Test accelerato dei componenti in produzione

Processi di produzione sempre più rapidi e standard di qualità sempre più elevati nella produzione di pale per turbine hanno richiesto al rinomato produttore di turbomacchine Leistritz di introdurre un nuovo processo metrologico che consente di risparmiare tempo. Il requisito di un collaudo al 100% non poteva più essere soddisfatto economicamente con i sistemi di misurazione tattili. L'integrazione del sistema di scansione ottica CORE-DS di WENZEL ScanTec nell'ambiente di produzione diretta consente ora un rapido test dei componenti senza contatto. Leistritz è riuscita a ridurre i tempi di misurazione di oltre il 70% con CORE-DS.

Leistritz Turbomaschinen GmbH, con sede a Norimberga, è specializzata nella produzione di pale per turbine. Circa il 70% di questo viene destinato all'industria aeronautica. Gli elevati standard di qualità di Leistritz assicurano che ogni pala della turbina venga testata prima di lasciare la fabbrica. Oltre a diverse macchine di misura a coordinate tattili, sono in uso più di 200 dispositivi didattici. Nonostante questo uso considerevole di apparecchiature di misurazione e collaudo, la garanzia della qualità ha rappresentato un ostacolo nel processo di produzione. Per trasferire l'efficienza economica della produzione anche al controllo qualità, è diventata inevitabile la necessità di integrare una nuova tecnologia più veloce per testare le lame.

L'oggetto di misurazione è una pala di turbina per motori aeronautici. La lama ha un'altezza di 50 mm con bordi di entrata e uscita larghi solo 120 µm. Le misurazioni venivano precedentemente eseguite con una macchina di misura a coordinate tattili in una sala di misurazione separata. Questo si trovava in un altro complesso edilizio. Il trasporto delle pale prodotte richiedeva molto tempo e denaro. Inoltre, il tempo di misurazione con la CMM tattile è stato di circa 20 minuti. La necessaria ispezione al 100% delle lame è diventata quindi un ostacolo alla produzione. L'introduzione di un nuovo processo richiedeva che la base della lama e la lama fossero completamente testate in un unico processo di misurazione. Inoltre, il tempo di elaborazione dovrebbe essere notevolmente ridotto.

‍

‍

Per ridurre al minimo il consumo di tempo, CORE-DS è stato integrato direttamente nell'ambiente di produzione. Durante il processo di misurazione, vengono scansionati due profili completi della lama e un profilo del piede. Sulla base dei dati di scansione, vengono valutate e analizzate circa 90 caratteristiche. In questo compito di misurazione, le proprietà del sensore a punti di luce bianca CORE-DS possono essere utilizzate in modo ottimale. La scansione del profilo del piede include la registrazione dei raggi interni con una dimensione di 0,3 mm. Con un sistema di misurazione tattile, i raggi di queste dimensioni possono essere misurati a malapena in modo stabile. Mediante la misurazione ottica utilizzando un punto luminoso con un diametro di 35 µm, è possibile misurare con precisione anche i raggi più piccoli con un'elevata densità di punti. Questo effetto è evidente anche durante la misurazione dei profili. Poiché i rilevatori di ingresso e uscita hanno una larghezza di soli 120 µm, è necessario rilevare anche i difetti più piccoli. Laddove lo stilo di un sistema di misurazione tattile attenua i difetti più piccoli come un filtro meccanico, il sensore ottico rileva in modo affidabile anche queste deviazioni di forma. Inoltre, viene omessa la correzione del raggio della sonda, altrimenti necessaria, poiché il punto luminoso rileva il punto di misurazione direttamente sulla lama.

Il processo di misurazione è completamente automatizzato. Il sistema di misurazione è dotato di un robot con le pale della turbina completamente rettificate di due rettificatrici. Un processo di molatura richiede circa 11 minuti. Il tempo di misurazione richiesto non deve quindi superare i 5 minuti. Con CORE-DS, il ciclo di misurazione a Leistritz è stato notevolmente ridotto in modo da adattarlo con precisione ai tempi dei corrispondenti centri di elaborazione.

Un'altra sfida nella misurazione di queste lame è stata la qualità della superficie dell'oggetto da misurare. Il processo di misurazione viene eseguito immediatamente dopo un processo di molatura. Per questo motivo, le superfici delle lame sono molto lucide. Poiché il processo di misurazione è ottimizzato in termini di tempo e completamente automatizzato, non è possibile opacizzare le superfici altamente riflettenti con spray a base di gesso, ad esempio. Nelle condizioni indicate, il sensore ottico CORE-DS consente di rilevare completamente le lame affilate senza pretrattamento. Utilizzando la luce bianca e metodi innovativi di rilevamento dei punti, è possibile ridurre al minimo l'impatto dei riflessi.

I vantaggi del CORE-DS si riflettono anche nel dispositivo di bloccaggio utilizzato. La misurazione con sistemi di misurazione tattili richiede spesso fissazioni relativamente complesse a causa delle forze di rilevamento risultanti. Questo può essere un notevole sforzo, soprattutto per componenti di piccole dimensioni. La misurazione ottica senza contatto della lama con il CORE-DS consente l'uso di un dispositivo di bloccaggio semplice e funzionale. In questo caso, la pala viene fissata solo al piede. L'accessibilità al componente non è limitata e anche il profilo del piede può comunque essere completamente coperto.

‍