제조 결함 감지를 개선하는 방법

완벽한 부품을 제작하는 길은 험난할수 있습니다. 금형이나 다이, 지그가 CAD 모델에 따라 설계되더라도 제조 공정에서는 언제라도 제조 결함이 발생할 수 있습니다. 일부 현상은 툴링을 방해하여 부품에 문제와 결함을 유발할 수 있습니다. 그 결과 제조된 부품이 기술적 요건을 미충족 시키기도 합니다. 도구와 금형이 공칭 모델과 일치하더라도 검사 표준과 고객 필요를 충족하는 부품을 제작하려면 조정과 반복이 필요합니다. 품질 관리(QC)는 규격 미달 부품과 관련된 검사 시간과 생산 비용을 최소화하면서 이러한 요구 사항을 달성해야 합니다.

이 블로그는 제품 결함으로 이어지는 다양한 제조 문제에 대해 설명하고 3D 스캐닝 기술을 사용하여 더 많은 기능과 부품을 검사하는 방법을 안내하고자 합니다. 또한 품질 관리 매니저가 검사 시간을 단축하고 스크랩과 관련된 생산 비용을 절감하는 방법에 관해서도 설명합니다. 목표는 제원에 따라, 허용오차 안에서 제조 결함 감지를 개선하고 더 우수한 품질의 부품을 생산하는 것입니다.

현장에서 지그 위의 판금에 대한 3D 스캐닝 진행

가장 일반적인 제품 결함 원인

산업 환경의 현실은 CAD 모델에 표시된 이론과 다릅니다. 예상할 수 없는 다양한 현상이 부품 제작 시 영향을 미칩니다. 금속 융합은 복잡한 현상이기 때문에 제조 공정은 금형에서 최종 부품까지의 반복 가능한 선형 경로를 따르지 않습니다. 연료 스탬핑 시 스프링 백, 복합 재료로 제작되는 금형 제작 시 수축, 두 요소를 함께 용접할 때 발생하는 열의 힘 등은 툴링 정밀도에 영향을 미칠 수 있는 예상 불가한 현상의 좋은 예입니다. 제어하기 어려운 이러한 현상들은 부품을 손에 넣기 전까지 최종 결과를 예상하는 것을 불가능하게 합니다.

처음에는 기술 요건을 충족하는 제조 부품을 만들기 위해 개발된 이론적 모델에 따라 툴링이 제작됩니다. 하지만 산업 현장의 현시에서는 위와 같은 현상이 몰딩되거나 스탬핑된 부품을 방해합니다. 그 결과 부품이 기술 요건을 충족하지 못하고 품질 관리를 통과하기 위해 조정하고, 수정하고, 변경해야 합니다.

결함의 분류

결함은 다음가 같은 네 가지 주요 카테고리로 분류할 수 있습니다.

1. 제조 결함(부품이 요구 사항에 부합하지 못함)
2. 조립 결함(부품에 올바르게 조립되지 않음)
3. 원료 관련 결함(예: 스프링 백을 어느 정도 유발하는 잘못된 유형의 강철, 불량한 표면 마감 등)
4. 부품 또는 구성 요소의 일반 마모 관련 결함(예: 바스러지는 금형)

각 카테고리에 여러 개의 원인이 있을 수 있습니다. 그중 사람의 오류가 가장 일반적입니다.

품질 관리 계측 담당자가 HandySCAN 3D를 사용해 현장 금형 스캔하는 모습

제품 결함을 감지하는 최상의 방법

예상할 수 없는 현상에 의해 제조 부품이 변경되면 반복적인 품질 관리가 시작됩니다. 가장 좋은 방법은 툴링을 조정하기 전에 부품에서 작업하는 것입니다. 더 정확하게 말하면 이 방법에는 제품을 제조하고, 이를 품질 관리 장비 및 검사 소프트웨어로 측정하고, 부품과 CAD 모델 사이의 편차를 분석하는 것이 포함됩니다. 따라서 한 곳에서 약간의 mms가 누락(또는 초과)된 것이 발견되면 해당 몰딩, 다이 또는 지그 표면으로 이동하여 그라인딩하거나 재료를 추가합니다. 따라서 제조 부품을 측정한 후에 툴링 반복됩니다.

이 작업이 완료되면 제조 공정을 다시 시작하여 남아 있는 모든 종류의 편차를 확인하기 위해 다시 측정하게 될 새로운 부품을 제작합니다. 이러한 반복 공정은 원하는 부품을 얻을 때까지(즉, 제조 부품이 CAD 모델과 일치할 때까지) 무한 반복됩니다.

