Многие компании занимаются производством различных изделий из металла и пластика, при проектировании которых инженеры используют различные CAD системы или все еще продолжают делать чертежи вручную. В большинстве компаний основное внимание уделяется чертежам — насколько правильно они оформлены, какие погрешности нанесены на размерных надписях и какие подписи стоят в рамке. При этом точность 3D моделей деталей уходит на второстепенный план, не говоря уже о точности и правильности 3D сборки всего изделия. В случае внесения изменений в конструкцию о 3D модели практически никто не вспоминает, ограничиваясь пометкой в архивных чертежах. Все это приводит к увеличению времени разработки изделий, уменьшению качества всей документации и повышению процента брака, что в итоге отрицательно влияет на цену выпускаемого продукта.
За последние 5 лет технологии производства практически полностью стали цифровыми. ЧПУ центры, станки для лазерной и плазменной резки, листогибы с компьютеризированным управлением уже стали нормой, а не пришельцами из космоса. Программы обработки деталей передаются станкам по сети, смена инструментов и заготовок происходят в автоматическом режиме. Применение такого оборудования позволяет увеличить скорость обработки на 150 … 500%, а точность размеров обработанных деталей доходит до 1 микрона.
В дополнение к таким центрам обработки деталей необходимо использовать аппаратно-цифровые комплексы измерений для поддержания качества и скорости выпуска изделий. Точность измерения штангенциркуля или микрометра для контроля размеров деталей по чертежам зависит от человеческого фактора и при идеальных условиях составляет 2 мкм, в то время, как аппаратно-цифровые комплексы обеспечивают 0.7…1.4 мкм. Однако точность измерения размеров деталей — это лишь один показатель качества. Допуски форм и расположения поверхностей, а также механические и физические свойства так же обязательны для контроля. Проверка всех перечисленных показателей ручными устаревшими средствами занимает слишком много времени и является неэффективным.
Аппаратно-цифровые комплексы и промышленные 3D сканеры позволяют создать фактическую 3D модель детали и выполнить ее наложение на разработанную модель. Программное обеспечение выполняет анализ обоих моделей и показывает отклонения всех геометрических показателей и остается лишь проверить отклонения. Кроме того, при правильно выполненной настройке, ПО показывает только вышедшие из допусков отклонения, что значительно сокращает время контроля, при этом точность всех измерений является постоянной и не изменяется при смене деталей.
На первый взгляд существенными минусами всего комплекса производства с обрабатывающими и измерительными центрами могут показаться — цена и необходимость написания специализированных программ для каждой детали. Но на практике если учесть количество сэкономленного времени, уменьшение количества бракованных деталей, а также снижение численности персонала, разница в цене станет малозаметной.
Кроме цикла механической обработки и контроля деталей, 3D моделирование значительно упрощает и сокращает процессы создания литейных форм, матриц для экструзии, шестеренчатых передач, в несколько раз сокращается время прочностного анализа проектных деталей и сборок. Процесс написания чертежей также облегчается за счет того, что CAD ПО позволяет ставить размерные линии полуавтоматическом режиме. Построение разверток и их пересылка в аппаратный центр станка выполняется за несколько минут и не требует дополнительных проверок при правильно написанных шаблонах деталей из листовых материалов.
3D моделирование изделий так же позволяет оптимизировать логистические процессы. Размеры, вес и объем упаковки рассчитываются с высокой точностью в кратчайшие сроки. Даже раскладка партии изделий в контейнере или кузове автомобиля наиболее эффективно моделируется на компьютере.
Точность и читаемость инструкций пользователя выходят на совершенно другой уровень. Трехмерные картинки и схемы являются наиболее наглядными и понятными для большинства людей.
Еще одной немаловажной опцией 3D проектирования и моделирования является возможность создания фотореалистичных изображений будущих продуктов, которые позволяют тестировать спрос без фактического изготовления готовых изделий.
Подводя итог можно сказать, что внедрение применения технологий 3D моделирования в производстве является важным шагом в развитии любой компании. Оно позволяет значительно сократить временные затраты на проектирование и улучшить основные качественные показатели производимой продукции.