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L'utilizzo della metrologia ottica per innovare le tecnologie di produzione all'avanguardia

La Shanghai Manufacturing Platform for Smart Manufacturing Co. Ltd. (SPSM) è impegnata a sviluppare e far progredire nuove tecnologie di produzione. La tecnologia di misura ad alta precisione gioca un ruolo chiave nelle aree di ricerca della digitalizzazione e della produzione intelligente. In Bruker Alicona è stato trovato un partner in grado di soddisfare le elevate esigenze della tecnologia di misura del futuro.

 

Yu Qin
Responsabile metrologia presso la Shanghai Platform for Smart Manufacturing

"Anche i fianchi ripidi e le piccole geometrie delle sedi delle valvole sono misurabili, a differenza di quanto avviene con altri strumenti di misura. Anche le tolleranze di forma e posizione possono essere facilmente verificate".

La metrologia ad alta precisione promuove l'innovazione delle tecnologie di produzione

In qualità di istituto di ricerca interdisciplinare, SPSM collabora con rinomati partner europei come il German Fraunhofer IPA (Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation) o lo UK Future Metrology Hub per lo sviluppo di nuove tecnologie di produzione. La piattaforma considera la metrologia come una delle competenze chiave necessarie per raggiungere questo obiettivo e gestisce un proprio centro di misura, il Sino British Center on Smart Metrology and Quality Assurance. Questo centro è caratterizzato dal massimo orientamento verso l'utente e da attrezzature tecnologiche all'avanguardia per i partner del progetto e per i clienti industriali. "Vogliamo utilizzare la metrologia ad alta precisione per sviluppare e portare avanti nuove tecnologie di produzione", afferma Yu Quin, responsabile della metrologia, a proposito della missione del centro. Lei decide quali sistemi di misura e quali tecnologie vengono applicate. "Nel nostro centro di misura lavoriamo con le tecnologie più consolidate e con i fornitori più rinomati", dice. Una parte importante della gamma di prodotti è il servizio di misura per i clienti, ad esempio per la costruzione di utensili e stampi, l'industria automobilistica e l'aviazione. I clienti si rivolgono al team di Yu Quin quando è necessario verificare componenti complessi con i più piccoli dettagli di superficie e tolleranze ristrette. La partnership con Bruker Alicona è in atto dalla fine del 2019 e la collaborazione promette ulteriori possibilità e vantaggi per l'industria.

 

[Translate to Italiano:] Metrology Manager Yu Qin chose for Bruker Alicona

"Prima di Bruker Alicona lavoravamo con un sistema confocale, che però non era così flessibile sulle varie tipologie di componenti,”dice il responsabile della metrologia Yu Qin. Lei decide quali sistemi e tecnologie di misura sono utilizzati nel Centro Metrologico.

Verificare la precisione dimensionale e la rugosità con un unico sistema

I clienti del Sino British Center on Smart Metrology and Quality Assurance provengono da tutti i settori dell'industria manifatturiera. Pertanto, la necessità di sistemi di misura flessibili che possano essere utilizzati per un'ampia gamma di forme, dimensioni e materiali dei componenti è conseguentemente elevata. "Prima di Bruker Alicona, abbiamo lavorato con un sistema confocale, che però non era così flessibile su tutti i possibili componenti. La distanza di lavoro era troppo bassa e molti componenti non potevano essere misurati con una qualità di misura sufficiente", dice Quin. Anche rispetto ai sistemi di misura tattili, preferisce chiaramente la tecnologia senza contatto della Focus-Variation. "Alcuni componenti hanno un rivestimento così sottile e sensibile che li danneggeremmo con uno stilo". Oltre all'ampia gamma di applicazioni, è evidente anche un altro vantaggio nei sistemi di misura di Bruker Alicona. "Ora misuriamo sia la rugosità che la precisione dimensionale di un componente con lo stesso sistema di misura. Questo aumenta anche la nostra efficienza".

