事例：Zeiss COMET 3D計測で射出成形金型の高精度検査を実現

Unika は、世界中の顧客から認められている射出成形生産における確かな専門知識を備えたデンマークの中規模企業です。 COMET 3D 光学スキャンシステムを含む ZEISS 測定ソリューションによって保証される優れた品質のため、競合他社も同社製品を購入しています。

精度へのこだわり: Frank Fynbo 氏は、デンマークのプラスチック部品メーカー Unika の測定研究所マネージャーです。

午前4時です。フランク・フィンボは測定室の照明をつけた。デンマーク中部のアンスでは、4時間太陽が昇りません。測定研究室のマネージャーは、Lyngbakkevej 通りの製造工場の夜勤の同僚が用意してくれた箱を開ける前に、コーヒーを一口飲みます。箱の中には、さまざまなプラスチック部品と、それらを製造するために使われる複雑な金属射出成形金型が入っています。

フランクの妻と子供たちがまだ眠っている間に、彼はすでに ZEISS COMET システムを操作して最初の部品を検査しています。「こんなに早くここに来るのが楽しいんです」と54歳の彼は言う。「朝は静かで、測定に集中できるんです」

△ZEISS COMET 3Dスキャナーがウォーターポンプのプラスチックシェルをレーザースキャンしています<br /> 精度が独自のセールスポイントです<br /> 数分後、最初のプラスチック部品がターンテーブルに置かれ、深い青紫色に輝きました。 ZEISS COMET の 3D 測定プローブは、構造化された光を部品に投影し、カメラが光の反射を捉えます。その後、ソフトウェアが三角測量を使用して、表面上のすべての点の位置を 3 次元で数百分の 1 ミリメートルの精度で特定します。

射出成形部品を生産する企業は数多くありますが、Unika の品質レベルに達する企業はごくわずかです。精度は重要な独自のセールスポイントであり、競合他社もここで注文します。たとえば、世界有数の水ポンプ製造業者であるグルンドフォスは、近くのビェリンブロで独自の射出成形部品を製造しています。しかし、複雑な部品については、Grundfos も品質保証のために ZEISS の機械に依存しているため、Unika の技術を使用して測定データを交換することも好んでいます。
△ Frank Fynbo が ZEISS COMET 3D スキャナーの測定設定を完了するのにかかる時間はわずか数分です。
短時間で、ポンプハウジングの仮想 3D データがディスプレイに表示されます。マウスを数回クリックするだけで、Grundfos が提供する CAD 設計データからの部品の偏差を示す擬似色偏差比較を取得できます。赤い部分には材料が多すぎ、青い部分には材料が足りません。 Frank Fynbo が 3D モデル内のいくつかのポイントをクリックすると、ソフトウェアはこれらのポイントの正確な偏差値を表示します。 1989 年から Unika で働いている熟練の工具職人は、これに満足しています。すべてが予想許容範囲内です。 ZEISS COMET を購入する前に、Unika は検査のために部品を外部のサービスプロバイダーに送る必要があり、コストがかかり、多くの時間もかかっていました。

ZEISS COMET からコンピュータへ: 実際のコンポーネントの正確な画像が 3D モデルに変換されます。
ほぼすべてが緑色です。ZEISS COMET はこのウォーターポンプハウジングにわずかな偏差のみを発見しました。赤い部分には材料が多すぎ、青い部分には材料が足りません。冷却に関する注意事項 ここでは、毎分新しいプラスチック部品が製造されています。射出成形金型の上部と下部の金型が 80 トンの力で結合され、その後、熱いプラスチックが押し出されて固まります。しばらくすると、金型が開き、熱い部品が放出されます。射出成形機から出たプラスチック部品はコンベアベルト上で冷却されます。完成した射出成形部品は箱に集められ、顧客に届けられます。
測定結果は必ずしも満足のいくものではありません。射出成形では、最高 350°C の温度の熱可塑性材料が最高 2,000 バールの圧力で金型に注入され、Unika の最大の射出成形機では、射出成形金型は最大 1,500 トンの力で保持されます。水または油が金型内を流れ、部品が固まるまで制御された方法で温度を下げます。 1分後、ロボットアームがそれを機械から取り出し、コンベアベルトに置いたが、まだ触れないほど熱かった。 24 時間後にようやく冷却され、最終的な形になります。

