Flexibel kunststof onderdeel meten en vergelijken met CAD
Een flexibel kunststof onderdeel meten lijkt eenvoudig, maar dat is het vaak niet.
Dunne kunststof delen kunnen in vrije toestand enkele millimeters vervormen. Een gewone 3D-scan laat dan wel nauwkeurig zien hoe het onderdeel op dat moment ligt, maar niet automatisch hoe het onderdeel zich in de uiteindelijke montage gedraagt.
Bij dit project werd een kunststof kuipdeel van een stoel volledig optisch 3D gemeten en vergeleken met het aangeleverde CAD-model.
Uitlijning van scan en CAD
Voordat de afwijkingen inhoudelijk kunnen worden beoordeeld, moet de gemeten 3D-geometrie eerst correct ten opzichte van het nominale CAD-model worden gepositioneerd.
Deze uitlijning vormt de basis voor de verdere vergelijking tussen de gemeten vorm en de nominale geometrie.
Vergelijking in vrije toestand
In vrije toestand waren plaatselijk duidelijke afwijkingen zichtbaar. Een belangrijk deel daarvan wordt veroorzaakt doordat het dunwandige kunststof onderdeel zonder montage of ondersteuning van vorm verandert.
Bij flexibele kunststof delen mag een grote afwijking in vrije toestand daarom niet automatisch als productieafwijking worden geïnterpreteerd.
Virtueel nabootsen van de gemonteerde toestand
Om de werkelijke montagesituatie beter te benaderen, is het onderdeel vervolgens virtueel in gemonteerde toestand gebracht.
Daarbij is een vervormingsmodel gebruikt en zijn relevante referentie- en bevestigingspunten meegenomen. De gemeten 3D-geometrie wordt hiermee digitaal naar een toestand gebracht die de uiteindelijke montage zo goed mogelijk benadert.
Resultaat in virtueel gemonteerde toestand
Na het virtueel in positie brengen kwam het gemeten onderdeel duidelijk beter overeen met het nominale CAD-model.
Hierdoor wordt zichtbaar welk deel van de oorspronkelijke afwijking vooral wordt veroorzaakt door vrije vervorming van het kunststof onderdeel en welk deel als werkelijke geometrische afwijking ten opzichte van CAD overblijft.
Waarom is dit belangrijk?
Bij flexibele kunststof onderdelen kan een normale CAD-vergelijking in vrije toestand een verkeerd beeld geven.
Een onderdeel kan buiten de montage sterk afwijken, terwijl het na montage geometrisch veel beter overeenkomt met het ontwerp.
Met optische 3D-meting en virtual clamping kunnen wij onder andere beoordelen:
- flexibel kunststof onderdeel versus CAD;
- vervorming in vrije toestand;
- vorm in gemonteerde toestand;
- warpage en vervorming van spuitgietdelen;
- invloed van bevestigingspunten;
- geschiktheid van een bestaand CAD-model als basis voor verdere engineering of malbouw.
Deze methode is vooral waardevol bij dunwandige kunststof onderdelen die tijdens opslag, transport, meten of montage gemakkelijk van vorm kunnen veranderen.
Meer weten over deze aanpak? Bekijk 3D-meten en deformatieanalyse, of neem contact op voor een beoordeling van uw onderdeel.
Veelgestelde vragen over het meten van flexibele kunststof onderdelen
Kun je een flexibel kunststof onderdeel nauwkeurig 3D meten?
Ja. Met optische 3D-meting kan de volledige geometrie van een kunststof onderdeel worden vastgelegd.
Bij flexibele delen moet echter rekening worden gehouden met vervorming. Een dun kunststof onderdeel kan in vrije toestand doorbuigen, torderen of kromtrekken.
Waarom wijkt een flexibel kunststof onderdeel soms sterk af van het CAD-model?
Een flexibel onderdeel kan zonder montage of ondersteuning een andere vorm aannemen dan in de uiteindelijke toepassing.
Een afwijking tussen de 3D-scan en het CAD-model hoeft daarom niet automatisch te betekenen dat het onderdeel verkeerd is geproduceerd.
Wat is het verschil tussen meten in vrije toestand en gemonteerde toestand?
In vrije toestand wordt het onderdeel gemeten zonder dat het gemonteerd of opgespannen is. Hierdoor kan natuurlijke vervorming zichtbaar worden.
In gemonteerde toestand wordt beoordeeld hoe het onderdeel zich gedraagt wanneer het op de bedoelde punten wordt ondersteund of bevestigd.
Kun je de gemonteerde toestand ook virtueel beoordelen?
Ja. Met virtual clamping kan de gemeten 3D-geometrie digitaal naar een gedefinieerde gemonteerde toestand worden gebracht.
Vervolgens kan deze virtueel gemonteerde vorm opnieuw met het nominale CAD-model worden vergeleken.
Wat is virtual clamping?
Virtual clamping is een digitale methode waarbij de gemeten 3D-mesh met behulp van een vervormingsmodel en gedefinieerde referentie- en bevestigingspunten wordt vervormd.
Hiermee kan de situatie worden benaderd zoals het onderdeel zich tijdens montage of in de uiteindelijke toepassing gedraagt.
Kun je warpage of vervorming van kunststof onderdelen meten?
Ja. Door de gemeten geometrie met het nominale CAD-model te vergelijken, kunnen kromtrekking, lokale vervorming en andere vormafwijkingen over het volledige oppervlak zichtbaar worden gemaakt.
Heb je altijd een CAD-model nodig?
Voor een directe vergelijking tussen de werkelijke geometrie en de nominale vorm is een CAD-model nodig.
Zonder CAD-model kan het onderdeel wel volledig 3D worden ingemeten, maar ontbreekt de nominale referentie voor een CAD-vergelijking.
Welke flexibele kunststof onderdelen kunnen op deze manier worden gecontroleerd?
Denk bijvoorbeeld aan dunwandige kunststof kuipen, behuizingen, covers, spuitgietdelen, interieuronderdelen en andere delen die in vrije toestand merkbaar kunnen vervormen.
Kun je beoordelen of een bestaand CAD-model bruikbaar is voor verdere engineering?
Ja. Door het werkelijke onderdeel zowel in vrije toestand als, waar nodig, in een virtueel gemonteerde toestand met het CAD-model te vergelijken, kan worden beoordeeld hoe goed het nominale model overeenkomt met het fysieke product.
Dit kan belangrijk zijn wanneer het CAD-model verder wordt gebruikt voor engineering, aansluitende onderdelen of malbouw.
Wat levert MartCad bij zo'n meting?
Afhankelijk van de opdracht kan MartCad een volledige 3D-meting, CAD-vergelijking, kleurkaart van de afwijkingen en een meetrapportage leveren.
Wanneer de toepassing daarom vraagt, kan ook de vrije toestand worden vergeleken met een virtueel gemonteerde toestand.
