Soluções Digitais 3D para Inspeção de Moldes e Matrizes Automotivas

A produção de peças automotivas depende fortemente de moldes e matrizes, que devem ser fabricados de acordo com especificações exatas para garantir a integridade e o desempenho do produto final.

O processo de desenvolvimento de moldes e matrizes para painéis de carroceria importantes envolve várias etapas críticas. Essas incluem o design do molde, o desenvolvimento de padrões, a fundição, a construção e o teste. Dentre essas, a fase de construção se destaca como a mais cara e demorada.

Métodos tradicionais de inspeção, embora eficazes até certo ponto, muitas vezes não conseguem capturar os detalhes minuciosos e as geometrias complexas dessas ferramentas. É aí que a digitalização 3D pode ajudar a aprimorar o processo de inspeção. Ao empregar digitalização 3D de alta precisão para a inspeção de moldes e matrizes automotivas, os fabricantes podem alcançar alta precisão, eficiência e confiabilidade.

Este artigo destaca como a digitalização 3D pode ajudar a melhorar a inspeção de matrizes automotivas, explorando como ela aprimora o controle de qualidade, reduz o tempo de inatividade e impulsiona a inovação no setor de fabricação automotiva.

Desafios na Medição de Moldes e Matrizes

• Tamanho e Mobilidade: Moldes e matrizes automotivas são grandes, o que torna difícil transportá-los para salas de medição dedicadas.
• Geometrias Complexas: Os moldes apresentam superfícies intrincadas com reentrâncias, bordas afiadas, cavidades profundas e detalhes finos. Métodos tradicionais têm dificuldades em capturar com precisão essa complexidade.
• Superfícies Refletivas:A medição de moldes metálicos pode resultar em ruído de medição devido à sua natureza refletiva.

Importância da Medição de Moldes e Matrizes

Uma inspeção minuciosa é essencial para garantir que os moldes e matrizes estejam alinhados com o design original. Erros resultantes do processamento não afetam apenas a montagem da matriz, mas também impactam a capacidade da matriz de criar painéis aceitáveis durante o teste. Se algum erro dimensional for detectado durante a montagem ou o teste, isso pode atrasar significativamente a entrega da matriz completa à produção por vários dias ou até semanas.

Quando um erro é identificado, a construção é interrompida e começa uma análise detalhada da causa raiz. Para evitar atrasos causados por erros no processo, a inspeção precisa da matriz é crucial.

Medir uma Matriz para Avaliar Dimensões, Planicidade e Defeitos

Para este projeto, nosso cliente precisava inspecionar uma matriz usada na produção de peças estampadas automotivas. O objetivo era avaliar as dimensões geométricas, a planicidade e identificar quaisquer defeitos.

• Desafios

Devido ao grande tamanho e peso da matriz, não é conveniente movê-la. Portanto, é necessário medi-la diretamente no chão de fábrica.

 A matriz possui características intrincadas, incluindo superfícies curvas, furos, áreas côncavas e convexas e cantos afiados. Além disso, existem obstruções e pontos cegos que as ferramentas de medição convencionais têm dificuldade em lidar.

 Adicionalmente, a superfície refletiva do molde pode potencialmente interferir na digitalização a laser 3D, afetando a precisão e exatidão da medição. Vale ressaltar que o cliente especificou que não deve haver revestimento em pó nem adesivos de alvos.

 Scanner 3D TrackScan-Sharp

O sistema de medição ótica 3D TrackScan-Sharp foi utilizado para capturar a geometria física dos moldes. Ele eleva a medição ótica a um novo nível ao oferecer uma distância de rastreamento de até 6 metros, um alcance volumétrico de 49 m³ e uma precisão volumétrica de até 0,049 mm (10,4 m³).

 Fluxo de Trabalho

Digitalização a Laser: O scanner 3D capturou a superfície da matriz, criando uma representação em nuvem de pontos no computador.

Geração de Dados: Importar os dados da nuvem de pontos digitalizada para o software de computador para processamento. Em seguida, realizar alinhamento, registro e outras operações necessárias para convertê-los em dados STL.

Análise de Desvios: Comparando os dados digitalizados com o modelo CAD original, identificamos quaisquer desvios das especificações do design. Esta análise orientou as etapas subsequentes.

