Arkusze blach kojarzą się zazwyczaj z prostą geometrią, którą można szybko odtworzyć za pomocą suwmiarki, miarki lub tradycyjnych narzędzi pomiarowych. W praktyce nawet pozornie nieskomplikowany, płaski element może zawierać dziesiątki otworów, szczelin, podcięć i nieregularnych krawędzi. Jeżeli dodatkowo został wygięty, zdeformowany albo nie posiada dokumentacji technicznej, jego ręczne odwzorowanie staje się czasochłonne i podatne na błędy.

W takich sytuacjach pomocne jest skanowanie 3D. Pozwala ono przenieść rzeczywisty detal do środowiska cyfrowego, przeanalizować jego geometrię, a następnie wykorzystać pozyskane dane między innymi do kontroli jakości, inżynierii odwrotnej lub przygotowania dokumentacji produkcyjnej. Trzeba jednak pamiętać, że skanowanie elementów z blachy stawia przed użytkownikiem specyficzne wymagania.

Dlaczego warto skanować arkusze blach?

Skanowanie 3D elementów blaszanych znajduje zastosowanie zarówno podczas pracy z prostymi wykrojami, jak i z częściami giętymi lub tłoczonymi. Na podstawie danych pomiarowych można odtworzyć kontury zewnętrzne, rozkład otworów oraz lokalizację charakterystycznych cech geometrycznych.

Najważniejsze zastosowania tej technologii można podzielić na trzy obszary: analizę deformacji, automatyzację przetwarzania złożonych konturów i otworów oraz inżynierię odwrotną detali giętych.

Umów się na prezentację!

Analiza zniekształceń i deformacji

Nawet płaski arkusz blachy nie zawsze zachowuje swój nominalny kształt. Odkształcenia mogą powstać podczas wykrawania, cięcia, gięcia, transportu, magazynowania lub montażu. Niekiedy ich źródłem jest także nieprawidłowe podparcie elementu lub naprężenia występujące już w gotowym zespole.

Skan 3D pozwala zarejestrować rzeczywistą geometrię części i porównać ją z modelem nominalnym CAD. Dzięki temu można ocenić:

• w których miejscach występują odchylenia,
• czy detal pozostaje płaski,
• jak duże są lokalne deformacje,
• czy kształt mieści się w przyjętej tolerancji,
• czy uszkodzenie mogło powstać podczas produkcji lub użytkowania.

W przeciwieństwie do pomiaru wykonywanego w kilku wybranych punktach skanowanie dostarcza informacji o całej dostępnej powierzchni. Ułatwia to zauważenie lokalnych odkształceń, które mogłyby zostać pominięte podczas tradycyjnej kontroli.

Odtwarzanie złożonego układu otworów i wycięć

Płaska część nie musi oznaczać prostej części. Elementy wycinane laserowo lub wykonywane na wykrawarkach mogą mieć rozbudowany kontur, wiele otworów, fasolek, szczelin, krzywych i nieregularnych wycięć.

Ręczne odtwarzanie takiej geometrii wymaga nie tylko zmierzenia średnic i szerokości, ale również dokładnego wyznaczenia pozycji wszystkich cech. Im większy detal i im bardziej złożony układ otworów, tym większe ryzyko pomyłki. Szczególnie trudne jest odwzorowanie konturów opartych na splajnach lub łukach, których nie da się jednoznacznie opisać kilkoma prostymi wymiarami.

Skanowanie 3D umożliwia przechwycenie całej geometrii podczas jednego procesu pomiarowego. Powstała siatka może następnie posłużyć jako podstawa do utworzenia uporządkowanego szkicu 2D lub konturu przeznaczonego do dalszego wykorzystania w systemie CAD albo w pliku DXF.

Inżynieria odwrotna części giętych

Jeszcze większym wyzwaniem są elementy, które przeszły wiele operacji gięcia. Na podstawie gotowej części nie zawsze łatwo określić kolejność wykonania poszczególnych zagięć, geometrię wyjściowego arkusza oraz sposób uzyskania docelowej formy.

Skanowanie pozwala zachować przestrzenne relacje pomiędzy ściankami, krawędziami i otworami. Dane te mogą być następnie wykorzystane do zbudowania modelu CAD części oraz przygotowania jej rozwinięcia.

Jest to szczególnie przydatne przy odtwarzaniu części zamiennych, modernizacji starszych maszyn oraz wykonywaniu jednostkowych komponentów, dla których dokumentacja techniczna nie istnieje lub jest nieaktualna.

Dlaczego skanowanie blach wymaga odpowiedniego przygotowania?

