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Metallicadour: Soluzioni personalizzate per tecnologie innovative nel settore aerospaziale

Pierre Courbun,

Development Engineer presso Metallicadour

 

“"Gli utensili da taglio per la lavorazione di componenti aerospaziali devono soddisfare i più elevati requisiti di precisione per la lavorazione ad alta velocità. Quindi, la geometria e le condizioni dei bordi devono essere tenute in considerazione. Con Alicona abbiamo trovato quello che cercavamo: Una soluzione di misura che ci fornisce misurazioni precise e ripetibili, nonché semplicità e flessibilità d'uso."

Misure automatizzate e dati 3D ripetibili e tracciabili hanno convinto il centro di trasferimento tecnologico Metallicadour a scegliere Alicona. Per lo sviluppo di strumenti innovativi e soluzioni di lavorazione automatizzata in applicazioni aerospaziali, verificano le dimensioni geometriche e la finitura superficiale di utensili e componenti utilizzando la metrologia ottica 3D.

 

Le nuove applicazioni nell'industria aerospaziale e la rapida evoluzione tecnologica hanno determinato un aumento della domanda di utensili. Con la tecnologia di misura ottica di Alicona, il team di esperti di Metallicadour ha trovato la giusta soluzione per misurare geometrie complesse e materiali duri come titanio, compositi e leghe resistenti al calore.

Metallicadour è un centro di trasferimento di risorse e tecnologia dedicato specificamente all'industria metallurgica e ai settori della lavorazione, dell'assemblaggio e dell'automazione dei processi. È stata fondato nel 2015 con il supporto accademico dell'ENIT, la Scuola Nazionale di Ingegneria di Tarbes in Francia. Il centro è situato nel cuore del bacino industriale di Adour, in Francia, e si rivolge in particolare alle PMI del settore aeronautico. Il centro è supportato nel suo lavoro dai maggiori costruttori locali di velivoli, tra cui Safran, Daher e Dassault. Metallicadour consente ai produttori di componenti di testare e automatizzare i processi di lavorazione e di dimostrare l'interesse per le nuove tecnologie di taglio, come la lubrificazione ad altissima pressione e la tornitura criogenica.

Visualizzazione 3D di una superficie della pala del rotore in colori reali ed in falsi colori. Con Alicona i difetti superficiali locali vengono misurati automaticamente, in modo che la forma e la dimensione dei difetti possono essere quantificati facilmente.

La verifica della forma e della rugosità influisce notevolmente sulla durata di vita di un utensile e può contribuire a ridurre in modo significativo l'usura e le vibrazioni per una migliore finitura superficiale dei componenti. "Gli utensili da taglio per la lavorazione di componenti aerospaziali devono soddisfare i più elevati requisiti di precisione per la lavorazione ad alta velocità. Quindi, la geometria e le condizioni dei bordi devono essere tenute in considerazione", spiega Pierre Courbun, Development Engineer di Metallicadour.
 

"Con Alicona abbiamo trovato quello che cercavamo: Una soluzione di misura che ci fornisce misurazioni precise e ripetibili, nonché semplicità e flessibilità d'uso."


Poiché i pezzi misurati e i requisiti variano, Courbun e i suoi colleghi sono stati lieti di trovare un'unica soluzione per tutte le attività di misura, comprese le misure di forma e di rugosità delle frese, degli inserti e delle punte. Pierre Courbun: "I nostri componenti spesso mostrano fianchi inclinati, lunghezze profonde e riflessioni della luce. Con il sistema di misura ottica di Alicona, misuriamo raggi di connessione di piccole superfici e la geometria di superfici molto complesse. Siamo anche in grado di verificare la rugosità su componenti con superfici molto lisce o su parti troppo piccole per essere misurate a contatto. Le soluzioni laser spesso non sono abbastanza precise per le nostre applicazioni di misura."

Based on the technology of Focus-Variation, the measurement system allows for profile (Ra, Rq, Rz) and area-based measurements (Sa, Sq, Sdr). With up to 500 million measurement points it provides robustness of the measurement data. Accuracy of roughness measurements can be verified with a roughness standard that is traceable back to the PTB (National Metrology Institute of Germany).

Modificando la velocità di rotazione e l'avanzamento, Metallicadour analizza i parametri di fresatura per ottenere una finitura superficiale ottimale dei componenti aeronautici.

Le misure 3D possono essere confrontate con dati CAD o geometrie di riferimento per la verifica della accuratezza. Questo ha aiutato Courbun e i suoi partner nella loro ricerca volta a comprendere il fenomeno del taglio e i relativi indicatori: "Con le nostre misure confrontiamo diversi utensili e materiali per studiare il comportamento di usura. Studiamo la correlazione tra forze di taglio, comportamento di usura e prestazioni dell'utensile, in funzione della rugosità generata dall'utensile durante l'intero ciclo di vita. Inoltre, esaminiamo anche i collegamenti con la questione del materiale superficiale e la variazione della tensione superficiale meccanica."

Alicona è utilizzata anche nello sviluppo di nuove soluzioni di lavorazione. Courbun continua: "Stiamo lavorando a una soluzione di produzione automatizzata, in cui il pezzo viene lavorato da un robot di fresatura. Al termine di ogni fase del processo, il componente viene misurato automaticamente per verificare le dimensioni e le possibili deviazioni dalla geometria di riferimento. Questo è implementato da un altro robot che è dotato di sensore ottico di Alicona. Sulla base dei dati di misura ad alta risoluzione, la macchina modifica automaticamente i parametri di processo per la successiva produzione."

In progetti di ricerca e sviluppo congiunti, Metallicadour e Alicona hanno anche implementato la misurazione automatica dei difetti sulle pale dei rotori e nuove soluzioni robotizzate collaborative (cobots) per il controllo qualità di carrelli di atterraggio, dischi turbina e componenti di grandi dimensioni. I difetti delle pale del rotore, del motore e di altri componenti dell'aeromobile sono critici per la sicurezza quando causano punti di sollecitazione che a loro volta creano una crepa. Quando la concentrazione delle sollecitazioni locali diventa troppo elevata o la crepa raggiunge una dimensione critica, il materiale rimanente non è in grado di sopportare i carichi applicati. Ciò può provocare una frattura o una rottura improvvisa. I difetti possono essere causati da errori di lavorazione, corrosione o influenze esterne, ad esempio l'impatto di pietre e detriti. "Prima, i componenti potevano essere valutati solo ad occhio nudo da un esperto. Con Alicona i difetti superficiali locali vengono misurati automaticamente, in modo da poterne quantificare la forma e l'entità in fase di revisione e sviluppo del processo", sottolinea Pierre Courbun. Se il difetto è al di fuori di una tolleranza definita, deve essere rimosso con una diamantatura fino a quando non è accettabile o, se ciò non è possibile, il pezzo in lavorazione deve essere rimosso e sostituito.

 

 

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