厂操作员可以更快地将复杂数据转化为决策,同时改善沟通并减少任务中的模糊性。



截面分析

截面分析通过观察铸件的切面或切片来检查其形状。这种分析能够揭示模具的内部几何结构、壁厚、过渡、加强筋、型腔以及其他从外部无法看到的特征。

最新的功能更新包含用于创建和分析这些截面的增强工具,用户无需对零件进行物理切割。通过这种方式,用户可以从其获取的扫描中提取真实的几何结构,同时在软件中计算出理论特征。

通过获取零件内部极具操作价值的洞察,铸造厂操作员能够根据设计意图验证关键尺寸、执行更深入的检查,并生成准确且可直接用于报告的测量数据。



智能对齐

智能对齐是一项增强的点云至 CAD 对齐能力,可对齐高难度部件并将多余材料分布在名义 CAD 模型周围。

高级的拟合对齐功能旨在为具有挑战性和对称性的部件提供更稳健、更可靠的对齐效果。该功能允许用户使用不同的算法和参数集并行执行多个对齐,通过启发式方法和统计评估自动选择最佳结果,并检测和补偿对称性以降低对齐错误的风险。



贯穿整个制造过程的 CAM2

正如铸造厂操作员所知,金属铸造是一个注重细节的多步骤过程。该流程始于模型、工具装备和模具制造。

还有:

  • 原型检查、首件检验和质量控制
  • 铸造性能与优化
  • 失效分析和磨损跟踪
  • 逆向工程

如上所述,CAM2 远不止是一款检查软件。相反,通过在单一环境中整合扫描数据、CAD 模型、尺寸检查结果和报告工具,这款软件可帮助铸造厂更快地做出更明智的决策,同时改善工程、工具装备、质量和生产团队之间的沟通。

聚焦铸造厂应用

与任何制造过程一样,在生产的关键阶段集成 3D 检查能够带来众多下游效益。对于铸造厂而言,这意味着他们将对铸件的正确生产拥有更强的信心,确保铸件为下游工序(包括机械加工)预留了充足的加工材料,同时将代价高昂的质量问题风险降至最低。

手持式 3D 扫描仪测量工业铸造部件以进行质量检查。

模型、工具装备和模具制造

在模型、工具装备和模具制造应用中,CAM2 可帮助铸造厂将实体模型、模具和工具装备直接与其 CAD 设计进行比较。色差图和零件至 CAD 的分析可直观地展示材料过多、不足或处于公差之外的位置。

原型检查、首件检验和质量控制

对于原型检查、首件检验和持续质量控制,CAM2 通过捕获测量数据并自动生成检查报告来简化尺寸验证。铸造厂可以在进入生产阶段之前验证原型铸件是否符合设计意图,而首件检验则可建立有据可依的质量基准。

性能和过程优化

CAM2 还通过帮助团队识别多次检查中的趋势来支持铸件性能和过程优化 (CPPO)。通过长期分析尺寸数据,铸造厂可以发现与收缩、模具位移、工具装备退化或过程变异相关的重复性问题。

缺陷检测 

在排查缺陷时,可以将历史检查数据与先前的扫描和 CAD 模型进行比对,以查明尺寸变化发生的时间和位置。这有助于更轻松地确定根本原因,无论其源于工具装备磨损、过程漂移,还是使用过程中的部件形变。详细的可视化报告有助于利益相关者清楚理解检查结果并实施纠正措施。

逆向工程

最后,CAM2 的逆向工程功能进一步扩展了所收集测量数据的价值。旧式样件、磨损的工具装备或实体铸件均可被数字化为精确的 3D模型,从而保留关键几何特征并加速重新设计工作。通过将扫描数据转化为可用的数字资产,铸造厂可以实现旧工具装备的现代化改造,完善文件编制,并为持续的过程改进奠定基础。

3D 测量解决方案:远不止是简单的测量工具

从加快首件检验到确保最终铸件验证中更严格的公差,3D 测量分析和可视化软件——及其数据获取硬件——已成为必不可少的配套技术。通过缩短检查时间并提高铸件质量,铸造厂可以简化其过程、及早发现缺陷,并最大限度地减少代价高昂的返工。

除检查外,3D 测量软件的多功能性还贯穿着整个制造过程,这使其成为了一项回报丰厚的高价值投资。凭借如此多样的应用,CAM2 正日益成为必备的应用软件,推动铸造业在竞争愈发激烈的世界中提高效率、提高精度和灵活的竞争力。

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