Kết hợp CAD/CAM, mô phỏng, đo lường quang học để đẩy nhanh quá trình thử khuôn của hãng Bernecker

Ứng dụng từ hệ thống đo quét: ATOS Triple Scan

Năng lượng động cơ lớn hơn đòi hỏi ngành công nghiệp ô tô phải đặt ra giá trị giới hạn khí thải nghiêm ngặt hơn. Để đáp ứng các tiêu chuẩn trong ngành công nghiệp ô tô, bộ tăng áp động cơ được kết hợp với hệ thống tuần hoàn khí thải (EGR) để giảm lượng phát thải NOx chưa được xử lý của động cơ. Theo báo cáo của Thilo Maisenbacher, trưởng nhóm thiết kế của Bernecker: “Công nghệ này đang dần trở nên phổ biến bởi vì nếu không có nó, không thể đáp ứng được giá trị giới hạn phát thải”.

Berbecker là hãng sản xuất hệ thống tuần hoàn khí thải cho một số nhà sản xuất ô tô Châu Âu. Mặc dù đã có nhiều kinh nghiệm trong sản xuất các chi tiết kim loại tấm qua nhiều năm sản xuất, EGR  – hệ thống bao gồm nhiều tấm thép không gỉ – vẫn tạo ra những thách thức mới cho các chuyên gia làm khuôn của hãng. Tuy nhiên, hiện nay bằng việc kết hợp giải pháp CAD/CAM với phần mềm mô phỏng và phương pháp đo quang học, Berbecker đã giảm được đáng kể số lần lặp khuôn.

Minh họa:  Đo và so sánh bề mặt với dữ liệu CAD sử dụng hệ thống đo quang học ba chiều ATOS Triple Scan.

Kết hợp thông mình giữa thiết kế, mô phỏng và đo lường

Để đảm bảo không phát sinh lỗi quá trình và sản xuất các chi tiết kim loại đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, Bernecker đã tạo ra giải pháp tích hợp thiết kế, mô phỏng và đo lường: một vòng lặp quá trình từ thiết kế 3D sử dụng hệ thống VISI CAD/CAM, mô phỏng sử dụng phần mềm mô phỏng Stampack kết hợp tính toán biến dạng, VISI Advanced Modelling để đền bù biến dạng, đo tọa độ ba chiều quang học nhanh chóng bằng thiết bị số hóa độ phân giải cao, hệ thống ATOS của GOM và ngược lại.

Hệ thống ATOS có thể đo vật thể có kích thước từ vài mm tới vài m. Độ chính xác của các chi tiết nhỏ như EGR là khoảng 0.001 mm. Để thực hiện phép đo, một vùng giao thoa vân sáng được chiếu lên trên vật thể. Biến dạng do biên dạng vật thể được chụp lại bằng hai camera. Hình ảnh kết quả được sử dụng để tính toán đám mây điểm mô tả chính xác bề mặt vật thể. Đo toàn bộ bề mặt các chi tiết là lợi thế của phương pháp này, nó cung cấp người dùng góc nhìn số của toàn bộ vật thể để có thể xác định được các lỗi tiềm năng ngay lập tức.

Bernecker gần đây cũng bắt đầu sử dụng tính năng đo nhanh chóng của hệ ATOS cho quá trình sản xuất khuôn. Thilo Maisenbacher giải thích: “Chúng tôi đo các chi tiết được sản xuất bằng khuôn này bằng thiết bị đo số hóa ba chiều ATOS của GOM, so sánh kết quả với mô hình 3D hiện tại và tạo ra các chỉnh sửa nếu cần thiết. Sử dụng tính năng Advanced Modelling, chúng tôi một lần nữa sửa lại các biến dạng hiện tại, điều chỉnh khuôn, sản xuất các chi tiết, và sau đó đo nó bằng ATOS. Và khi đó, kết quả trùng khít.”

Hình minh họa: Chi tiết trong hệ thống mô phỏng Stampack trong quá trình mô phỏng phân bổ độ dày (trái). Các chi tiết trong hệ thống Stampack sau khi hoàn thành mô phỏng (ở giữa). Độ tối ưu của giới hạn biến dạng (phải).

Giảm đáng kể số lần lặp lại

Phương pháp này cũng có thể thực hiện ngược lại. Có nghĩa là dữ liệu VISI có thể nhập vào phần mềm GOM để tạo ra quy trình đo nhanh hơn. Sử dụng mô hình dữ liệu VISI, quy trình đo có thể được tạo ra hoàn toàn tự động. Bằng việc kết hợp 3D CAD/CAM, mô phỏng và phương pháp đo quang học, Bernecker đã giảm được đáng kể số lần thử khuôn, nhờ đó tiết kiệm được thời gian và chi phí.

Thilo Maisenbcher kết luận rằng: “Chìa khóa cho quá trình làm khuôn là thiết kế, mô phỏng, đo và hoàn thiện chỉnh sửa.”