User Case

Kendrion: Ottimizzare la geometria della valvola diminuisce gli scarti

Stefan Steimle,
Head of Quality Management, Kendrion (Germany)

 

“Il nostro obiettivo era quello di ridurre i costi di produzione, ed è quello che abbiamo ottenuto con Alicona! Poiché i problemi di tenuta delle valvole potevano essere correlati positivamente alle proprietà geometriche e quindi ottimizzati per i componenti interessati, siamo stati in grado di ridurre in modo significativo il tasso di scarto nella nostra produzione.”

La precisione di misura e la significativa riduzione delle percentuali di scarto sono stati i motivi principali per cui Kendrion GmbH ha scelto Alicona. Grazie alla tecnologia di misura ottica variazione di fuoco, Kendrion è in grado di controllare la rotondità delle sedi delle valvole in modo ripetibile e tracciabile, per una tenuta ottimale. Questo vale anche per piccoli angoli di apertura della valvola e per tolleranze nell'ordine dei μm.


Nel settore automotive i requisiti di tolleranza dimensionale e di accuratezza del contorno sono molto elevati. Il Gruppo Kendrion sviluppa, produce e commercializza soluzioni elettromagnetiche e meccatroniche di alta qualità per applicazioni industriali e nel settore automotive. Le due divisioni commerciali dell'azienda, Passenger Cars e Industrial Drive Systems, sono entrambe situate presso lo stabilimento tedesco di Villingen-Schwenningen. Il portafoglio prodotti comprende componenti e sistemi ad alta tecnologia nel settore automotive, tra cui sistemi di iniezione per motori diesel e a benzina, nonché sistemi di gestione e di assistenza per il motore.

I componenti di microprecisione per valvole di controllo ad alta pressione sono tra i più impegnativi per il controllo qualità di Kendrion e sono soggetti ai più elevati requisiti di tolleranza dimensionale e di qualità delle superfici. Per soddisfare questi requisiti, Kendrion utilizza la tecnologia di misura ottica 3D Alicona per l'analisi dei difetti e il controllo dei processi produttivi.

Alicona offre la soluzione di misura più efficace, con un'impressionante accuratezza di misura anche su tolleranze molto strette.

Riduzione dei costi di produzione e dei tassi di scarto

"Il nostro chiaro obiettivo con l'acquisto del sistema di misura InfiniteFocus era quello di ridurre i costi di produzione, e lo abbiamo sicuramente raggiunto", spiega Stefan Steimle, Head of Quality Management. "Poiché i problemi di tenuta delle valvole potevano essere correlati positivamente alle proprietà geometriche e quindi ottimizzati per i componenti interessati, siamo stati in grado di ridurre in modo significativo il tasso di scarto nella nostra produzione." Oltre a produrre un'atomizzazione molto fine del carburante, i sistemi di iniezione hanno una funzione di controllo decisiva nell'iniezione del carburante nella camera di combustione di un motore diesel. Le valvole di regolazione dell'alta pressione prodotte da Kendrion regolano la pressione necessaria all'impianto, in campi che si estendono attualmente fino a 2700 bar. L'esatta rotondità e l'uniforme finitura superficiale della sede della valvola sono cruciali per garantire il corretto funzionamento delle valvole. Affinché la pressione corrisponda esattamente ai requisiti dell'unità di controllo, l'accuratezza del contorno della sede valvola deve essere misurata e valutata per le minime deviazioni.

Ciò richiede soluzioni di misura flessibili ed estremamente precise, adatte per misurare le geometrie di difficile accesso e le dimensioni minime degli elementi della valvola, nonché in grado di facilitare l'analisi di strutture superficiali critiche. "Naturalmente, nella ricerca di un sistema di misura, abbiamo recensito diversi produttori. Inizialmente altri metodi sembravano interessanti, ma ad un esame più approfondito non soddisfacevano i requisiti", spiega Steimle. "Le misurazioni devono essere eseguite rapidamente, ma senza compromettere la accuratezza. È qui che Alicona offre il metodo più efficace ed ha un'impressionante accuratezza di misura anche con tolleranze molto strette." I sistemi di misura ad alta risoluzione misurano anche le deviazioni nella rotondità della sede valvola con tolleranze di 1-2 μm. Ciò rappresenta una sfida particolare a causa del piccolo angolo di apertura del cono della sede valvola (<45°). I sistemi di misura ottici tradizionali, che tipicamente misurano lungo l'asse del cono, con questa applicazione raggiungono i loro limiti di rilevamento per quanto riguarda l'inclinazione del fianco. Con Alicona è possibile eseguire queste misure, poichè la tecnologia variazione di fuoco consente di misurare piccoli raggi e fianchi inclinati fino a 87°.

Misura 3D delle sede valvola in colore reale e falsi colori.

Stefan Steimle, Quality Assurance Manager, spiega: "Alicona ci permette di misurare la geometria in posizioni di componenti difficili da raggiungere con strumenti a contatto. Ad esempio, la misurazione della concentricità dell'asse del cono rispetto all'asse esterno del cilindro."

Una concentricità ottimale impedisce l'usura unilaterale delle superfici di tenuta, e richiede una valutazione affidabile degli scostamenti degli assi entro un intervallo di <0,0100 mm. Il sistema di misura InfiniteFocus G5 consente di misurare il componente da diverse direzioni. Questa misurazione completa del profilo può essere realizzata utilizzando la Advanced Real3D Rotation Unit ad alta precisione. Le singole misurazioni vengono fuse in un set di dati 3D completo ad alta precisione.

Inoltre, la rugosità sulla superficie della sede della valvola viene misurata sia in base al profilo sia in base all'area (ISO 25178). Per poter determinare se esistono condizioni ottimali per il flusso del fluido attraverso l'area della valvola, vengono misurati anche il diametro interno del cilindro e il raggio del bordo, nonché l'assenza di bave tra il cilindro interno e la forma del cono della valvola. Il fattore decisivo è che l'intera sequenza di misura può essere memorizzata in un programma e poi ripetuta in qualsiasi momento senza l'intervento dell'operatore.

Soluzioni di misura ottica per l'intera catena di processo automotive

Oltre alle più importanti parti funzionali delle sue valvole di controllo della pressione, Kendrion misura otticamente anche piccole parti in plastica ed elastomeri. Uno dei problemi delle precedenti misurazioni a contatto era la deformazione del componente. "Essere in grado di valutare l'area delle superfici funzionali, come i cuscinetti e i componenti di tenuta, ci ha fornito nuovi spunti di riflessione critici. Siamo rimasti impressionati anche dalla possibilità di una valutazione 3D complessiva e di una misurazione 3D del profilo di superficie", conclude Kendrion.

Condividilo con i tuoi colleghi: