순차이송 금형을 위한 혁신적인 솔루션
Majestic Industries, Leica 스캐너와 PolyWorks® 조합을 사용하여 금형 시험 시간을 절반으로 줄이다.
Majestic Industries, Inc.는 산업, 소비재, 자동차 제품용 판금 스탬핑 금형을 제작하는 업체입니다. 경쟁이 매우 치열한 시장에서 선두를 차지하기 위해 Majestic은 대형 스탬핑용 고속 순차이송 금형 생산에 전문화되어 있습니다. 더 큰 과제와 더 높은 복잡성을 제시하는 이 회사는 첨단 기술을 통합하여 이러한 최첨단 도구를 생산합니다.
과제
순차이송 금형의 크기는 너무 커서 검사 및 측정이 어렵습니다. 최대 길이가 18피트이고 무게가 10만 파운드에 달하므로 3차원 측정기(CMM)을 사용하기에는 너무 크고 검사 실험실로 운반하기에도 너무 어려울 수 있습니다. 그래서 이 회사는 금형까지 이동하는 3D 스캐닝 및 휴대용 CMM 시스템에 투자했습니다.
솔루션
Leica Geosystem의 휴대용 T-Scan 및 T-Probe와 InnovMetric PolyWorks 소프트웨어가 포함된 3D 스캐닝 시스템으로 대부분의 툴링 및 스탬핑 검사를 처리할 수 있습니다. 품질 관리자인 Mike Reed에 따르면, “이 시스템은 입고 검사, 공정 중 검사, 초도품 검사에 매우 효과적입니다. 우리는 이 시스템이 우리를 위해 하는 일에 매우 만족하고 있습니다.” 그러나 Majestic은 스캐닝 시스템이 품질 보장 이상의 역할을 할 수 있다는 것을 알았습니다. “우리는 이 시스템을 사용할 수 있는 대상을 점점 더 많이 발견하고 있습니다.” 라고 Reed는 말했습니다.
Majestic에서 발견한 것 중 하나는 Leica 스캐너와 PolyWorks 소프트웨어를 함께 사용하면 금형 시험 시간이 절반으로 단축된다는 것입니다.
순차이송 금형 시험
고객 승인을 위해 판금 스탬핑을 제출하기 전에 각 순차이송 금형은 철저한 금형 시험 공정을 거칩니다. 설계 및 제작 후 금형을 샘플링 프레스에 로드하고 첫 번째 스탬핑을 측정합니다. 그런 다음 금형은 또 다른 샘플 부품 실행을 위해 프레스에서 가공, 조정, 다시 장착됩니다. 이 반복 프로세스에는 시간과 노동이 많이 필요합니다.
순차이송 금형의 크기와 복잡성으로 인해 Majestic은 이전에는 금형 시험 단계에서 2개월 이상을 소비했습니다. Reed는 "부품에 따라 올바른 결과를 얻기까지 5~8번의 반복이 있을 수 있습니다." 라고 말했습니다. 샘플은 3차원 측정기(CMM)로 측정되었으며 이를 통해 Majestic의 재능 있는 디자인 팀에게 스탬핑 진단용으로 단지 몇 백 개의 치수만 제공되었습니다. 전체적인 상황을 고려하지 않은 채 금형 설계자들은 경험과 직관에 의존하여 조정이 필요한 부분과 사용할 스프링백 보상 정도를 결정했습니다.
금형에서 강철을 너무 많이 제거하는 것은 바람직하지 않기 때문에 "우리는 항상 '금속을 안전하게' 절단할 수 있도록 보수적으로 조정했습니다" 라고 Reed는 말했습니다. 반복 작업마다 거의 일주일이 걸렸고 금형 시험 방식이 보수적이어서 납품 기간이 길어지고 비용이 추가되어 이익이 감소했습니다.
Reed는 말했습니다. “우리가 상당히 기대하는 것은 금형 시험 중 발생하는 스프링백을 스캐닝 시스템을 사용하여 보상할 수 있다는 점입니다. Leica 스캐너와 PolyWorks를 사용하여 그 시간을 절반 이상 단축하고 있습니다.” 더 빠른 보고 및 더 좋은 정보를 통해 시간 단축이 가능하며 이는 금형 조정의 각 단계에서 설비 제작자들이 더욱 적극적으로 대처할 수 있습니다.
Majestic의 Mike Reed가 Leica T-Scan 휴대용 레이저 스캐너를 사용하여 PolyWorks로 직접 판금 스탬핑을 스캔하고 있습니다.