Industria degli utensili: misura della geometria  e della rugosità degli utensili in PCD

L'utensile in PCD è uno dei tanti esempi che dimostra come sia la qualità della superficie sia le caratteristiche geometriche abbiano un impatto sulla funzionalità di un componente. La verifica dei parametri di forma comprende il raggio, gli angoli di spoglia superiore e inferiore, l'angolo di taglio e la scheggiatura.  Queste caratteristiche determinano la durata dell'utensile diamantato, mentre i parametri di rugosità sulle spoglie hanno un'influenza significativa sulla qualità superficiale del pezzo lavorato. In questo caso, Bruker Alicona offre la soluzione ideale: l'alta risoluzione in combinazione con il principio della Variazione di Fuoco permette la misurazione tracciabile dei più piccoli dettagli della superficie. Ciò vale anche per le complesse proprietà geometriche di un utensile in PCD, che ha fianchi ripidi e riflettività molto diverse.

 

La Shanghai Manufacturing Platform for Smart Manufacturing collabora con partner europei per sviluppare nuove tecnologie di produzione. Bruker Alicona è un partner chiave in metrologia.

Industria automobilistica: prova di tenuta delle valvole

Anche per le valvole, sia la precisione dimensionale sia la qualità della superficie influiscono sulla tenuta desiderata. In questo caso, la rotondità e la rugosità delle superfici di contatto devono essere verificate con precisione, perché anche minime deviazioni di rotondità nel campo dei singoli µm possono avere un effetto negativo sulla tenuta. "Con Bruker Alicona, possiamo facilmente misurare caratteristiche geometriche difficilmente accessibili con altri metodi", dice Yu Quin. "Anche i fianchi ripidi e le piccole geometrie delle sedi delle valvole sono misurabili, a differenza di quanto avviene con altri strumenti di misura. Anche le tolleranze di forma e posizione possono essere facilmente verificate".

Aviazione: geometria del bordo arrotondato e del foro di raffreddamento

Una delle richieste più frequenti dell'industria aeronautica è la misura del bordo arrotondato dei componenti dei motori a turbina. I bordi lavorati o arrotondati devono rientrare in tolleranze strettamente definite, e le geometrie da misurare sono spesso solo pochi decimi di millimetro. La Variazione di Fuoco qui è particolarmente indicata sotto diversi punti di vista. Essa consente la misurazione di aree molto lucide con fianchi ripidi e rileva la geometria ad alta risoluzione, permettendo di misurare con precisione anche le più piccole deviazioni di forma. "Oltre alla misurazione dei bordi arrotondati, riceviamo sempre più richieste per la misurazione della geometria dei fori di raffreddamento", dice Yu Quin. A suo parere, la verifica geometrica dei fori di raffreddamento è una disciplina di spicco della metrologia. "Oltre ad una tecnologia in grado di misurare la geometria e la posizione dei fori di raffreddamento in relazione ad un sistema di riferimento, questa applicazione richiede un'elevata esigenza di automazione. Abbiamo esperienza di processi di misura in cui devono essere verificati fino a 500 diversi fori di raffreddamento in diverse posizioni". Il centro vede Bruker Alicona come fornitore adatto anche in questo settore e si discute di un ampliamento dei sistemi di misura esistenti con soluzioni appropriate. La macchina di misura ottica a micro coordinate µCMM adatta a questo compito di misura sarà presto disponibile presso il Centro Metrologico di SPSM.

[Translate to Italiano:] More about optical metrology in the aerospace industry

L'automazione è fondamentale per il monitoraggio della produzione in tempo reale

Yu Quin vede l'automazione, la produzione in rete e l'analisi dei dati di misura come le tendenze più significative della tecnologia di misura per il futuro. "I vantaggi decisivi nella competizione per le tecnologie di produzione efficienti di parti complesse sono l'automazione e il collegamento in rete", afferma, "È così che si possono ottenere dati di processo in tempo reale per la pianificazione adattiva e l'ottimizzazione della produzione". Bruker Alicona è un partner prezioso per questo progetto, in quanto fornisce soluzioni di automazione testate e comprovate, tra cui il collegamento in rete con i sistemi informatici di produzione esistenti. Quindi, ci sono progetti futuri in cantiere. Si può dire che si tratta di opportunità promettenti per i clienti e i partners del progetto della Shanghai Manufacturing Platform for Smart Manufacturing.

I clienti dello Shanghai Smart Manufacturing Center provengono da tutti i settori dell'industria manifatturiera. I sistemi di misura utilizzati devono essere sufficientemente flessibili da poter essere utilizzati per tutte le forme, dimensioni e materiali dei componenti possibili. Qui: misurazione 3D di un micro-ingranaggio

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