User Case

AMRC: Misurare senza l'operatore

Oliver Hayes,
Composite Development Engineer:


"Nella lavorazione di materiali compositi osserviamo generalmente che il tipo di usura dell'utensile è principalmente l'usura del fianco. Per questo abbiamo bisogno di Alicona - non conosco nessun altro sistema che ci permetta di misurare i fianchi molto inclinati, ad esempio gli utensili PCD."

Diventare più competitivi con l'introduzione di tecnologie e processi avanzati è la promessa del noto centro di ricerca per l'industria AMRC. La metrologia è la chiave per mantenere questa promessa e per aumentare la disponibilità alla produzione di nuove tecniche. Per questo motivo AMRC ha recentemente acquisito il suo quarto sistema di misura Alicona.

Lo sviluppo di nuove tecniche e tecnologie di produzione è sempre stata la missione di AMRC, l'Advanced Manufacturing Research Centre dell'Università di Sheffield con sede nel Regno Unito. Essa "aiuta i produttori di qualsiasi dimensione a diventare più competitivi grazie all'introduzione di tecniche, tecnologie e processi avanzati", afferma l'AMRC. A tal fine, la metrologia è una delle attività chiave dell'AMRC. Competente in molti settori della metrologia, il team supporta i gruppi di ricerca qualificando nuovi componenti e processi per assicurarsi che soddisfino i requisiti fisici e gli standard industriali. Nel campo della metrologia ottica, i sistemi di misura della forma e della rugosità ad alta risoluzione di Alicona offrono i maggiori vantaggi rispetto a qualsiasi altro sistema di cui gli esperti AMRC siano a conoscenza. Non è un caso che il centro di ricerca di fama mondiale abbia recentemente acquisito il suo quarto sistema di misura Alicona. 

La strada verso il mercato

"Stiamo sviluppando una cella di prova di lavorazione automatizzata per testare nuovi materiali come utensili da taglio, refrigeranti e tecnologie di lavorazione in generale. Fa parte della cella, in combinazione con un robot, un sensore ottico di misura Alicona, che ci permette di automatizzare ogni tipo di misura." Thomas McCleay, Head of Research, è entusiasta della maggiore efficienza e della maggiore produttività che ottiene utilizzando misurazioni automatizzate nelle serie di test. "Automatizziamo completamente molti dei test. Le misurazioni automatizzate ci consentono di aumentare significativamente il numero di test che possiamo eseguire in un solo giorno, in modo da poter esplorare molte più tecnologie in tempi più brevi." I risultati ottenuti dalle misure dei test iniziali confluiscono in prove maggiormente basate sulle caratteristiche, che a loro volta portano al successivo livello di disponibilità della tecnologia e quindi all'idoneità alla produzione. Oggi, le misure nelle attività di ricerca presso l'AMRC sono principalmente effettuate per esplorare una vasta gamma di opzioni per gli utensili e per tutti i tipi di materiali da taglio. Tuttavia, dal momento che i sistemi di misura Alicona possono essere utilizzati per misurare quasi tutti i tipi di componenti solidi, comprese le geometrie miniaturizzate e le geometrie complesse, questa cella di prova è destinata a diventare accessibile a tutti i partner industriali. "La cella di test automatizzata sarà messa a disposizione dell'industria, così i nostri partner avranno la possibilità di accedere anche all'automazione completa dei test. L'adozione di questo modo di sviluppare è anche una risposta alla crescente domanda del mercato e la tecnologia di misura Alicona è la migliore che abbiamo a disposizione. La partnership con Alicona è essenziale per essere certi di poter raggiungere questo tipo di automazione e integrazione. Quindi, con Alicona vediamo la strada verso il mercato", dice McCleay.

Alicona è utilizzato per valutare l'usura dell'utensile e per imparare come l'utensile si consumi nel tempo.

Valutazione dell'usura degli utensili nella lavorazione di compositi
Uno dei vari aspetti specifici dello sviluppo di nuove tecniche di fabbricazione è la valutazione dell'usura degli utensili. Oliver Hayes, Composite Development Engineer, utilizza il sistema Alicona per vedere come l'utensile si usura nel tempo. "Nella lavorazione di materiali compositi vediamo generalmente che il tipo di usura cui è soggetto l'utensile è principalmente l'usura del fianco. Per questo motivo abbiamo bisogno di Alicona, non conosco nessun altro sistema che ci permetta di misurare i fianchi molto inclinati, ad esempio degli utensili PCD", spiega. Nel suo lavoro quotidiano, Hayes deve anche misurare la rugosità della superficie. Per lui è di vitale importanza misurare la rugosità in base all'area invece di misurare solo un profilo della superficie. "Nel caso della fibra di carbonio, il valore Ra dipende dall'angolo a cui lo si misura. Per questo motivo, preferiamo utilizzare il valore di rugosità superficiale Sa che otteniamo facilmente con Alicona." In termini di efficienza e facilità d'uso, Hayes beneficia anche delle misure automatiche. "È possibile impostare il sistema in modo che si muova su più posizioni ed esegua misurazioni di rugosità superficiale su campioni differenti. Questo è qualcosa che mi piace molto e non si può fare con una CMM a contatto", conclude.

Vantaggi delle misure ottiche rispetto alle CMM tradizionali
"Il sistema Alicona è ideale per piccole caratteristiche come i piccoli raggi e i diametri di fori che sono difficili da ottenere, se non impossibili, con una CMM", continua Adam Wiles, CMM Technical Lead, parlando dei vantaggi della misura ottica rispetto alla scansione a contatto. Un componente prodotto in additive manufacturing ne illustra i benefici. "Abbiamo prodotto in additive manufacturing  un'articolazione del ginocchio con una struttura a traliccio sulla superficie posteriore. Questa superficie è impossibile da misurare con la nostra CMM, tuttavia ci vogliono solo pochi secondi per ottenere una misura con Alicona. Misuriamo distanze, distanze dei nodi, diametri delle corde, e anche rugosità superficiali." Per Wiles, la combinazione di rugosità e misurazioni geometriche è unica, soprattutto perché nel controllo di qualità di componenti complessi, indipendentemente dal settore, di solito sono necessari sia la misura della forma sia la misurazione della rugosità. Mentre le tecniche convenzionali sono in grado di fare o l'uno o l'altro, Alicona combina la misura della forma e della rugosità in un solo strumento di misura ottica ad alta risoluzione. "È possibile eseguire rugosità superficiali su una CMM, ma ciò richiede un vero e proprio kit specialistico", sottolinea Wiles.

Comprendere i meccanismi degli strumenti per migliorare i processi di produzione

AMRC è particolarmente attivo nei settori aerospaziale, automobilistico e dei trasporti, dell'energia, degli alimenti e delle bevande, della sanità e delle infrastrutture. La metrologia è fondamentale per raggiungere gli obiettivi nel livello di maturità tecnologica, indipendentemente dall'industria. Questa è la competenza chiave di Ian Cook, Technical Lead for Machinability. Lui e il suo team si confrontano con livelli di maturità tecnologica relativamente bassi, e Alicona li aiuta ad ottenere informazioni dettagliate sugli utensili di nuova concezione e sui relativi meccanismi osservati sui nuovi materiali. La comunicazione tra i team applicativi e gli altri gruppi dedicati supporta il progresso della maturità tecnologica con l'obiettivo di migliorare il processo produttivo nel suo complesso. Cook concorda sul fatto che Alicona contribuisce significativamente alle attività di AMRC, leader di ricerca a livello mondiale: "Con Alicona, manteniamo alta la nostra qualità."

 

 

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