Murskauskammion mittaus ja laadunvarmistaminen 3D-skannaamalla

Abstract

3D-skannaaminen on kasvattanut suosiotaan valmistavan teollisuuden tuotekehityksessä, jossa sen suurin hyöty saavutetaan takaisinmallinnuksessa (eng. reverse engineering) sekä laaduntarkkailussa. 3D-skannauksen merkittävimpinä etuina ovat nopeus ja tarkkuus mitata monimutkaisenkin kappaleen geometria verrattuna perinteisiin käsikäyttöisiin mittavälineisiin. 3D-skannauslaitteistot ovat viimeisen kahdenkymmenen vuoden aikana kehittyneet entistä tarkemmiksi ja kompaktimman kokoisiksi. Tämän ansiosta tutkittava kappale voidaan esimerkiksi mitata jo asiakkaan tiloissa ja näin välttää kappaleen kuljetuksesta aiheutuvat rahtikustannukset.

Tässä opinnäytetyössä perehdyttiin nykyaikaisiin 3D-skannauslaitteistoihin ja -tekniikoihin sekä tutkittiin niiden soveltuvuutta Metso Outotecin kivenmurskaimien kulutusosien mittaamiseen ja laaduntarkastukseen sekä kuluneiden murskainterien muodonmuutosten mallintamiseen. Tutkimus rajattiin Metson GP-sarjan murskauskammioiden tarkasteluihin.

Työssä tutkittiin edellä mainittuihin käyttötarkoituksiin soveltuvia 3D-skannereita teknisten tietojen sekä käytännön testien perusteella. Jälleenmyyjien laite-esittelyiden sekä koekäyttöön saatujen laitteiden ansiosta pystyttiin muodostamaan kokonaiskuva erityyppisten 3D-skannereiden ominaisuuksista ja käyttöön liittyvistä mahdollisuuksista ja rajotteista.

Lopputuloksena syntyi kattava laitteistovertailu murskauskammion mittauksiin ja laadunvarmistukseen soveltuvista 3D-skannereista. Laitteistovertailun tuloksia on jatkossa mahdollista hyödyntää laitehankintoja koskevissa alotteissa.

3D scanning has become more common in product development in the manufacturing industry, where its greatest benefit is achieved in reverse modeling and quality assurance. The most significant advantages of 3D scanning are the speed and accuracy of measuring the geometry of a complex object compared to traditional measuring instruments.

The purpose of this thesis was to examine modern 3D scanning equipment and techniques, as well as to investigate their suitability for measuring and quality control of Metso Outotec’s crusher wear parts and for scanning deformations of worn wear parts. The research was limited to inspections of Metso’s GP Series crushing chambers.

3D scanners from different operating principles and size categories were selected for the study. Based on the devices that were in trial use, it was possible to form an overall picture of the properties of different types of 3D scanners and the possibilities and limitations associated with their use.

The result was a comprehensive hardware comparison of 3D scanners suitable for crushing chamber measurements and quality assurance. In the future, it will be possible to use the results of the equipment comparison in initiatives regarding equipment procurement.