در گذشته طراحی و ساخت بسیاری از محصولات به صورت دستی انجام می شد و همین امر موجب خطا و تفاوت بین دو محصول تولید شده که از یک طرح ساخته شده بودند می شد. امروزه همگام با پیشرفت تکنولوژی، صنایع مختلف هم به سمت و سوی این می روند که محصولات و تولیدات خود را به بالاترین دقت و سطح کیفیت ارائه کنند. اما مهم است این بالاتر رفتن سطح کیفیت و دقت همراه با صرف کمترین زمان و هزینه باشد تا روند ساخت بهینه و به صرفه باشد. به همین دلیل امروزه کارخانجات و حتی تولیدی ها به دنبال استفاده از تکنولوژی های روز دنیا هستند تا بتوانند به این اهداف دست یابند. تکنولوژی های مرتبط با پرینت سه بعدی و اسکن سه بعدی از مهمترین فناوری هایی هستند که در تولید به کار می روند.
ممکن است نام تکنولوژی اسکن سه بعدی به اندازه‌ی پرینت سه بعدی برای شما آشنا نباشد. پرینتر های سه بعدی ابتدا وارد بازار شدند و در صنایع مختلف نیز استفاده شدند. دستگاه های پرینتر سه بعدی با قابلیت های فراوانی که دارند و همچنین کیفیت، دقت و سرعت تولید بالا و هزینه نسبتاً کم خود، مورد استقبال کاربران زیادی قرار گرفته و در صنایع مختلفی مانند پزشکی، معماری، خودروسازی، هوا و فضا، صنایع مهندسی و حتی کلاس های درسی مورد استفاده قرار می گیرند. اما تکنولوژی اسکن سه بعدی داستان متفاوتی دارد. با استفاده از اسکن سه بعدی، می توانیم اندازه و شکل فیزیکی دقیق جسم مورد نظر را با حفظ ابعاد سه بعدی آن، به کامپیوتر وارد کنیم.
استفاده از دستگاه اسکنر سه بعدی توانسته فرآیند طراحی جسم های مختلف را به طرز چشمگیری بهبود ببخشد. با انجام فرآیند اسکن سه بعدی مجموعه‌ای از داده‌ها و مختصات مربوط به شیء مورد اسکن را می توان وارد سیستم کامپیوتر کرد. در این روند باید به خاطر داشته باشید که این داده ها دقیق بوده و به صورت کامل و جامع نشان دهنده ابعاد و ظاهر جسم اسکن شده هستند. دلیل استفاده از اسکنر سه بعدی همین دقت و سرعت عمل بسیار بالا است و از این دستگاه در صنایع مختلفی استفاده می شود.
کاربرد اسکنر سه بعدی در تمامی مراحل قالبسازی
یکی از صنایعی که اسکنر سه بعدی در آن استفاده فراوانی دارد، صنعت قالب سازی است. قالب برای شکل دهی به انواع مواد اولیه مانند فلز، پلاستیک، چوب و … استفاده می شود که به این موارد شکل می دهد. هدف اصلی از استفاده از انواع قالب ها، تولید انبوه محصولات است. بدون استفاده از قالب، محصولات تولید شده یک شکل نیستند و شمایل و ویژگی های مختلفی خواهند داشت.
استفاده از قالب کمک می کند تولید محصولات به صورت سری های کاملا منظم انجام شود و تمام محصولات ظاهری یکسان داشته باشند. قدم اول در تولید قالب، طراحی آن است. در همین مرحله اسکنر سه بعدی می تواند وارد عمل شود و روند قالب سازی را سرعت بخشد و آسان کند. در قدم دوم طرح سه بعدی گرفته شده با استفاده از تجهیزات مختلف به صورت یک قالب فیزیکی ساخته می شود.
طراحی اولیه قالب
همانطور که گفته شد، قدم اول در قالب سازی، طراحی آن است. این مرحله اهمیت بسیار زیادی دارد، زیرا اگر قالب به درستی طراحی نشود، کارآمد نخواهد بود و هر محصولی که با آن تولید شود باید از رده خارج شود. طراحانی که در این صنعت فعال هستند، قبل از اسکنر سه بعدی کار سختی برای طراحی قالب داشتند. اما اکنون با استفاده از اسکنرهای سه بعدی این روند بسیار سریع، دقیق و مقرون به صرفه انجام می شود. این طراحان از اسکن به بعدی به منظور انجام طراحی های پیچیده استفاده می کنند. به طور مثال، طراحی یک بطری نوشیدنی مانند نوشابه را در نظر بگیرید وجود انحناهای مختلف و طراحی جای درب آن، باید کاملا دقیق باشد و اگر به آن دقت کنید امری پیچیده است.