Elementy z blachy mają cechy, które mogą utrudnić wykonanie dokładnego skanu. Odbijają światło, łatwo ulegają odkształceniom, a ich cienkie krawędzie wymagają odpowiedniej rozdzielczości pomiaru. Każde z tych wyzwań można jednak ograniczyć poprzez właściwe przygotowanie powierzchni, ustawienie detalu oraz dobór parametrów skanowania.

Odbijająca powierzchnia

Surowe, ocynkowane, polerowane lub świeżo wycięte blachy mogą intensywnie odbijać światło. Oznacza to utrudnioną rejestrację punktów, szczególnie w pobliżu ostrych krawędzi. Skanery laserowe, zwłaszcza wykorzystujące niebieską wiązkę, zazwyczaj lepiej radzą sobie z połyskującymi powierzchniami i ostrymi zakończeniami. W przypadku innych technologii konieczne może być dokładniejsze przygotowanie powierzchni.

Aby zniwelować odbłyski, należy pokryć detal sprayem matującym. Preparat należy nanosić z odpowiedniej odległości w formie cienkiej i równomiernej mgiełki. Zbyt gruba warstwa może sztucznie zmienić geometrię, zaokrąglić krawędzie i zmniejszyć światło niewielkich otworów.

W zależności od preparatu markery można umieścić przed matowieniem albo po nim. Jeśli klej dobrze trzyma się na warstwie sprayu, wygodniejsze jest najpierw zmatowienie części, a dopiero potem rozmieszczenie punktów odniesienia. W innym przypadku markery nakleja się wcześniej i oczyszcza po aplikacji preparatu.

Podatność na ugięcia

Cienki arkusz może odkształcać się pod własnym ciężarem. Jego kształt może również zmienić niewłaściwe podparcie, zbyt mocny docisk lub nieprawidłowe zamocowanie w imadle. Skan wykonany w takim stanie będzie wiernym zapisem chwilowego położenia, lecz niekoniecznie geometrii, którą chcieliśmy odtworzyć.

Płaskie położenie arkusza bezpośrednio na stole ogranicza dostęp do dolnej krawędzi. Dlatego warto zadbać o to, by detal był przynajmniej lekko podniesiony względem płaszczyzny stołu. Sztywniejszy element można czasem umieścić pionowo w imadle, o ile uchwyt nie powoduje odkształceń.

Detal powinien spoczywać możliwie swobodnie. Nie należy wymuszać jego płaskości. Szczególnie ostrożnie trzeba stosować imadła, zaciski, magnesy, ciężarki oraz podpory o małej powierzchni styku. Podczas pomiaru serii jednakowych części warto oznaczyć punkty podparcia, aby zachować powtarzalne warunki.

Mało charakterystyczna geometria

Płaskie arkusze mają często niewiele cech charakterystycznych, które skaner mógłby wykorzystać do ustalania swojego położenia. Duże, jednolite powierzchnie i powtarzalny układ otworów mogą utrudnić poprawne łączenie kolejnych fragmentów pomiaru.

Dlatego nie warto rezygnować z markerów referencyjnych tylko dlatego, że detal jest płaski. Ich naklejenie zwykle usprawnia skanowanie, ogranicza ryzyko utraty śledzenia i ułatwia powrót do wcześniej zarejestrowanego obszaru.

Markery należy rozmieszczać nieregularnie i w taki sposób, aby skaner widział odpowiednią ich liczbę. Nie powinny tworzyć powtarzalnych rzędów ani symetrycznych układów. Jeśli detal będzie skanowany po zmianie ustawienia, trzeba również zaplanować wspólne markery widoczne w obu pozycjach.

Dobry skan to dobry punkt wyjścia

Skanowanie 3D umożliwia znacznie pełniejsze odwzorowanie geometrii arkusza niż tradycyjny pomiar punktowy. Kluczem do uzyskania wiarygodnych danych jest właściwe przygotowanie detalu, uwzględniające odbijającą powierzchnię, cienkie krawędzie oraz podatność blachy na ugięcia. Od jakości wykonanego skanu zależy, jak sprawnie przejdziemy do kolejnego etapu, czyli przygotowania modelu CAD lub pliku DXF.

Nie masz pewności, jak podejść do pomiaru konkretnej części?
Każdy element z blachy może wymagać nieco innej strategii skanowania. Skontaktuj się z naszym zespołem i sprawdź podczas prezentacji technicznej, jak przygotować detal oraz przekształcić dane pomiarowe w geometrię przydatną w środowisku CAD.

Skontaktuj się z zespołem DPS Software