VXinspect 모듈의 욕조 특성화 결함: Creaform 검사 소프트웨어

결함이 더 적음 부품을 제작하는 최상의 솔루션

이러한 반복 품질 관리 과정에는 지연되지 않고 다음 부품을 제작하기 위해 완전한 치수 정보를 빠르게 제공할 수 있는 측정 장비가 필요합니다. 측정 공구는 또한 현장의 측정 부품으로 직접 휴대할 수 있어야 합니다. 이러한 방식으로 부품을 더 이상 좌표측정기(CMM)가 가져올 필요가 없어 소중한 시간을 절약하고 더 많은 검사가 가능해집니다. 또한 측정 장비는 사용이 쉬워야 하며 작업자가 신속하게 치수 측정을 평가하고 필요한 허용 오차를 충족하지 않는 부품을 쉽게 식별할 수 있는 디지털 Go/No-Go 기능을 갖추고 있어야 합니다. 마지막으로 표면 준비 없이 모든 유형의 크기, 표면 처리 및 형상을 측정할 수 있는 기능을 갖추고 있어야 합니다.

3D 스캐닝 기술은 속도와 휴대성, 활용성을 통해 이러한 요구 사항을 충족하며 생산 및 품질 팀이 부품을 검사하고 특히 첫 번째와 두 번째 카테고리에 속한 결함을 감지할 수 있도록 해줍니다. 사실 3D 스캐너는 육안 검사 또는 수동 도구 사용을 감소시켜 제조 과정에서 사람의 영향을 줄이는 데 도움이 됩니다. 3D 스캐너는 또한 도구 또는 금형을 교체해야 하는 올바른 시간 등을 확인하기 위해 부품 마모를 측정하는 데도 유용합니다.

계측 담당자가 C-Track 광학 트래커와 MetraSCAN 3D 스캐너를 사용해 지그 위의 판금을 스캔하는 모습

3D 스캐닝의 장점: 최적화된 검사 시간으로 부품 품질 향상

더욱 효과적인 검사

품질 관리에서 제조 결함을 감지하면(즉, 제조 부품이 기술 요건에 맞지 않는 경우) 회사는 조사 모드에 들어가게 되어 스트레스와 불확실성에 빠지게 됩니다. 하지만 3D 스캐닝을 사용하면 품질 팀은 이제 더 이상의 지체 없이 조사하고 많은 데이터를 신속하게 수집하고 현장에서 직접 조사하여 근본 원인을 찾을 수 있습니다.

더 많은 부품과 기능 검사

3D 스캐닝 기술은 CMM 보다 빠르고 보다 많은 데이터를 수집하기 때문에 더 많은 부품을 측정하거나 더 자세한 정보를 이용하여 더 많은 기능을 검사할 수 있습니다. 이를 통해 관리자는 제조 공정을 최적화하기 위해 더 현명한 결정을 내릴 수 있습니다. 부품을 계측 실험실로 가져가지 않고 현장에서 직접 측정하기 때문에 품질 팀을 시간을 절약하여 더 많은 부품을 검사할 수 있게 됩니다.

리버스 엔지니어링으로 최적화된 반복 프로세스

일단 인증된 툴링 절차에 의해 기술 요건을 충족하는 부품이 제작되면 리버스 엔지니어링을 위해 금형, 다이 또는 지그를 스캔할 수 있습니다. 따라서 툴링이 마모되거나 새로운 툴링이 필요한 경우 다음 제조 공정을 위해 공칭 모델을 사용하지 않습니다. 그 대신 검사 표준을 준수하는 부품을 구성하는 모델에서 직접 작업할 수 있습니다. 이러한 방식으로 초기 반복 프로세스가 향후의 생산을 위해 최적화됩니다.

VXmodel로 생성된 엔터티 사용을 통한 리버스엔지니어링

제품 결함은 최고의 제조사에게도 피할 수 없는 사실

예상할 수 없는 현상은 제조 도중 언제라도 발생할 수 있습니다. 이러한 현상에 의해 예상치 못한 스프링 백이나 수축이 발생하기 때문에 툴링이 공칭 모델과 일치하더라도 툴링이 고객의 필요를 충족시키는 우수한 부품을 제작하기 위해서는 조정이 필요합니다. 따라서 품질 팀은 결함을 신속하게 감지하고 수정하기 위해 올바른 장비를 갖추어야 합니다.

필수적인 이러한 반복은 3D 스캐닝에 의해 용이해집니다. 이는 속도, 휴대성 및 활용성 덕분에 CMM에 대한 효율적인 대안입니다. 3D 스캐닝을 사용하면 CMM은 중요한 최종 검사를 위해 비워 둘 수 있습니다. 또한 3D 스캐닝은 우수한 부품을 생산하는 툴링을 리버스 엔지니어링하고, 더 많은 품질 관리를 수행하며, 언제든지 발생할 수 있는 예기치 않은 문제를 신속하게 수정할 수 있도록 해줍니다.

간단히 말해, 3D 스캐닝 장비는 제조 산업에 풍부한 정보를 제공하고 품질 검사자가 보다 많은 부품 및 기능을 보다 빠르게 측정할 수 있게 해줍니다. 3D 스캐너는 CMM 시간을 줄일 뿐만 아니라 검사 시간과 생산 비용을 줄여 부품 품질을 개선하는 효과를 가져다 줍니다.