それ以前に曲がったりねじれたりして、最悪の場合使用できなくなる可能性があります。 Frank Fynbo の射出成形に関する豊富なプロセス知識と細心の注意のおかげで、Unika ではこのようなことはめったに起こりません。

新製品の量産開始時に、Frank は重要なコンポーネントの光学式 3D 測定だけに頼ることはありません。測定室には接触測定用の ZEISS CONTURA G2 座標測定機も設置されています。フランクはここでプラスチック部品を検査することもあります。しかし、より頻繁に検査するのは、Unika が最新の工作機械で製造した金属射出成形金型です。金型の偏差はその後の射出成形工程に反映され、不合格品になります。

△UnikaはZEISSの精度を信頼しています：ZEISS COMETとZEISS CONTURAを使用すると、射出成形金型と部品を高精度に測定できます。
Caiドライバーと組み合わせる
2010 年に Unika が ZEISS CONTURA を購入して以来、Frank 氏はずっとこのシステムを使い続けています。彼はまた、2014 年に購入した ZEISS DURAMAX 測定機の操作も担当しており、この測定機は現場での迅速な品質管理に使用されています。測定タスクが増えれば、次の機械も間違いなくZeiss製になるでしょう。

「私たちが感銘を受けたのは、機械とソフトウェアでした。当社の最大の顧客である Grundfos も、ZEISS の機械のみを使用しています」と Frank 氏は言います。光学測定原理により、ZEISS COMET システムは ZEISS CONTURA の触覚測定の限界を完全に補完します。 COMET 用の ZEISS colin3D ソフトウェアは、ZEISS CMM 用の ZEISS CALYPSO ソフトウェアとも互換性があります。光学測定データは STL ファイルとして保存され、ZEISS CALYPSO ソフトウェアに読み込まれます。これにより、光学的測定と触覚的測定を重ね合わせ、目標偏差と実際の値をより詳細に記述できるようになります。すべてのデータは永久に保存され、リクエストに応じていつでも利用できます。

小さな部品、大きな課題
ZEISS COMETは2017年から運用されています。この機械が測定する部品は、ピンの頭よりもわずかに大きいもので、眼鏡のフレームの蝶番に使われる接着ピンです。「ZEISS CONTURA 座標測定機はサイズが小さいため測定できなかったので、ZEISS COMET 3D スキャナーを選択しました」とフィンボ氏は振り返ります。もちろん、今ではメガネフレームの接着ピンだけでなく、さまざまなプラスチック部品やツールも測定できます。測定範囲に応じて 4 つのレンズグループが用意されています。ZEISS での 2 日間のトレーニングコースで、フランクフィンボ氏は 3D タッチプローブの操作方法を学びました。「すぐに測定を開始できましたが、もちろん毎日学んでいます。

ZEISS COMET はリバースエンジニアリングにおいても重要な役割を果たします。 CADデータがない部品を持ってくるお客様や、木製の模型しか持っていないお客様から「プラスチックで作ってほしい」という要望をいただくこともあります。設計データが不足している場合は、ZEISS COMET システムを使用して設計データを生成できます。作業は部分的に自動化されて実行され、完成した CAD ファイルは Unika の設計エンジニアによって微調整されます。その後、残りのプロセスを繰り返して完了します。ツールは、まず ZEISS COMET で測定され、CAD データと比較されたデータから製造されます。すべてが問題なければ、ツールは射出成形機に取り付けられ、プラスチックから部品が作られます。

コンポーネントは ZEISS COMET で再度チェックされました。偏差がある場合は、ZEISS CONTURA を使用してツールを再加工し、さらに高い精度で測定します。その後、ツールが再度インストールされ、すべてが最終的に許容できる状態になるまでプロセスが再度開始されます。
Frank Fynbo は現在、CEO の Bo Johansen および取締役会長の Steen Johansen ともう 1 台の ZEISS CONTURA の購入について話し合っています。この機械は、射出成形部品が生産される上階に設置されます。工場は3交代制で24時間稼働しており、従業員が継続的に品質をチェックしています。フランクは微笑んで言いました。「朝は少し長く寝られますよ。」
精密プラスチック部品には精密射出成形ツールが必要です。 ZEISS の CONTURA 座標測定機は、Unika の品質を保証します。

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