Hy-Ten Plastics公司是美國新罕布什爾州Milford市一家年利潤500萬美元的注塑商。該公司在模制狗頸圈信號(hào)傳感系統(tǒng)——DogWatch System 3000的外殼的過程中遇到了難題。狗頸圈傳感器和信號(hào)接收器的外殼由兩部分組成，Hy-Ten Plastics公司使用高流動(dòng)性的PC（聚碳酸酯）注塑這種外殼。在注塑過程中，最大的挑戰(zhàn)就在于需要用2×2組合模具一次成型4種塑料件，因此，要求兩對(duì)半殼體的配合非常精確，并通過超聲波焊接為電子元件提供防水密封。
據(jù)Hy-Ten Plastics公司的質(zhì)檢經(jīng)理Craig Heinselman先生介紹，因?yàn)橹破返膸缀谓Y(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，從而使模塑后制品的收縮極不均勻，而且難以預(yù)測(cè)。如此不規(guī)則的收縮常常導(dǎo)致兩個(gè)半殼體無法緊密配合。因此，解決這一問題的唯一方法就是在設(shè)計(jì)模具的時(shí)候，事先對(duì)制品可能發(fā)生的收縮量進(jìn)行充分預(yù)測(cè)，然后通過對(duì)模具的修正，以獲得尺寸精確的制件。
Laser Design公司的激光掃描儀能夠快捷、準(zhǔn)確地繪制出制品的表面形狀圖
通過早期的試驗(yàn)，Hy-Ten Plastics公司排除了原材料、模具冷卻、充模時(shí)間和速度以及填充壓力等工藝參數(shù)對(duì)收縮的影響，從而將研究重點(diǎn)集中到模具的型芯或型腔的設(shè)計(jì)上。
由于使用CAD/CAM軟件所進(jìn)行的流動(dòng)模擬操作只能預(yù)測(cè)收縮對(duì)制品尺寸的影響，而不能確定制品實(shí)際變形的程度。因此，為了測(cè)定制品的實(shí)際形狀，Hy-Ten Plastics公司使用了坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM），通過一點(diǎn)一點(diǎn)地測(cè)量制品表面的位置來繪制制品的形狀圖，然后與用CAD模型做出的理想制品進(jìn)行對(duì)照。通過對(duì)比二者之間的差異，設(shè)計(jì)人員能夠準(zhǔn)確地確定型芯或型腔尺寸的修正位置和修正量。
盡管如此，當(dāng)處理一個(gè)復(fù)雜的三維輪廓時(shí)，往往需要幾百萬甚至幾千萬個(gè)點(diǎn)才能得到準(zhǔn)確的幾何形狀，而在制品上產(chǎn)生這些點(diǎn)要花費(fèi)數(shù)周的時(shí)間。即便如此，仍然無法確定是否漏掉了產(chǎn)生精確表面模型所需要的一些點(diǎn)。
為此，Hy-Ten Plastics公司求助于Laser Design公司。Laser Design公司使用了激光掃描技術(shù)來繪制制品的幾何結(jié)構(gòu)，僅僅5天時(shí)間，該公司就為各個(gè)樣品建立了表面模型，且準(zhǔn)確率達(dá)到0.001in(1in=25.4mm)。
Laser Design公司的設(shè)計(jì)服務(wù)部經(jīng)理Larry Carlberg先生說，他們使用非接觸性的、低能量的二極管激光系統(tǒng)來測(cè)量制件。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)射出的激光束掃描到制品表面時(shí)，每秒鐘可定義15000～50000個(gè)點(diǎn)。通常，激光可以標(biāo)繪1000～2000萬個(gè)點(diǎn)，但是準(zhǔn)確的分析只需要100～500萬個(gè)點(diǎn)即可。例如，可以在15~20min內(nèi)，對(duì)一個(gè)表面積為6平方英寸的制品完成雙側(cè)掃描，準(zhǔn)確率達(dá)±20mm。
當(dāng)標(biāo)繪出的點(diǎn)被傳送到Raindrop Geomagic公司提供的Geomagic Qualify軟件包中以后，該軟件即生成制品的詳細(xì)尺寸數(shù)據(jù)。將這一尺寸數(shù)據(jù)與原始CAD設(shè)計(jì)圖相比較，并利用這兩個(gè)數(shù)據(jù)源，可以繪制出產(chǎn)品表面形狀的彩色差異圖，此彩色差異圖為模具的修正提供了便利。
根據(jù)這個(gè)彩色差異圖，模具制造商花費(fèi)了9天的時(shí)間調(diào)整模具，最終，Hy-Ten Plastics公司用6天時(shí)間就制造出了新的樣品。采用傳統(tǒng)方法時(shí)，通常要經(jīng)過數(shù)月的時(shí)間并反復(fù)進(jìn)行昂貴的試驗(yàn)，而使用這種方法后，僅用了20天就完成了所有的工作， 對(duì)此，Carlberg說，采用激光掃描，只需要很少的時(shí)間就可以得到高質(zhì)量的制品結(jié)構(gòu)圖，以幫助注塑商們準(zhǔn)確了解樣品與設(shè)計(jì)意圖的差異。雖然這樣的激光掃描系統(tǒng)及其軟件的費(fèi)用較高，但是，快速準(zhǔn)確地完成對(duì)模具的修改工作，這對(duì)于模塑商們來說還是很劃算的。