첫 번째 샘플이 프레스에서 나오면 휴대용 Leica T-Scan을 사용하여 레이저에 의해 스캔됩니다. 스캐너는 초당 최대 20,000포인트를 PolyWorks|Inspector™ 패키지에 직접 전달합니다. 스캔이 완료되는 순간 PolyWorks는 부품과 CAD 데이터를 전체적으로 비교합니다. 결과 컬러맵에는 판금 스탬핑이 생생하게 묘사되고 수정이 필요한 영역이 강조 표시됩니다. Reed는 “부품 품질에 대한 거의 실시간적인 피드백입니다. 저는 샘플을 스캔한 후 설계자들에게 현재 상황을 정확히 알려줍니다.”
이 소프트웨어에서는 부품이 사양을 벗어난 부분이 표시될 뿐만 아니라 추측도 제거합니다. "PolyWorks에는 스탬핑의 스프링백을 예측하고 조정할 수 있는 모핑 도구가 있습니다." 라고 Reed는 말했습니다."이렇게 하면 금형 시험 반복 횟수를 줄일 수 있습니다."
“어려운 부분의 마감 기한이 촉박하여도 우리는 작업을 올바르게 완료할 수 있다는 것을 알고 있습니다.” Mike Reed, Majestic 품질 관리자
장점
Majestic의 결론은 금형 시험 시간을 줄이면 경쟁력을 높일 수 있다는 것입니다. 고객은 복잡한 스탬핑을 설계하면서도 더 빠른 납품과 더 낮은 가격을 기대하고 있습니다. 이런 수요를 해결하기 위해 Majestic에서는 3D 스캐닝 시스템을 활용하여 금형 제작 공정을 가속화합니다.
Majestic은 이러한 어려움에 맞섭니다
자신의 주장을 입증하기 위해 Reed는 고객이 단일 스탬핑으로 통합하기를 원했던 2피스로 구성된 복잡한 어셈블리로 시작한 프로젝트를 예로 들었습니다. 이 프로젝트는 부품이 매우 길었고 상당히 많이 뒤틀렸고 스프링백 측면에서 예측할 수 없었기 때문에 어려웠습니다. Reed는 말했습니다. “3D 스캐닝이 없었다면 이 작업을 수행할 수 없었을 것입니다. 금형 반복이 너무 많이 필요하고 시간이 너무 오래 걸리고 매우 위험했을 것입니다.”
3D 스캐닝 시스템을 사용하여 금형 시험을 빠르게 수행하면서 Majestic은 이 어려운 스탬핑을 위한 순차이송 금형을 만들기로 했습니다. 현재의 표준 관행과 마찬가지로 PolyWorks|Inspector™에서 첫 번째 스탬핑을 검사했습니다. 라이브 피드 기능을 사용하여 샘플 스캔 시 T-Scan 레이저 스캐너와 T-Probe 휴대용 CMM의 데이터를 PolyWorks로 직접 가져왔습니다. 다음으로, PolyWorks의 메쉬화 기술을 사용하여, 스캔한 데이터로부터 폴리곤 모델이 자동으로 생성되었습니다. 레퍼런스 모델(메쉬화 CAD 모델)을 가져온 후 스캔한 부품과 비교하여 전체 편차 분석을 수행했습니다. 그런 다음 금형 제조업체는 결과 컬러맵을 검토하여 정확히 어떤 변경이 필요한지 결정했습니다.
수정 사항에 스프링백 보상이 포함된 경우 Majestic은 PolyWorks|Modeler™ 솔루션의 모핑 도구를 사용했습니다. 이 애플리케이션에서는 설계 사양 내에서 스탬핑이 되도록 필요한 조정이 자동으로 수행됩니다. “ 모핑 도구를 사용하여 스캔 데이터에서 이동하고 싶지 않은 포인트를 고정합니다. 그런 다음 CAD 모델에서 조정할 영역의 포인트를 선택하면 PolyWorks가 자동으로 이를 스캔된 부품의 해당 포인트와 일치시킵니다. 마지막으로 보상 비율을 설정하면 PolyWorks가 자동으로 모든 계산을 수행하고 자동 일치 포인트를 보상하며 CAD 모델을 위한 새 메쉬를 생성합니다.” 라고 Reed는 말했습니다.
변경 후 데이터를 CATIA®로 가져와 금형 설계 수정 및 새 가공 도구 경로 생성에 사용했습니다. 그런 다음 팀은 가공, 스탬핑 및 3D 스캐닝의 두 번째 단계를 시작했습니다. Reed는 "스캐닝 시스템을 사용하여도 이 부품을 제대로 구현하려면 6번의 금형 반복이 필요했습니다." 라고 말했습니다. 그러나 그는 이어서 “이 시스템이 없었다면 두 배 이상의 비용이 필요하였을 것” 이라고 했습니다.
완료 후 Majestic은 이 어려운 프로젝트를 수락하게 되어 기뻤고 고객은 결과에 매우 만족했습니다. Reed는 Majestic Industries의 기술은 항상 최고였으며 이것이 계속 성공할 수 있는 큰 이유라고 믿습니다.
