如何轻松制造出叶轮?Geomagic Design X 逆向工程是捷径!

        使用Geomagic DesignX扫描至CAD的软件后,公司的逆向工程耗时缩短了50%,成本降为原来的65%,制造成本降低了48%,而零配件生产速度提高了40%。

      小型企业3D Rev Eng的老板Matthew Percival与Dependable Industries公司签订了合同,后者是加拿大温哥华的一家原型与模具生产商。3DRev Eng公司协助该厂对混流式转轮发电机进行逆向工程,Geomagic Design X经受住了一系列的考验。


 

       Percival用来对工件进行3D扫描的时间极其有限,仅有一天。由于没有图纸可以参考,因此他必须快速又精确地完成工作。作为逆向工程的对象,该转轮正处于最后的维修周期中,并且需要在一年的时间内有可替换的铸件。使用手持扫描仪,大约需要四个小时的时间来获取所需的扫描数据。


 

       液压通道的凹槽又深又窄,因此会限制扫描仪的活动范围,导致数据采集根本无法完成。工件扫描完成85%之后,Percival知道他所采集的数据已经足够了,可以使用3D Systems公司的逆向工程软件来制作完整的CAD模型了。

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图1:Percival正在扫描混流式转轮铸件

 

使用3D Systems公司的软件制作CAD模型。“对我来说,Design X显然是最好的软件之选。它可以直接使用扫描数据生成实体模型,这简直太难了。

——Matthew Percival,3D Rev Eng公司

      Percival在作业现场直接使用扫描数据,从而能够使用Geomagic Design X所提供的方法,基于从工件两侧所获得的数据创建草图和光滑腾空曲面,并使其与铸件相符合。这样的话,就可以展示一系列令客户头疼的细节:

 

  • 叶轮的中间轴不再与叶片成直角,导致工件不平衡,而且效率很低

  •  铸件表面磨损严重,其磨损程度超出了可接受的范围

  • 所有凹处的体积都不一样

       Geomagic Design X 可以轻松解决这些问题。Percival可以直接生成叶片的草图,而且还能生成精确的光滑表面,同时也能围绕所提取的旋转轴线进行旋转。接着,对表面进行处理以符合要求,并通过旋转获得适当的叶片数量。将此数据与颜色偏差图以及扫描数据进行对比后,Percival便能够确保精度符合客户的要求。

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图2:Geomagic Design X软件里的叶轮扫描图

       由于Geomagic Design X 可以让Percival按照其设计意图重新设计,所以工件不处于中心轴上的这个问题很容易就修复了。Percival现在能够通过提取工件轮廓、生成草图,并按照设计意图对旋转轴进行调整来对工件建模。最后,他将模型合并,并从扫描数据中提取了半径数据,然后将其应用到了每个叶片上。当他在Design X中完成了建模之后,他便使用该软件的LiveTransfer技术将整个基于特征的实体模型发送至Solidworks,然后保存为本机sldprt文件,最后交给客户。

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       Percival通过使用Geomagic DesignX中的CAD工具以及客户提供的产品信息,便可以重新制作转轮的实体模型,并且能够完全真实地反应其设计意图。

计算器

 

成本及效率

通过减少水电站停机时间节省的费用 

每天$ 20000

 

使用传统方式对转轮进行逆向工程的平均成本与耗时

$ 3800,4天

 

3D RevEng的‍‍‍‍‍‍‍成本

$ 2500,2天

 

利用传统逆向工程数据手动生产铸造模具的成本

$ 35000,5周

 

利用Geomagic Design X中生成的CAD数据进行数控加工铸造模具的成本

$22000,3周

 

完成利用CNC模具制作的铸件的加工与调零所节省下来的费用

$ 3500

 

通过高精度液压通道与调零所节省的费用以及因此提高的发电效率

不可估量

 

总论

       混流式转轮项目的成功为Percival和3D Rev Eng公司带来了更多的其他叶轮项目。这些项目包括水产养殖叶轮、采矿叶轮叶片以及世界最大的佩尔顿水轮机。得益于Geomagic DesignX,Percival得以在数小时内快速利用复杂的形状与表面完成模型的制作,而若采取其他方式则可能耗时数周。

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