在全球能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展的大潮中,被譽為“終極能源”的氫能正迅速崛起,成為能源領域的“新寵”。作為一種清潔的零排放能源,氫能在交通、航空、工業(yè)等領域均展現(xiàn)出巨大的應用潛力。然而,氫的儲運技術(shù),尤其是儲氫罐(或儲氫瓶)的安全性、可靠性和成本效益,一直是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。
本期案例,我們將聚焦儲氫罐的檢測挑戰(zhàn),通過分析光學掃描技術(shù)在氫能行業(yè)的成功實踐,見證技術(shù)創(chuàng)新如何助力儲氫罐制造“一舉三得”:即提質(zhì)、降本、增效,并推動行業(yè)的智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
Part 1 行業(yè)檢測痛點
傳統(tǒng)的儲氫罐尺寸檢測方法通常依賴于接觸式測量工具,隨著氫能行業(yè)的快速發(fā)展,這些方法越來越多地暴露出以下問題:
◎ 對于曲面或復雜的幾何形狀,傳統(tǒng)工具難以獲取全面的數(shù)據(jù);
◎ 單點測量耗時長,無法滿足當前的大批量生產(chǎn)需求;
◎ 人工測量主觀因素影響大,無法保證每次測量都達到相同的高質(zhì)量標準;
◎ 海量檢測數(shù)據(jù)的保存管理和處理分析成為一項挑戰(zhàn),后期追溯難。
Part 2 光學3D掃描儀解決方案
針對當前的行業(yè)痛點,我們推出了以下兩種適用于不同場景和生產(chǎn)需求的激光3D掃描檢測方案:
| 智能手持激光3D掃描方案
該方案為儲氫罐提供了一種非接觸式、高效率、高精度的數(shù)字化檢測方法,可以滿足大多數(shù)制造企業(yè)的測量需求。
如圖中所用AtlaScan多模式多功能量測3D掃描儀,它能以高達400萬次測量/秒的速率快速獲取儲氫罐表面的全尺寸數(shù)據(jù);手持掃描,靈活便攜,操作簡單,測量結(jié)果基本不受人為影響,精度可達0.01mm。
掃描過程中數(shù)據(jù)實時顯示,并以直觀可視化、數(shù)字化的優(yōu)勢,為后續(xù)存儲和分析利用提供了極大便利。在集成的數(shù)據(jù)處理軟件中可以實現(xiàn)掃描數(shù)據(jù)與標準模型的自動對比分析,幫助迅速識別儲氫罐尺寸的制造偏差。
| 智能自動化激光3D掃描方案
若客戶儲氫罐批量檢測的需求比較大,希望在規(guī)模化生產(chǎn)的過程中進一步降本增效,則可以升級為基于激光掃描技術(shù)的智能自動化檢測方案。
中觀自主研發(fā)有多套AutoMetric自動化標準方案,可以根據(jù)客戶的不同儲氫罐檢測需求去直接適配,同時支持靈活的定制化方案。這些方案均可以直接集成在生產(chǎn)線中,從掃描、檢測到輸出報告,系統(tǒng)完全自主化運作,無需人工干預,大幅提升客戶生產(chǎn)自動化、智能化水平。
以上系統(tǒng)采用的跟蹤式測量技術(shù),可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的絕對測量,無需與三坐標比對;先進的多線藍色激光掃描技術(shù),大幅面快速捕獲完整數(shù)據(jù),精度與效率兼得。此外,自動化檢測方案都具有出色的“柔性”,通過簡單地切換程序,即可滿足不同零部件的測量需求,而不需要增加后續(xù)改造成本。
Part 3 客戶價值
兩種激光掃描方案不僅展現(xiàn)出卓越的適應性和靈活性,能夠滿足各種類型和尺寸儲氫罐的檢測需求,還提供了從質(zhì)量控制到設計優(yōu)化的全方位價值。它們不僅能確保每一臺出廠儲氫罐均達到高標準的質(zhì)量要求,同時精準詳盡的3D數(shù)據(jù),也為儲氫罐的設計逆向工程提供了強有力的支持,能夠助力企業(yè)更快地響應市場變化,創(chuàng)造持久的競爭優(yōu)勢。
目前,這套方案已在氫能頭部企業(yè)中成功應用并得到充分驗證,方案成熟且穩(wěn)定。不但幫助企業(yè)顯著提升了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率,同時加速了氫能行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐,引領行業(yè)邁向更加智能化、高效化的未來。
Part 4 更多延伸應用
光學掃描方案不但適用于儲氫罐瓶身的尺寸檢測,也適用于瓶閥座和塑料內(nèi)膽連接接頭、O型密封圈等其他零部件的精密測量。
今年6月開始正式實施的《GB/T 42612-2023 車用壓縮氫氣塑料內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶》中,已經(jīng)明確了“宜采用光學設備通過非接觸測量方法對連接接頭進行尺寸檢查,測量精度應不低于0.1 mm”的檢測要求,同時也規(guī)定這些都是出廠檢驗中需要“逐只檢驗”的項目??梢灶A見,我們的光學掃描解決方案在氫能領域的應用將更加廣泛。
