Vòng lặp ít hơn để làm khuôn tốt hơn nhờ hệ thống quét quang học 3D

Người điều khiển những chiếc xe hiện đại không còn phải lo lắng về việc leo dốc khó khăn vì đã được hỗ trợ bằng phanh đỗ tay, được phát minh bởi Oechsler AG, trụ sở tại Ansbach, nước Đức. Vào cuối những năm 1990, công ty nhựa Bavarian đã phát triển một thiết bị truyền động cho phanh đỗ xe điện tử (EPB), thay thế phanh tay truyền thống vì số lượng xe ngày càng tăng. Phần chính của thiết bị truyền động này là hộp số làm bằng nhựa. Thiết kế được cấp bằng sáng chế này sử dụng vật liệu công nghệ cao để đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về hiệu suất đồng thời duy trì tải trọng lắp đặt thấp.

Oechsler: Độ chính xác được hình thành từ năm 1864

Hiện nay, EPB là một trong những nhà bán hàng lớn nhất của chúng tôi”, “Năng lực cốt lõi của công ty được xây dựng vào năm 1864 đó chính là tính chính xác. Marco Wacker, Tiến sĩ-Ing, một chuyên gia về nhựa, người đã viết luận án Tiến sĩ về vật liệu sợi tổng hợp giải thích. Ông là người chịu trách nhiệm về công nghệ và sự đổi mới tại Oechsler và là thành viên trong ban Quản trị.

Ông nói: “Hầu hết các sản phẩm của chúng tôi là bánh răng,…cho ngành công nghiệp ô tô, công nghệ y khoa, đồ thể thao, viễn thông và các ngành công nghiệp khác. Chúng tôi cung cấp bánh răng và vỏ hộp một cách độc lập hoặc lắp ráp hoàn chỉnh. Công ty có trụ sở tại vùng Franconia của bang Bavaria, nước Đức cung cấp mọi thứ từ một nơi duy nhất: hợp tác với khách hàng để thiết kế mẫu nguyên lý, từ đặc điểm kĩ thuật và mô phỏng cho đến chế tạo khuôn và sản xuất chi tiết.

Oechsler AG là một nhà cung cấp độc lập hỗ trợ toàn bộ quá trình từ hợp tác với khách hàng để thiết kế nguyên lý, từ thông số kĩ thuật và mô phỏng cho đến chế tạo khuôn và sản xuất chi tiết (Ảnh: Oechsler)

Quyết định đối chứng hệ thống quét quang học

Tại trụ sở ở Ansbach (một trong sáu cơ sở sản xuất trên toàn cầu) có hơn 400 loại vật liệu khác nhau được gia công, với tổng khối lượng là 6000 tấn/năm. Gần 80% các vật liệu này là sợi gia cường. Wacker giải thích “Những vật liệu như vậy có khuynh hướng bị cong tự nhiên, đặc biệt là một số sản phẩm như vỏ hộp có độ dày thấp.”

Việc quét vỏ hộp bằng hệ thống đo tiếp xúc vẫn gặp nhiều vấn đề. Dữ liệu quét không phải lúc nào cũng phản ánh đúng những thay đổi trong khuôn. “Khi chúng tôi xem xét vấn đề kỹ hơn một chút, chúng tôi nhận ra rằng phép đo quét tiếp xúc mất quá nhiều thời gian, lại chỉ đo được một phần chi tiết mà chúng tôi cần. Quan trọng nhất, phép đo tiếp xúc làm giảm dữ liệu thu được xuống còn những điểm đại diện trừu tượng ở dạng nhị phân hay tam phân. Sau đó, nhà thiết kế phải bổ sung kết quả trên phần mềm 3D của mình”, Warker giải thích. “Điều này đã không còn ý nghĩa gì trong thời đại kĩ thuật số.”

Năm 2012, chúng tôi bắt đầu nghiên cứu giải pháp thay thế. Quyết định cuối cùng được dựa trên quá trình đối chứng tại chỗ để so sánh giữa hệ thống đo tiếp xúc với máy quét CT cũng như hệ thống quét quang học: GOM ATOS Triple, sử dụng tính năng quét 3D chiếu vân sáng. Hệ thống CT và giải pháp của GOM đã chiếm ưu thế trong quá trình lựa chọn sơ bộ.

Kỹ thuật quét bằng vân sáng chỉ mất vài giây

Trong quá trình đối chứng cường độ cao, cùng một chi tiết vỏ được đo 6 lần với mỗi chi tiết là 550 điểm dữ liệu. Cuối cùng, hệ thống quét CT và công nghệ chiếu vân sáng bất phân thắng bại về tốc độ và độ chính xác. Thực tế là Oechsler sản xuất nhiều chi tiết lai (các chi tiết vỏ hộp với mảnh ghép và/hoặc khung dẫn) và đây là yếu tố quyết định để lựa chọn máy quét ATOS Triple của GOM.

Thiết bị số hóa 3D cho phép việc đo quét đơn giản, nhanh chóng và đáng tin cậy tại OEchsler. (Hình ảnh: GOM)	Norbert Krauß: Giám đốc dự án Nghiên cứu và Phát triển tại Oechsler (Hình ảnh: GOM)

Thay vì chụp các điểm độc lập, máy quét 3D quang học thực hiện quét toàn bộ biên dạng của chi tiết. Kết quả cho ra là một đám mây điểm có độ phân giải cao. Vân sáng chiếu ra được chụp lại bởi 2 máy ảnh. Một hình ảnh rất chi tiết bao gồm hàng triệu điểm đo có thể được ghi lại bằng phép đo quét không tiếp xúc chỉ trong vài giây.

Phần mềm GOM tính toán tọa độ 3 chiều của vật thể đối với mỗi điểm ảnh. Sau khi tính toán, lưới đa giác thể hiện các bề mặt dạng tự do và hình dạng thông thường được ghép với bản vẽ hoặc dữ liệu CAD để tiến hành phân tích hình dạng và kích thước – một phép đo bề mặt toàn diện. So với công nghệ đo tiếp xúc, toàn bộ bề mặt của chi tiết có thể được quét rất nhanh mà không bỏ sót bất kì điểm nào.