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苏州CAV三维量测技术在PIM制程品质管控

CAV三维量测技术在PIM制程品质管控

近年来受惠于3C行业带动,中国于2009年开始整个MIM（Metal Injection Molding）行业进入高速发展阶段，特别是2011年苹果和三星在手持式装置中大量采用MIM零件，国内手机品牌如华为，OPPO, ViVO, 小米，魅族等智能手机也开始采用MIM零件，MIM技术正引起越来越大的关注.

目前MIM技术主要应用在一些小型的、尺寸结构比较复杂的工件上。对于小型的、尺寸结构比较复杂的工件，传统的测量方式往往效率低下，有些时候甚至难以胜任，特别是在品质管控中越来越多的GD&T尺寸取代了线性尺寸，这对测量方式以及测量设备提出了更高的要求。结合ATOS一起使用的CAV技术可以解决MIM产品从注射成形，脱脂，烧结后得到产品形状尺寸管控问题。

ATOS是德国Gom公司1995年自主研发的高精度三维扫描系统，自推出以来，ATOS的系列不断的发展并得到业界的认同。如今，光学三维测量技术及全面测量系统已成为全业内的标准工具。ATOS拥有最先进的软件与硬件，能够为不同工业应用提供精密的测量结果。

ATOS通过非接触，全范围覆盖式的三维扫描，可以完整的获取组件的几何形状和精密的三维坐标，从而可以计算产品与设计图纸的绝对偏差、形位分析，出具综合报告。应用领域包含质量控制、逆向工程、快速成型和虚拟装配。

通过ATOS获取的精细、复杂、完整的扫描数

CAV(Computer Aided Verification, 计算机辅助检测)工作流程主要分为以下几步骤：

CAV工作流程

传统的检测报表主要以尺寸标注为主，所需量测的尺寸多，时间长，而且数值报表不易阅读，不易作为沟通的工具；CAV检测通过完整的扫描数据，可以进行全尺寸检测，色彩误差图一目了然，容易与客户或跨部门沟通，结合GOM公司开发的Gom Inspect免费的3D报告检视检讨工具，可以任意角度翻转检视3D的检测结果。扫描与报表制作容易，可以缩短检测时间，提升测量效率。

传统方法测量一个工件，需要卡尺，高度规，OMM,CMM等测量工具一起才能完成的工作，CAV可以做到95%以上的替代。CAV拥有全面的仿真测量工具，如卡尺、投影等；由于是在软件中针对工件的扫描数据进行分析，因此不受工件的摆放状态及位置限制，可以根据需要创建测量基准，甚至可以在不同的测量基准间灵活切换，便于检讨。

CAV可以胜任几乎所有的几何公差与尺寸（GD&T）测量需求。传统的CMM测量GD&T只是由少数点计算，测量结果会受偶然因素影响。CAV可以在密集的网格数据上依选取的范围计算GD&T数值，结果更加全面真实，GD&T的测量结果也是可视化的，可以显示每一个测量点的状态。

CAV除了在测量能力方面表现突出，测量效率方面的表现也不俗。为了提升测量效率，最常用的方式就是编写自动化程式，但是传统的自动化程式编写对人员的素质要求较高，而且耗时也比较久。CAV也是采用编程的形式实现自动化，提升测量效率，但是编程方式与传统方式也是有明显差别的：在制作首件CAV报告的时候，软件会自动记录操作员的每一步操作，无需刻意编程，当首件CAV报告完成时，将之存为模板，自动程式也就写好了，我们将这种方法称之为Teaching by doing.

以上介绍完CAV技术，我们再来看看CAV技术在MIM工件品质管控方面的应用。

右图为笔记本屏幕转轴绞链，MIM工艺制作，尺寸为10mm*7mm*7mm,传统方法测量螺旋角时，需要使用专用检治具。采用CAV方式测量，在获取工件的3D扫描数据以后，利用环形剖面线对工件进行剖切，然后展开截面，即可测量角度尺寸，详见下图：

沿着曲面做截面，即可确认每一段的R角，具体过程见下图：

利用对比彩图判断齿形变形

另外一个案例是一个小型斜齿轮，直径也在8mm左右，MIM工艺制作，需要做齿形以及螺旋角确认，传统方法测量也是需要使用专用检治具。采用CAV方式测量，在获取工件的3D扫描数据以后，通过曲面比较，可以快速得知齿形变形趋势，详见下图：

利用环形剖面线对工件进行剖切，然后展开截面，即可测量角度尺寸，测量过程详见下图：

CAV检测方式在MIM行业其实已经有很多的应用了，在这里就不一一列举了，仅以下面几张CAV在MIM工件上的应用作为本文件结束。

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