在后續(xù)車載氫系統(tǒng)的集成過程中,須通過固定支架、緊固帶等措施對儲氫罐進行固定安裝,防止在使用過程中氣罐松動受損。這些關(guān)鍵安裝尺寸的檢測,依然可以運用光學掃描方案。
如圖所示,HyperScan智能光學追蹤3D掃描系統(tǒng)應用于異形固定支架的關(guān)鍵安裝尺寸檢測,展現(xiàn)了卓越的性能與可靠性。即使在車間震動等復雜工況下,系統(tǒng)依然能提供高精度的動態(tài)測量,并且無懼深黑/高亮,最高精度達0.025mm,輕松超越了客戶對精度的要求。
HyperScan掃描無需貼點,操作簡單,數(shù)據(jù)采集快速,并支持檢測報告自動化生成,極大地便利了后續(xù)的數(shù)據(jù)分析與管理,滿足了客戶對于批量檢測的迫切需求。
結(jié)語
氫能源正加速駛?cè)氚l(fā)展快車道,作為產(chǎn)業(yè)鏈中至關(guān)重要的一環(huán),氫的儲運技術(shù),尤其是儲氫罐的創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化,無疑將成為引領行業(yè)前行的關(guān)鍵力量。光學掃描技術(shù)的創(chuàng)新引入,為儲氫罐制造企業(yè)架設了一座從精準數(shù)據(jù)采集到智能化結(jié)果輸出的高效橋梁,實現(xiàn)了檢測流程的全面優(yōu)化,推動了生產(chǎn)效率和成本效益的大幅提升。
隨著技術(shù)的不斷進步和應用深入,聯(lián)合的創(chuàng)新之力必將為氫能的規(guī)模化應用鋪平道路。讓我們共同期待,一個由清潔、高效能源驅(qū)動的新時代的到來。
綜上,三維掃描儀在氫能汽車領域的應用主要體現(xiàn)在以下幾個方面:?
結(jié)構(gòu)設計與分析:?氫能汽車的設計同樣是一個多學科、?多領域的綜合創(chuàng)新過程,?它涉及到傳統(tǒng)的汽車工程知識,?以及氫能技術(shù)、?燃料電池系統(tǒng)、?儲氫技術(shù)等領域的最新進展。?三維掃描儀可以對氫能汽車的各個部件進行精確的三維掃描,?獲取其結(jié)構(gòu)關(guān)系、?尺寸等數(shù)據(jù),?這些數(shù)據(jù)為后續(xù)的結(jié)構(gòu)分析、?尺寸設計等環(huán)節(jié)提供精準的三維數(shù)據(jù)支持。?
儲氫系統(tǒng)設計與優(yōu)化:?氫能汽車的關(guān)鍵技術(shù)之一是儲氫系統(tǒng)。?三維掃描儀可以精確獲取儲氫罐的形狀和尺寸數(shù)據(jù),?幫助設計師及時發(fā)現(xiàn)并修正設計誤差,?確保儲氫罐的精度和裝配質(zhì)量。?同時,?通過對儲氫罐內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,?可以提高儲氫密度和安全性。?
燃料電池系統(tǒng)分析:?燃料電池是氫能汽車的核心部件,?其性能直接影響汽車的整體性能。?三維掃描儀可以對燃料電池的關(guān)鍵部件進行高精度掃描,?獲取三維數(shù)據(jù),?這些數(shù)據(jù)有助于工程師對其結(jié)構(gòu)、?材料和性能進行深入分析,?以優(yōu)化設計和提高性能。?
質(zhì)量檢測:?汽車制造商可以利用三維掃描技術(shù)對供應商提供的零部件進行質(zhì)量檢測,?確保零部件的質(zhì)量符合約定的要求。?這有助于從預防性質(zhì)量控制轉(zhuǎn)向主動性質(zhì)量控制,?提高整個供應鏈的質(zhì)量水平。?
復雜幾何形狀檢測:?在氫能汽車制造過程中,?對復雜幾何形狀的精確檢測是保證產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的重要環(huán)節(jié)。?三維掃描儀作為一種基于光學原理的測量技術(shù),?通過激光或光學投影原理,?對物體進行非接觸式掃描并生成三維模型,?為氫能汽車制造過程中的復雜幾何形狀檢測提供了有效手段。
提高生產(chǎn)效率和降低成本:?三維掃描檢測技術(shù)可以在短時間內(nèi)獲取大量精確的數(shù)據(jù),?提高生產(chǎn)效率。?自動化測量和數(shù)據(jù)分析減少了人工操作環(huán)節(jié),?降低了誤差率,?并且能夠提供高精度的測量數(shù)據(jù),?有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量。?同時,?三維掃描檢測技術(shù)還可以減少傳統(tǒng)測量方法所需的夾具和工裝,?降低制造成本。
三維掃描儀在氫能汽車領域具有廣泛的應用和顯著的優(yōu)勢,?是氫能汽車研發(fā)和生產(chǎn)過程中不可或缺的重要工具。?隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新,?三維掃描儀在氫能汽車領域的應用將會更加廣泛和深入。?
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