行业案例｜高精度蓝光三维扫描提升精密模具质量保障水平

随着现代精密制造和产品设计水平越来越高，产品结构复杂程度，产品轮廓精密度日益提升，客户对模具的要求也日益严苛。而由于模具的复杂性，使得质量检测更关注在面差、孔径、圆角、特征线等细微的地方。这也给模具产品检测提出了更高的要求，传统模具测量也必须由原来的“打点测量”向“全尺寸测量”转变。

01蓝光三维扫描技术原理

新拓三维XTOM蓝光三维扫描仪利用蓝光投射外差式多频相移技术进行三维扫描测量。光源将光栅条纹投射到被测物体上，经过被测物体形面调制形成测量条纹，由相机采集测量条纹图像，进行解码和相位计算，最后利用外极线约束准则和立体视觉技术获得测量曲面的三维数据。结构光三维扫描技术通过将实物立体信息转换为计算机能直接处理的数字信号，为实物数字化提供技术支持。

02蓝光三维扫描的特点

·测量数据丰富：全尺寸扫描，以色差图的形式展示模具尺寸偏差。

·测量速度快：工业相机采集点云密度高，范围广，不受限于测点数量。

·环境要求低：依靠光学成像，可适用于生产车间等复杂环境。

·精细度更佳：200×150mm测量幅面，精度可达0.01mm，细节数据更佳。

03模具三维测量应用

模具尺寸控制需求

如何对模具提供一个快速、全面以及精确的检测，已成为现代模具工业发展面临的一个重要课题。当今，模具检测技术的发展趋势为输出量由模拟量向数字量转变，测量精度由低到高，检测方式由接触式向非接触式转变，在线测量技术越来越得到重视。

由于全尺寸测量需求，模具精确检测要求的提高，评价指标的多样化，模具厂商通常采用接触式三坐标测量与非接触式蓝光扫描技术相结合，同时结合模具设计开发过程、首件检测与批量生产控制的尺寸需求差异，对产品进行不同方式的尺寸测量方案。其中蓝光三维扫描技术主要应用在复杂模具逆向设计、质量检检测以及模具修复的扫描中。

模具曲面、孔位检测

采用XTOM蓝光三维扫描仪，能快速判定整个模具工件的误差。由于模具在分模时以工件的CAD原型来分模、抽蕊，模具在设计时以总装配坐系来进行建模，可是当工厂在生产模具却有自己的加工工艺基准。

在进行三维扫描测量时，需要了解清楚工艺基准情况，模具的CAD坐标系是否与工艺基准一致，如果不一致那就需要对CAD模型的坐标系进行调整，以保证工艺基准与测量基准相一致，以减少基准不重合误差！

·丰富的检测数据：传统三坐标测量只能打点检测，数据量少，不连续，仅对图纸标注尺寸进行检测，分析问题时相对抽象，对检测分析人员专业能力要求比较高。利用XTOM蓝光三维扫描仪扫描，数据检测结果为色谱图偏差报告，便于质量检测人员对报告的阅读及理解。

模具逆向设计应用

伴随着工业产品的外观设计、改型和创新越来越迅速，市场对模具逆向设计的需求也越来越专业。XTOM蓝光三维扫描仪可以提取高质量的点云数据，进行处理后将其转化为CAD模型，实现复杂结构模具的三维重建，完成模具逆向设计过程。

在制造复杂模具方面，通常要试制木模、泡沫模或3D打印试模，并通过蓝光三维扫描技术进行检测来验证模具制造水平，减少再设计时间，避免了模具制造中一旦出现问题报废带来的巨大浪费。

模具修复、分析应用

模具在使用过程中会磨损与损坏，但是模具需要修复时又不好拆装，采用XTOM蓝光三维扫描仪可在模具使用现场进行扫描，把扫描数据与模具设计CAD文档进行比对，量化模具修复数据以便修模人员有的放矢。

在修模过程中，操作人员随时可以对有问题的模具部位进行扫描并分析，直到得到满意的结果! XTOM蓝光三维扫描仪具有较高的灵活性，可以完成模具的扫描测量，还可以在生产现场对不同零部进行扫描测量。

修复的模具数模误差分析

·三维扫描技术局限性：以目前的测量方案，蓝光三维扫描方案基本能覆盖100%模具表面，但仍存在局部可达性问题，其根本原因为：1、扫描设备无法进入狭小空间，尤其是模具深孔凹陷区域；2、成像问题，模具特征类型多，加工工序多，部分内腔孔及黑色吸光、反光区域容易存在扫描效果差，需喷洒显影剂进行扫描。

虽然蓝光测量技术不如三坐标测量精度高，但随着模具结构日趋复杂，对全域检测的需求不断增加，蓝光三维扫描技术因其效率高、数据全、设备成本低等优势，在模具检测中已取代部分三坐标的功能，不少模具厂商都已配备了蓝光三维扫描设备进行测量。

相信随着蓝光三维扫描光学技术的发展，软件算法成像技术的进步，计算机技术的发展，可以弥补光学三维扫描精度、设备体积、数据计算量等方面的不足，甚至实现自动化扫描测量，取代以往依赖于接触式打点测量的模式。