鋳造プロセスを使用して製造された部品は重要かつ産業界で広く使用されています。この記事では、工場の生産性及び生産品質を向上させるために鋳物製品の開発・品質向上に役立つ3Dスキャナーの画像認識技術によるの適用についてご紹介します。
3Dスキャナー（三次元測定機）は、ワークの表面上を接触せずに測定するツールです。スキャンした対象物の表面上に取得された数千または数百万の点の集合体「点群」と呼ばれる三次元座標として測定されます。次に点群データから細かい表面形状或いはメッシュデータへの変換を行います。変換したメッシュデータからサーフェス面を生成し、高度な技術が必要な分野で使用されています。鋳造品の製造工程における 3D モデルの活用事例は次のように使用できます。
1. 生産ミスの低減への活用
鋳造金型の製造工程においては多くの部品で構成される、或いはパターンのサイズに関係しています。寸法が間違っているとワークサイズに影響を与えてしまう若しくは寸法を正確に修正する再加工による無駄の作業が発生します。ZEISS Inspect Pro 測定機は、各特性に最適な測定を可能にします。例えば、砂型作業においてはコア部分のサイズと形状は正確であるかの確認、引け巣の隙間の予測、組み立てする時に干渉する箇所はあるかの確認などです。これにより、金型組み立ての調整をより迅速かつ正確な正確に行うことができます。
希望の加工工程に対する材料の許容値を確認（許容値チェック）します。許容値が少なすぎても引け図やピンホールの欠陥が予測され、多すぎると作業時間の無駄や生産コストの増加につながるから、都度モデルを修正し解析を行うことでコスト削減並びに品質向上に役立てています。
金型の不備を確認し、ワーク表面上での不良を特定できます。3D スキャナーへの応用によりCAD データと比較し正確になった場合、事前に特定した基準点から金型内部欠陥や材料不良がないかを検出し、迅速かつ正確な修正が実現しています。
2. 製品の設計・開発への活用
3D スキャナーを使用すると、試作品を正確かつ迅速に測定できます。これにより、製品設計・製品開発者は迅速に作業をしながら、高品質の仕事を得ることができます。さらに、ZEISS Inspect Proは、追加のソフトウェアを必要とせずに、直接にCADインポートでできるようになりました。形状・寸法の測定やリバースエンジニアリングの業務をより容易かつ便利に進めることができます。
3. 品質検査への活用
形状・寸法の検査は、精度を確保し、製品に対する信頼を築くのに役立ちます。一般的な基本的な寸法検査及び次の検査業務に最適。
- 測定されたワーク3D検査とCADと比較 (試作品からCAD に対する測定偏差)し、検査ワークフロー全体にわたって様々な幾何公差判定が行うことができ、カラーマップ表示も可能です。従来のプローブ測定方法に比べて誤差が生じる場合やポイント測定ではエリアによって測定しきれない可能性があります。
- ワーク厚みを測定に活用され、測定値とレポート作成は厚さのみが表示されます。例の写真によるとダークブルー面積は標準よりも-1.7 m薄く、異常が容易に検査ができます。
- 幅広いGD&T解析:ZEISS Inspect Proは、GD&T標準に従って各種のレポートを表示できます。例として、レポートには平面度・真円度・輪郭度・平行度等、様々な幾何公差判定が行うことができ、測定値+カラーマップ表示も可能です。
高精度・耐久性と多用途性が要求される産業用途における重要な3Dスキャナーは、2 つの種類で利用可能:
1. レーザー3Dスキャナーは、レーザービームをワークピースに照射し、反射して点群データ（ポイントクラウド）を成形し、点群データに基づいたポリゴンメッシュに変換するものです。小型で軽量なため、持ち運びが容易であり、現在非常に普及しています。ZEISSは高精度ポータブルなT-SCAN hawk 2の「#HandsOnMetrology」の新たな製品として次世代の軽量3Dレーザースキャナを開発し、その特徴は次となります。
- 小型、軽量で持ち運びやすく、製造現場に簡単に持ち運んで測定することができます。
- 高精度かつ非常にスピーディーなスキャンができ、同じワークを複数のBLUEレーザーで使用して、高解像度と視野をシームレスに調整できます。素早い計測や、同一ワークをに混在する高精度の計測が可能になります。
- シンプルで使い易いユーザーガイダンス、測定作業を手元のボタンで操作できるリモートワークフロー機能により、パソコンの前でソフトウェアを操作する必要はありません。
- 最大4メートルまでの大型対象物を手軽にスキャンできる新しいサテライトモード機能を搭載した初めての3Dスキャナで、従来の写真測量法とコーデットマーカーを使用した内蔵フォトグラメトリ機能は必要ありません。また、0.02 mm + 0.015 mm/m の高い解像度を維持できます。
- 光沢面や黒物を高解像度でキャプチャができる専用のDark and Shiny Surfacesモードにより、さまざまな表面や材料の用途でご利用いただけます。
2. ブルーレーザー3Dスキャナは、物体の表面にさまざまなサイズの干渉縞投影で波長の短いBLUEレーザーを高速で照射します。画像保存機の左右にある高精度カメラを使用して画像を収集し、点群データを作成し、メッシュデータへの変換を行います。
上記の情報から、3D スキャナーは鋳造プロセスにおいて様々な用途に活用して頂けますし、幅広い他の製造品にも活用に加えて、商品設計・金型製作・品質評価・各種部品の解析・修理、組み立てる前の加工前の各種部品における内部鋳巣・欠陥検出など幅広い分野における便利機能まで優れた3Dスキャンの可能性を広げます。
Article by: MEGA Tech & Factory Max (Thailand) Co., Ltd. << Click Here