• Benefícios

Processo de Medição no Local: Todo o processo de medição ocorreu no local, dentro da oficina, já que o TrackScan-Sharp é portátil e resistente a vibrações.

 Medição Sem Pó e Sem Alvos: Graças ao seu rastreamento óptico e algoritmo avançado, o TrackScan-Sharp eliminou a necessidade de pulverização de pó ou fixação de alvos nos objetos sendo medidos.

 Fluxo de Trabalho Eficiente: Aproveitando seu impressionante volume de medição de 49 m³ e alta taxa de medição, o scanner 3D garantiu um processo eficiente. Desde a digitalização inicial até a geração do relatório de inspeção final, todo o ciclo foi concluído em um tempo notavelmente curto — apenas 40 minutos.

 Inspeção de Moldes de Grande Escala

• Objetivo do Projeto

O principal objetivo deste projeto é realizar uma inspeção abrangente da matriz do teto do carro usando o avançado scanner 3D a laser KSCAN-Magic. O objetivo é detectar quaisquer desvios ou defeitos e melhorar a eficiência geral do processo de fabricação.

• Desafio na Inspeção de Matrizes de Grande Escala

Tamanho e Complexidade: The die features a large size and intricate details that are difficult to measure with traditional tools.

Exigências de Precisão: Automotive parts require high precision to ensure proper fit and function, necessitating highly accurate measurement tools.

Gestão de Dados: The vast amount of data generated during inspection needs to be processed and analyzed efficiently to provide actionable insights.

 Scanner 3D KSCAN-Magic

O scanner 3D KSCAN-Magic se destaca em capturar dados 3D detalhados com alta precisão de até 0,020mm. Ele é altamente versátil, adequado para digitalizar objetos de vários tamanhos e materiais. Com sua alta velocidade de digitalização, permite uma coleta rápida de dados, enquanto sua interface amigável e portabilidade o tornam adequado para uso em diversos ambientes.

 Fluxo de Trabalho

Coleta de Dados: Digitalize toda a superfície da matriz do teto do carro, capturando dados 3D detalhados. A alta precisão e velocidade do scanner permitem uma coleta rápida e precisa de dados, mesmo para matrizes grandes e complexas.

Processamento de Dados: Utilize o software acompanhante para processar os dados 3D. O software alinha e mescla os dados digitalizados em um modelo 3D completo.

Análise: Compare os dados 3D digitalizados com o design CAD original para identificar quaisquer desvios ou defeitos. O software fornece relatórios detalhados sobre a precisão dimensional, a qualidade da superfície e outros parâmetros críticos.

 Benefícios

Facilidade no Uso: A natureza amigável do KSCAN-Magic permite que os operadores aprendam rapidamente e realizem inspeções de forma eficiente.

 Eficiência: A rápida velocidade de digitalização do KSCAN-Magic reduz os tempos de inspeção, ajudando a manter os cronogramas de produção.

Alta Precisão: A alta precisão do KSCAN-Magic garante inspeções precisas até mesmo dos menores defeitos ou desvios, com uma precisão de até 0,020mm. O KSCAN-Magic possui um sistema de fotogrametria embutido, melhorando a precisão e estabilidade das medições. Isso minimizou erros e retrabalho devido ao desalinhamento da digitalização.

 Operação Flexível: O scanner 3D digitalizou a matriz de vários ângulos e distâncias, sem ser afetado pelas vibrações da oficina. Também era portátil e leve, tornando-o fácil de transportar em viagens de negócios.

Relatórios em Tempo Real: O software profissional de digitalização gerou mapas de cores mostrando desvios ao comparar os dados 3D com o modelo CAD original.

 Conclusão

A implementação da tecnologia de digitalização 3D para inspeção de moldes e matrizes na fabricação automotiva melhora significativamente a eficiência de produção, o controle de qualidade e a economia de custos. Ao utilizar scanners 3D avançados, como o TrackScan-Sharp e o KSCAN-Magic, as empresas podem obter resultados de inspeção precisos, em tempo real e abrangentes, garantindo que seus moldes e matrizes atendam aos mais altos padrões de qualidade e precisão.