Tests de composants accélérés en production

Des processus de fabrication toujours plus rapides et des normes de qualité de plus en plus strictes dans la production de pales de turbines ont obligé le célèbre fabricant de turbomachines Leistritz à introduire un nouveau procédé métrologique permettant de gagner du temps. L'exigence de 100 % de tests ne pouvait plus être satisfaite de manière économique avec les systèmes de mesure tactiles. L'intégration du système de numérisation optique CORE-DS de WENZEL ScanTec dans l'environnement de production directe permet désormais de tester rapidement les composants sans contact. Leistritz a pu réduire les temps de mesure de plus de 70 % grâce au CORE-DS.

La société Leistritz Turbomaschinen GmbH, basée à Nuremberg, est spécialisée dans la production de pales de turbines. Environ 70 % de cette somme est destinée à l'industrie aéronautique. Les normes de qualité élevées de Leistritz garantissent que chaque pale de turbine est testée avant de quitter l'usine. Outre plusieurs appareils de mesure de coordonnées tactiles, plus de 200 appareils pédagogiques sont utilisés. Malgré cette utilisation considérable d'équipements de mesure et de test, l'assurance qualité représentait un goulot d'étranglement dans le processus de production. Afin de transférer également l'efficacité économique de la production à l'assurance qualité, la nécessité d'intégrer une nouvelle technologie plus rapide pour tester les lames est devenue inévitable.

L'objet de mesure est une pale de turbine pour moteurs d'avion. La lame a une hauteur de 50 mm avec des bords d'entrée et de sortie de seulement 120 µm de large. Les mesures étaient auparavant effectuées à l'aide d'un appareil de mesure de coordonnées tactile dans une salle de mesure séparée. Il était situé dans un autre complexe de bâtiments. Le transport des pelles fabriquées était très long et coûteux. De plus, le temps de mesure avec la MMT tactile était d'environ 20 minutes. L'inspection à 100 % requise des lames est donc devenue un goulot d'étranglement dans la production. L'introduction d'un nouveau procédé a nécessité que la base de la lame et la lame soient entièrement testées en un seul processus de mesure. De plus, le temps de traitement devrait être considérablement réduit.

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Afin de minimiser la consommation de temps, CORE-DS a été intégré directement dans l'environnement de production. Pendant le processus de mesure, deux profils de lame complets et un profil de pied sont scannés. Sur la base des données de numérisation, environ 90 caractéristiques sont évaluées et analysées. Dans cette tâche de mesure, les propriétés du capteur de point de lumière blanche CORE-DS peuvent être utilisées de manière optimale. Le scan du profil du pied comprend l'enregistrement des rayons intérieurs d'une taille de 0,3 mm. Avec un système de mesure tactile, des rayons de cette taille peuvent à peine être mesurés de manière stable. Grâce à la mesure optique à l'aide d'un point lumineux d'un diamètre de 35 µm, même les rayons les plus petits avec une densité de points élevée peuvent être mesurés avec précision. Cet effet est également évident lors de la mesure de profils. Comme les détecteurs d'entrée et de sortie ne mesurent que 120 µm de large, même les plus petits défauts doivent être détectés. Lorsque le stylet d'un système de mesure tactile corrige les moindres défauts comme un filtre mécanique, le capteur optique détecte également ces écarts de forme de manière fiable. De plus, la correction du rayon de sonde qui serait nécessaire est omise, car le point lumineux détecte le point de mesure directement sur la lame.

Le processus de mesure est entièrement automatisé. Le système de mesure est équipé par un robot des pales de turbine entièrement rectifiées provenant de deux rectifieuses. Un processus de broyage dure environ 11 minutes. Le temps de mesure requis ne doit donc pas dépasser 5 minutes. Avec CORE-DS, le cycle de mesure à Leistritz a été considérablement réduit afin de l'adapter précisément au calendrier des centres de traitement correspondants.

Un autre défi lors de la mesure de ces lames était la qualité de surface de l'objet à mesurer. Le processus de mesure est effectué immédiatement après un processus de broyage. Pour cette raison, les surfaces des lames sont très brillantes. Le processus de mesure étant optimisé dans le temps et entièrement automatisé, il n'est pas possible de mater les surfaces hautement réfléchissantes avec de la craie, par exemple. Dans les conditions données, le capteur optique CORE-DS permet de détecter complètement les lames affûtées sans prétraitement. En utilisant la lumière blanche et des méthodes innovantes de détection de points, il est possible de réduire au minimum l'impact des reflets.

Les avantages du CORE-DS se reflètent également dans le dispositif de serrage utilisé. Les mesures effectuées à l'aide de systèmes de mesure tactiles nécessitent souvent des fixations relativement complexes en raison des forces de sondage qui en résultent. Cela peut représenter un effort considérable, en particulier pour les petits composants. La mesure optique sans contact de la lame avec le CORE-DS permet l'utilisation d'un dispositif de serrage fonctionnel simple. Dans ce cas, la pelle est uniquement fixée au pied. L'accessibilité du composant n'est pas limitée et même le profil du pied peut toujours être complètement recouvert.

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