如何确保模具和夹具构造出理想的零部件

在生产过程开始时，铸模、冲模或夹具是根据理论上假设的 CAD 模型设计的。这种根据标称模型精确制成的模具用于生产符合技术要求的零部件。然而，事实证明，理论模型和工业环境的实际情况之间往往存在差异。不同的现象会干扰工装，导致零部件出现问题和缺陷。因此，需要通过调整和迭代来确保模具和夹具在与其标称模型完全一致的同时，还能生产出符合质量控制和客户需求的优质零部件。

工业环境的实际情况与 CAD 模型中的理论不同。在制造过程中，会出现一些难以预测的现象。冲压模具时的回弹、制造由复合材料制成的模具时的收缩、或将两个元件焊接在一起时的热力都是影响模具精度的典型问题。然而，解决复合材料收缩、模具回弹、焊接点的挤压问题后建模仍然相当困难、复杂和昂贵。

首先，模具是根据理论模型构造的，该理论模型的开发是为了生产出符合生产要求的零部件。但是，在现实的工业生产中，上述现象会对铸造或冲压的零部件产生干扰。这导致零部件不符合技术要求，必须进行调整、修正和改变，才能通过质量控制检查。

当然，从标称模型入手是个很好的开端，但不要忘了，制造商需要的不是一个完美的模具，而是符合技术要求和客户需求的优质零部件。

当不可预测的现象改变了成品零部件时，质量控制的迭代过程就开始了。最常用的方法是在调整模具之前对零部件进行处理。更准确地说，该方法包括生产一个零部件，测量它，并分析该零部件和 CAD 模型之间的偏差。因此，如果我们注意到某处缺少（或多出）几厘米，我们就会在铸模、冲模或夹具上的相应表面进行打磨或添加材料。因此，模具的迭代是在测量成品零部件之后进行的。

一旦这个操作完成，我们就重新开始生产流程，生产一个新的零部件，然后测量该零部件以验证是否还存在任何偏差。这个迭代过程将一直循环进行，直到获得理想的零部件（即：当生产出来的零部件与其 CAD 模型一致时）。

这一质量控制的迭代过程需要一个快速的测量工具，以不耽误生产下一个零部件的时间。此外，该测量设备必须能够直接在车间使用，并能够测量各种尺寸、表面粗糙度和几何形状。三维扫描技术以其速度、便携性和多功能性，使生产团队能够快速有效地对模具进行必要的修正。

购买成品零部件的客户可能需要模具制造商提供坐标测量机报告。因此，可减少坐标测量机工作流程的备选测量工具对于制造商来说是非常重要的优势。通过便携式三维扫描仪，他们可以测量大多数实体，增加中间检测次数，并将坐标测量机空出来用于最终检测和报告的生成。

一旦我们有了模具且坐标测量机也认证了该成品零部件，那么我们就可以扫描铸模、冲模或夹具进行逆向工程。因此，如果模具磨损，需要更换新的模具，我们将不会在下一个生产过程中使用标称模型。取而代之的是，我们可以直接使用我们已知的能够生产出优质零部件的模型。省下的所有初始迭代时间都可用于将来的生产。

To reverse engineer a mold, die or jig, a 3D scanner is used. Depending on the application and scanning environment, one type of 3D scanner may be preferred over another. For example, a portable 3D scanner may be used to acquire the 3D measurements of a mold right on the production floor.

Once the measurements are taken, a post-treatment process must be carried out to finalize and prepare the 3D scan data to be used in a CAD software. This post-treatment process, which involves segmentation, alignment, and positioning the part in space, is normally done using specialized software, such as VXelements. The result is a “clean” STL file.

Once the STL file is ready, it can then be exported directly to CAD software, like SolidWorks, AutoCAD or Inventor, or into reverse engineering software and then CAD software.

A reverse engineering expert or industrial designer will remodel the part either “as is,” which means with potential imperfections, or based on the original design intent (parametric reverse engineering). Modifications can also be made to the 3D model, depending on the application or need.