Skanowanie uszczelek i inżynieria odwrotna – skaner dotykowy czy laserowy?

Czym jest inżynieria odwrotna uszczelki

Inżynieria odwrotna to odtworzenie dokumentacji na podstawie gotowego przedmiotu. W przypadku uszczelki płaskiej celem jest zwykle jeden plik: rysunek 2D, najczęściej w formacie DXF, z dokładnym konturem zewnętrznym, otworami i ich rozstawem. Na jego podstawie uszczelkę wycina się ploterem CNC z wybranego materiału.

Punktem wyjścia może być:

• stara uszczelka – najprostsze źródło, ale często zużyta, ściśnięta, porwana lub spęczniała,
• kołnierz, pokrywa lub korpus – powierzchnia, do której uszczelka przylega; daje wymiary niezależne od stanu starej uszczelki,
• druga, sprawna część – np. bliźniacza pokrywa z innej maszyny.

Skanowanie dotykowe – pomiar sondą

W skanowaniu dotykowym maszyna pomiarowa prowadzi sondę (trzpień z kulką pomiarową) po powierzchni przedmiotu i rejestruje położenie punktów, w których sonda dotyka materiału. Mogą to być stacjonarne maszyny współrzędnościowe, ramiona pomiarowe lub urządzenia do odwzorowywania konturów płaskich części.

Zalety:

• bardzo dokładny pomiar twardych, sztywnych powierzchni – metalowych kołnierzy, pokryw i korpusów,
• niezawodny pomiar średnic i położenia otworów, które decydują o tym, czy uszczelka trafi na śruby,
• kolor i połysk powierzchni nie mają znaczenia.

Ograniczenia:

• sonda naciska na materiał, więc miękka guma, pianka czy filc uginają się pod nią i pomiar jest zafałszowany,
• pomiar punkt po punkcie trwa dłużej przy skomplikowanych, gęsto profilowanych kształtach,
• przedmiot trzeba pewnie zamocować, a duże elementy wymagają urządzenia o odpowiednim zakresie.

Skanowanie dotykowe najlepiej sprawdza się wtedy, gdy mierzymy kołnierz lub pokrywę, a nie samą uszczelkę.

Skanowanie laserowe – pomiar bezdotykowy

Skaner laserowy rzuca na przedmiot linię lub wzór światła i rejestruje go kamerami. Z odkształcenia światła na powierzchni oblicza miliony punktów, czyli tzw. chmurę punktów, a następnie siatkę trójkątów odwzorowującą kształt. Podobnie działają skanery światła strukturalnego.

Zalety:

• pomiar bez nacisku – nadaje się do miękkich, elastycznych i delikatnych uszczelek,
• szybkie zebranie całego kształtu, także złożonych konturów i powierzchni przestrzennych,
• wynik w 3D pozwala odtworzyć uszczelki profilowane i elementy, które nie są płaskie.

Ograniczenia:

• powierzchnie błyszczące, bardzo ciemne lub przezroczyste odbijają albo pochłaniają światło; zwykle trzeba je zmatowić specjalnym sprayem,
• krawędzie i wnętrza małych otworów bywają odwzorowane mniej ostro niż przy pomiarze sondą,
• skan to „surowa” siatka – zanim powstanie rysunek do cięcia, trzeba go opracować w programie CAD.

Uszczelki płaskie – często wystarczy skan 2D

Większość uszczelek płaskich ma stałą grubość, więc do odtworzenia potrzebny jest tylko ich kontur. W wielu przypadkach wystarczy zeskanować uszczelkę lub kołnierz płaskim skanerem albo sfotografować z wzorcem wymiaru, a następnie przekształcić obraz w wektorowy rysunek. Program rozpoznaje okręgi, łuki i odcinki, a projektant sprawdza i poprawia wymiary.

To metoda szybka i tania, ale wymaga przedmiotu, który da się położyć płasko, oraz kontroli wymiarów krytycznych – przede wszystkim rozstawu otworów.

Porównanie metod

W praktyce metody często się łączy: kształt zbiera się skanerem laserowym lub skanem 2D, a położenie i średnice otworów potwierdza pomiarem dotykowym lub suwmiarką.

Od skanu do gotowej uszczelki

1. Przygotowanie – oczyszczenie części, w razie potrzeby zmatowienie powierzchni, dobór metody pomiaru.
2. Pomiar – skan lub pomiar dotykowy kształtu i otworów.
3. Opracowanie w CAD – zamiana chmury punktów lub obrazu na czyste elementy geometryczne: okręgi, łuki i linie, z wyrównaniem symetrii i rozstawu otworów.
4. Weryfikacja – porównanie rysunku z przedmiotem, najlepiej z kołnierzem, do którego uszczelka będzie pasować; przy pierwszej sztuce warto przymierzyć wydruk 1:1 lub próbne wycięcie.
5. Dobór materiału – skan mówi o kształcie, a nie o warunkach pracy. Materiał i grubość trzeba dobrać do medium, temperatury i ciśnienia.
6. Wycięcie – rysunek DXF trafia na ploter CNC, a gotowy plik zostaje do kolejnych zamówień.

Na co uważać przy odtwarzaniu uszczelki

• Stara uszczelka kłamie. Guma pęcznieje lub kurczy się w medium, płyta zostaje ściśnięta i rozpłaszczona. Jeśli to możliwe, mierz kołnierz, a starą uszczelkę traktuj jako pomoc.
• Otwory są najważniejsze. Nawet niewielki błąd w rozstawie otworów sprawi, że uszczelka nie wejdzie na śruby lub będzie naciągnięta.
• Uwaga na symetrię. Wiele pokryw ma otwory rozmieszczone prawie, ale nie całkiem symetrycznie. Rysunek wyrównany „na oko” może nie pasować.
• Zachowaj plik. Raz opracowany rysunek DXF pozwala zamówić kolejne uszczelki bez ponownego skanowania.

Odtworzymy uszczelkę na podstawie wzoru

Nie masz rysunku? Przyślij starą uszczelkę, zdjęcie z wymiarami lub rysunek odręczny – przygotujemy na tej podstawie projekt, dobierzemy materiał do warunków pracy i wytniemy uszczelki na wymiar, już od jednej sztuki. Jeśli masz już plik DXF, możesz go dołączyć do zapytania albo narysować uszczelkę samodzielnie w naszym konfiguratorze uszczelek.