計測グレードの3Dスキャナー：部品検査や製造管理に最適

生産における積層造形の応用に関しては、製造業者は機械自体にのみ焦点を当て、3D プリントのワークフロー全体を無視することがよくあります。ただし、作成された部品の CAD ソフトウェア、後処理ソリューション、または検査ツールの選択は、生産性の向上と積層造形法の効果的な統合において重要な要素となります。 SolidCAM はこれを非常に真剣に受け止めており、どのソリューションが顧客にとって最適かを理解するためにいくつかの調査を実施しました。 3D プリントの生産プロセス全体をカバーするために、彼らは検査機器のリーダーである OGP に目を向け、計測グレードの 3D スキャナーとその多くの利点を調査しました。この機器が機械工場にとって非常に重要であると考えたからです。

計測学は測定の科学であり、通常は製造された部品が設計要件を満たしているかどうかを確認するための検査です。 3D プリントが一般的になるにつれ、検査がますます困難になる有機部品が増え始めています。このような部品検査は通常、CMM（座標測定機）によって実行され、ロボットを使用してプローブを部品に繰り返し接触させることで部品の形状を測定します。このアプローチは長い間効果的であることが証明されてきましたが、データ分析を開始する前に小切手を作成する必要があるなど、いくつかの制限があります。しかし、ここ数年、市場では、ユーザーが時間を節約し、より正確に作業できる、より高度なソリューションが提供されるようになりました。これらの計測グレードの 3D スキャナーは、積層造形と組み合わせると特に便利です。
△計測グレードの 3D スキャナーは部品検査に最適です (画像提供: ShapeGrabber)
計測検査<br /> 付加製造における計測グレードの 3D スキャナーの最も一般的な用途の 1 つは、部品の検査です。 3D プリント部品の設計と形状が複雑になるにつれて、3D スキャナーは他の検査方法よりも柔軟性が高く、いくつかの重要な利点があることが証明されています。 CMM を使用する場合は、何を測定し、どのように測定するかを事前に正確に把握しておく必要があります。次に、それに応じて検査手順を作成し、特定された機能に関するデータの収集を開始する必要があります。
「3D スキャナーを使用すると、部品全体をスキャンして、部品のすべての特徴をキャプチャできます」と、SolidCAM のアプリケーションエンジニアである Peter Genovese 氏は説明します。「3 か月後に、部品の新しい特徴が重要であることがわかった場合、部品が手元になくても、数回クリックするだけで検査レポート全体を更新できます。」
この柔軟性により、オペレーターは他の操作の前に事前にプログラムされた検査手順を実行できます。代わりに、オペレーターは検査レポートを作成し、関心領域を特定しながら部品のスキャンを開始できるため、より効率的な操作が可能になります。
3D スキャナーによるリバースエンジニアリング<br /> 計測グレードの 3D スキャナーを使用すると、リバースエンジニアリングの研究開発にも役立ちます。このプロセスは、部品の製造方法を理解するために使用され、部品の特性、機能、構造を分析して、部品を複製および変更します。既存の部品から始めて、それを「分解」してその仕組みを理解し、コピーを作成したり、新しいバージョンを作成したりすることができます。自動車や航空宇宙などの多くの業界では、リバースエンジニアリングがますます普及しており、特に現在は製造されていないスペアパーツや元の図面が入手できなくなったスペアパーツの製造に利用されています。
3D スキャナーのおかげで、ユーザーは関心のある部分を簡単にスキャンして 3D モデルを取得できます。そこから、モデルを直接 3D プリントしたり、CAD プログラムにインポートしてさらに改良や修正を加えたりすることができます。 3D スキャンと積層造形を組み合わせることで、これらの作業の生産性を大幅に向上させることができます。
△3Dプリントされたフライスカッターの3Dスキャンデータ（画像提供：SolidCAM）
分析と最適化<br /> 積層造形の利点の 1 つは、すべてのニーズと基準を満たす「完璧な」部品を迅速に反復して製造できることです。変数を調整したり、パラメータを微調整したり、デザインを変更したりして、3D プリントを最大限に活用することが簡単にできます。そうは言っても、これらの操作が市場で一般的である場合、これらの反復をどのように分析できるでしょうか?この反復フェーズでは、数十、あるいは数百もの異なるセクションが生成されることがあります。ユーザーはどのようにして自分のパフォーマンスを迅速に評価できるでしょうか? 3D スキャナーは、この分析プロセスを効果的に促進します。計測グレードの 3D スキャナーを使用すると、半自動検査ルーチンを作成して、数十の部品反復からデータを迅速かつ効率的に取得できます。ユーザーはサンプルに関するデータを収集し、製造プロセスを適切に調整できます。
SolidCAM の Additive アカウントマネージャーである Kenny Betz 氏は、次のように説明しています。「設計プロセス中にプロトタイプや部品の反復をカタログ化することは、コストと時間のかかるプロセスになる可能性があります。3D スキャナーを使用すると、データを迅速かつ正確にキャプチャし、将来の分析と改善のために信頼できる部品履歴を提供できます。」
3D スキャナーは、印刷段階の最適化にも役立ちます。スキャンされたデータは最適化ソフトウェアに統合され、部品を最適化できます。市場にあるさまざまなソリューションの中で、Desktop Metal の Live Sinter は典型的な例です。これは、金属バインダージェッティングソリューション Shop System で印刷された部品の焼結プロセスをシミュレートできるマルチフィジックスシミュレーションソフトウェアです。これにより、メッシュを最適化して印刷エラーを回避し、焼結プロセス中に部品に変化をもたらす可能性のあるすべての要因を考慮に入れることができます。
△LiveSinter ソフトウェアは、スキャンデータに基づいてフェイスミリングカッターモデルに加えた調整を表示します (画像提供: SolidCAM)
「シミュレーションでは、印刷と焼結のプロセス、および環境要因についてかなり正確な仮定を行っていますが、ソフトウェアを調整する最も信頼性の高い方法は、システムで印刷した部品からスキャンデータをインポートし、それに応じてソフトウェアが予測を調整できるようにすることです」と SolidCAM チームは述べています。
計測グレードの 3D スキャナーを統合すると、モデリング、印刷、最適化、検査まで、3D 印刷プロセス全体を最適化できます。このようなシステムを製造エコシステムに組み込むことで、企業の積層造形統合の成功率が大幅に向上します。 SolidCAM の詳細については、公式 Web サイトをご覧ください: https://www.solidcam.com/21/additive/

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