Pruebas aceleradas de componentes en producción

Los procesos de fabricación cada vez más rápidos y el aumento de los estándares de calidad en la producción de álabes de turbinas obligaron al reconocido fabricante de turbomáquinas Leistritz a introducir un nuevo proceso metrológico que ahorraba tiempo. El requisito de realizar las pruebas al 100% ya no podía cumplirse de forma económica con los sistemas de medición táctiles. La integración del sistema de escaneo óptico CORE-DS de WENZEL ScanTec en el entorno de producción directa ahora permite realizar pruebas rápidas de los componentes sin contacto. Leistritz pudo reducir los tiempos de medición en más de un 70% con el CORE-DS.

Leistritz Turbomaschinen GmbH, con sede en Núremberg, se especializa en la producción de álabes de turbinas. Alrededor del 70% de esta cantidad se entrega a la industria de la aviación. Los altos estándares de calidad de Leistritz garantizan que cada pala de turbina se pruebe antes de salir de fábrica. Además de varias máquinas de medición de coordenadas táctiles, se utilizan más de 200 dispositivos didácticos. A pesar de este uso considerable de equipos de medición y prueba, la garantía de calidad supuso un obstáculo en el proceso de producción. Para transferir también la eficiencia económica de la producción al control de calidad, se hizo inevitable la necesidad de integrar una tecnología nueva y más rápida para probar las cuchillas.

El objeto de medición es una pala de turbina para motores de aeronaves. La pala tiene una altura de 50 mm con bordes de entrada y salida de solo 120 µm de ancho. Las mediciones se realizaban previamente con una máquina de medición de coordenadas táctil en una sala de medición independiente. Estaba ubicado en otro complejo de edificios. El transporte de las palas fabricadas requería mucho tiempo y era caro. Además, el tiempo de medición con la MMC táctil fue de unos 20 minutos. Por lo tanto, la necesaria inspección de las cuchillas al 100% se convirtió en un obstáculo en la producción. La introducción de un nuevo proceso requirió que la base y la hoja de la cuchilla se probaran completamente en un solo proceso de medición. Además, el tiempo de procesamiento debería reducirse significativamente.

‍

‍

Para minimizar el consumo de tiempo, CORE-DS se integró directamente en el entorno de producción. Durante el proceso de medición, se escanean dos perfiles de hoja completos y un perfil de pie. En función de los datos escaneados, se evalúan y analizan alrededor de 90 características. En esta tarea de medición, se pueden utilizar de forma óptima las propiedades del sensor de punto de luz blanca CORE-DS. El escaneo del perfil del pie incluye el registro de los radios interiores con un tamaño de 0,3 mm. Con un sistema de medición táctil, los radios de este tamaño apenas se pueden medir de forma estable. Mediante la medición óptica con un punto de luz con un diámetro de 35 µm, se pueden medir con precisión incluso los radios más pequeños con una alta densidad de puntos. Este efecto también es evidente al medir perfiles. Dado que los detectores de entrada y salida tienen solo 120 µm de ancho, se deben detectar incluso los defectos más pequeños. Mientras que el lápiz óptico de un sistema de medición táctil suaviza los defectos más pequeños, como ocurre con un filtro mecánico, el sensor óptico también detecta de forma fiable estas desviaciones de forma. Además, se omite la corrección del radio de la sonda, que de otro modo sería necesaria, ya que el punto de luz detecta el punto de medición directamente en la hoja.

El proceso de medición está completamente automatizado. El sistema de medición está equipado por un robot con las palas de turbina completamente conectadas a tierra procedentes de dos máquinas rectificadoras. El proceso de trituración dura aproximadamente 11 minutos. Por lo tanto, el tiempo de medición requerido no debe superar los 5 minutos. Con el CORE-DS, el ciclo de medición en Leistritz se redujo significativamente, de modo que se adaptó con precisión a los tiempos de los centros de procesamiento correspondientes.

Otro desafío al medir estas cuchillas fue la calidad de la superficie del objeto de medición. El proceso de medición se lleva a cabo inmediatamente después de un proceso de trituración. Por este motivo, las superficies de las cuchillas son muy brillantes. Dado que el proceso de medición se optimiza en cuanto al tiempo y es completamente automático, no es posible matizar las superficies altamente reflectantes con aerosol de tiza, por ejemplo. En estas condiciones, el sensor óptico CORE-DS permite detectar por completo las cuchillas afiladas sin ningún tratamiento previo. Al utilizar luz blanca y métodos innovadores de detección de puntos, es posible reducir al mínimo el impacto de los reflejos.

Las ventajas del CORE-DS también se reflejan en el dispositivo de sujeción utilizado. La medición con sistemas de medición táctiles a menudo requiere fijaciones relativamente complejas debido a las fuerzas de sondeo resultantes. Esto puede suponer un esfuerzo considerable, especialmente en el caso de componentes pequeños. La medición óptica sin contacto de la hoja con el CORE-DS permite el uso de un dispositivo de sujeción sencillo y funcional. En este caso, la pala solo se fija al pie. La accesibilidad al componente no está restringida e incluso el perfil del pie puede cubrirse por completo.

‍