تسریع روند طراحی
در روند اسکن کردن با اسکنر سه بعدی ، ابری از نقاط و یا تصاویر شکل می گیرد. این نقاط اطلاعات خام را در اختیار طراحان قرار می دهد. با استفاده از این اطلاعات، امکان پیاده سازی اندازه گیری ها و محاسبات طراحان روی آن وجود خواهد داشت، بعد از آن می توان مدلی را با استفاده از این اطلاعات در کامپیوتر طراحی کرد. همین ویژگی موجب می شود تا طراحان روز به روز تمایل بیشتری برای استفاده اسکنر سه بعدی برای طراحی قالب داشته باشند. متخصصان طراحی قالب اعتقاد دارند که دسترسی به این ابر نقاط، تمامی مراحل طراحی، ساخت و تولید قالب را سرعت و دقت می بخشد. علاوه بر این، انجام اصلاحات و ویرایش جزئیات بر روی قالب های ساخته شده و بازسازی کردن آن ها هم با وجود این ابر نقاط، کار بسیار آسان تری خواهد بود.
سهولت طراحی مجدد
قبل از تولید انبوه قالب در صنعت ساخت قالب، نمونه هایی آزمایشی طراحی و ساخته می شوند. در واقع ساخته چندین نمونه اولیه برای طراحی هر محصولی، روندی طبیعی است. نمونه هایی که به صورت آزمایشی تولید شده اند بررسی می شوند و معمولا طی چند مرحله، نقص و ایرادات آن رفع می شود تا به مرحله‌ی نهایی یعنی تولید انبوه برسند. متخصصان طراحی قالب، اعتقاد دارند روند اسکن سه بعدی باعث می شود بازطراحی و رفع مشکلات و ایرادات مدل های آزمایشی با دقت و سرعت بسیار بالاتر و بسیار آسان‌تر انجام شود.
آزمایش و تایید قالب های تولید شده
از دیگر کاربردهای اسکنر سه بعدی در طراحی قالب، آنالیز و آزمایش قالب های تولید شده است. همانطور که توضیح دادیم، مرحله اول طراحی قالب و مرحله دوم ساخت نمونه های آزمایشی از آن طرح است. پس از آن باید روی قالب تولید شده آزمایشاتی انجام داد تا طرح نهایی شود و بتوان آن را به تولید انبوه رساند. مهندسین صنعت قالب سازی از دستگاه اسکنر سه بعدی در این مرحله برای اندازه گیری دقیق قالب ساخته شده استفاده می کنند. با وجود اصلاحات مرحله قبلی اگر باز هم ایرادی وجود داشته باشد و یا ابعاد قالب با ابعاد طراحی شده متفاوت باشد، باید اصلاحات لازم مجددا انجام شوند. مرحله‌ی بررسی قالب ساخته شده و اندازه گیری ابعاد آن بدون استفاده از اسکنر سه بعدی ممکن است بسیار وقت گیر و یا دشوار باشد. این مرحله برای قالب‌هایی که ابعاد بزرگ‌تر و سنگین‌تری دارند و البته پیچیده‌تر هستند، و یا زوایا و سطوح بیشتری دارند، ممکن است حتی بسیار سخت‌تر و زمان‌بر باشد. البته تمام این مراحل هم برای قالب و هم محصول تولید شده توسط آن باید انجام شود. در واقع هم ابعاد قالب بررسی می شوند و هم ابعاد محصولی که به صورت آزمایشی توسط آن قالب تولید می شود اندازه گیری و چک می شود.
عیب یابی سریع و آسان
با استفاده از اسکنر سه بعدی در روند قالب سازی، حجم اطلاعات زیادی به دست می آید. در کنار ویژگی های ظاهری و بصری که از طریق این اطلاعات به دست می آید، بررسی این دیتاها باعث می شود، بتوان هرگونه ایراد را به راحتی و سریع شناسایی کرد. با استفاده از دستگاه اسکنر سه بعدی می توان قالب ساخته شده را با مدل اصلی تطبیق داد و هرگونه نقص و تفاوت را به سرعت و دقت شناسایی و اصلاح کرد.
ایراد یابی با استفاده از این تکنیک، مزیت مهمی به همراه دارد که علاوه بر اینکه ایرادهای مربوط به قالب را مشخص می کند، بلکه می تواند مشخص کند این ایراد ناشی از چیست؟ این نقص می تواند از قالب، مواد اولیه و یا ناشی از یک اشتباه در فرآیند قالب سازی باشد. به همین دلیل، اسکن سه بعدی می تواند زمان عیب یابی را کاهش داده و دقت آن را بیشتر کند. در نتیجه ریسک تولید قالب های معیوب تا حد بسیار زیادی کاهش پیدا می کند.
اسکن سه بعدی و مهندسی معکوس قالب
یکی از کاربردی ترین قابلیت هایی که اسکنر سه بعدی در روند قالب سازی دارد، برای ساخت قالب محصولاتی است که دسترسی به مدل اولیه آن نداریم. امکان وارد کردن مختصات و مدل یک جسم در نرم افزارهای مربوط به اسکنر سه بعدی وجود دارد. در واقع شما می توانید با استفاده از اسکنر سه بعدی طرحی که ایده آن را در ذهن دارد در نرم افزار وارد کرده و آن را برای ویرایش و اصلاحات بیشتر در دسترس داشته باشید. بدون استفاده از اسکنر سه بعدی زمانی طولانی باید صرف طراحی مجدد آن کرد.
با این توضیحات متوجه شده ایم که استفاده از اسکنر سه بعدی در روند قالب سازی از روش مهندسی معکوس، می تواند کار را آسان و سریع کند. در شرایطی که مدل اولیه به صورت فیزیکی وجود ندارد، می توان با استفاده از اسکن سه بعدی ایده دقیق از مدل را وارد نرم افزار کامپیوتری کرد، تغییرات مورد نظر را انجام داد و سپس اقدام به تولید قالب کرد.
مهم ترین مزیت استفاده از اسکنر سه بعدی در قالب سازی با روش مهندسی معکوس این است که با استفاده از مدل به دست آمده می توان در سایر کاربرد ها نیز استفاده کرد. این ویژگی به خصوص زمانی اهمیت خود را بیشتر نشان می دهد که بخواهید پروژه را با استفاده از پرینتر سه بعدی انجام دهید. بنابراین به راحتی می توانید ایده ذهنی خود را با استفاده از اسکنر سه بعدی طراحی کرده، تغییرات را انجام دهید و بلافاصله قالب را با استفاده از پرینتر سه بعدی پرینت کرده و آماده کنید.
تهیه دیتابیس کامل از روند ساخت قالب
بعد از طراحی و تولید هر قالب، با استفاده از اسکنر سه بعدی می توان پایگاه اطلاعات یا دیتابیس کامل و جامعی از ویژگی ها، طراحی، اطلاعات محصول، اطلاعات روند تولید و سایر اطلاعات مرتبط با آن را تهیه و ذخیره کرد. با توجه به اینکه این اطلاعات به صورت دیتاهای دیجیتال کامپیوتری ذخیره می شود، اشتراک گذاشتن آن بسیار آسان است و علاوه بر این شما می توانید این اطلاعات را در ساخت سایر قالب های خود نیز به کار گیرید و روی آن ها اصلاحات بعدی را انجام دهید.
اسکن سه بعدی سطوح، بدون تماس فیزیکی
بسیاری از مدل های دستگاه اسکنر سه بعدی، کار اسکن سه بعدی را بدون کوچکترین تماسی با سطح جسم مورد نظر انجام می دهند. همین امر موجب می شود این دستگاه برای کاربرد در بسیاری از صنایع مناب باشد. برخی از اجسام ممکن است در صورت تماس دچار تغییر در حالت و یا آسیب شوند به همین دلیل مهم است بدون تماس عمل اسکن انجام شود. همین قابلیت موجب می شود استفاده از اسکنر سه بعدی در طراحی های صنعتی، صنایع مکانیکی، مدل سازی، قالب سازی، بسته بندی، امور هنری، کفش سازی، فشن، پزشکی، سفال سازی، هنر چوب و شیشه، قایق و کشتی سازی، صنایع فضایی و … مورد استفاده قرار گیرد.
