In qualità di istituto di ricerca interdisciplinare, l'SPSM collabora con rinomati partner europei, come il tedesco Fraunhofer IPA (Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation) o il britannico 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 misurazione, il Sino British Center on Smart Metrology and Quality Assurance. Questo centro è caratterizzato dal massimo orientamento all'utente e da attrezzature tecnologiche all'avanguardia per i partner del progetto e i clienti dell'industria. "Vogliamo utilizzare la metrologia di alta precisione per sviluppare e far progredire nuove tecnologie di produzione", spiega la responsabile della metrologia Yu Quin a proposito della missione del centro. È lei a decidere quali sistemi e tecnologie di misura applicare. "Nel nostro centro di misura lavoriamo con le tecnologie più consolidate e con i fornitori più rinomati", afferma. Una parte importante della gamma di prodotti è il servizio di misura per i clienti, ad esempio, della costruzione di utensili e stampi, dell'industria automobilistica e dell'aviazione. Essi si rivolgono al team di Yu Quin quando è necessario verificare componenti complessi con dettagli superficiali minimi 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.
Verifica della precisione dimensionale e della 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 altrettanto elevata. "Prima di Bruker Alicona, lavoravamo con un sistema confocale che però non offriva questa indipendenza dai componenti. La distanza di lavoro era troppo bassa e molti componenti non potevano essere misurati con una qualità di misura sufficiente", afferma Quin. Anche rispetto ai sistemi di misura tattile, Quin preferisce chiaramente la tecnologia senza contatto di Focus-Variation. "Alcuni componenti hanno un rivestimento così sottile e sensibile che li danneggeremmo con uno stilo". Oltre a un'ampia gamma di applicazioni, l'autrice vede un altro vantaggio nelle apparecchiature di misura 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: Misurare la geometria e la rugosità degli utensili PCD
Un utensile PCD è uno dei tanti esempi che dimostrano come sia la qualità della superficie che le caratteristiche geometriche abbiano un impatto sulla funzionalità di un componente. La verifica dei parametri di forma comprende il raggio, la spoglia, gli angoli di truciolo e di spoglia, nonché la scheggiatura. Queste caratteristiche determinano la durata dell'utensile diamantato, mentre i parametri di rugosità sulla superficie del truciolo e del gioco 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 di focalizzazione-variazione basato sull'area, consente di misurare in modo tracciabile i più piccoli dettagli della superficie. Questo vale anche per le complesse proprietà geometriche di un utensile PCD, che presenta fianchi ripidi e diverse proprietà di riflessione.
Industria automobilistica: Test di tenuta delle valvole
Anche per le valvole, sia l'accuratezza dimensionale che la qualità della superficie influiscono sulla tenuta richiesta. In questo caso, la rotondità e la rugosità delle superfici di contatto devono essere verificate con precisione, perché anche minime deviazioni di rotondità nell'ordine di una sola cifra di µm possono avere un effetto negativo sulla tenuta. "Con Bruker Alicona, possiamo misurare facilmente caratteristiche geometriche difficilmente accessibili con altri metodi", afferma Yu Quin. "Anche i fianchi ripidi e le piccole geometrie delle sedi delle valvole sono misurabili, a differenza di quanto avviene con altri dispositivi di misura". Anche le tolleranze di forma e posizione possono essere facilmente verificate".
Aviazione: Geometria del bordo di rottura e del foro di raffreddamento
Una delle richieste più frequenti dell'industria aeronautica è la misurazione dei bordi di rottura dei componenti dei motori a turbina. I bordi lavorati o arrotondati devono rientrare in tolleranze strettamente definite e le geometrie da misurare sono spesso di pochi decimi di millimetro. La variazione della messa a fuoco è adatta a questo scopo da diversi punti di vista. Permette di misurare aree molto lucide con fianchi ripidi e cattura la geometria con un'alta risoluzione, consentendo di misurare con precisione anche le più piccole deviazioni di forma. "Oltre alla misurazione dei bordi di rottura, riceviamo sempre più richieste per la misurazione della geometria del foro di raffreddamento", afferma Yu Quin. A suo avviso, la verifica geometrica dei fori di raffreddamento è una disciplina di punta della metrologia. "Oltre a una tecnologia in grado di misurare la geometria e la posizione dei fori di raffreddamento rispetto a un sistema di riferimento, questa applicazione richiede un'elevata domanda di automazione. Conosciamo attività di misura in cui devono essere verificati fino a 500 fori di raffreddamento in posizioni diverse". Il centro vede in Bruker Alicona un fornitore adatto anche in questo settore e si discute di un ampliamento dei sistemi di misura esistenti con soluzioni adeguate. La macchina di misura ottica a micro coordinate µCMM, adatta a questo compito di misura, sarà presto disponibile presso il Centro di Metrologia della SPSM.
L'automazione è fondamentale per il monitoraggio della produzione con dati in tempo reale
Yu Quin ritiene che l'automazione, la produzione in rete e l'analisi dei dati di misura siano le tendenze più significative della tecnologia di misura per il futuro. "I vantaggi decisivi nella competizione per le tecnologie di produzione efficienti di pezzi complessi sono l'automazione e il collegamento in rete", afferma Yu Quin, "È così che si possono ottenere dati di processo in tempo reale per la pianificazione della produzione adattiva e l'ottimizzazione della produzione". Bruker Alicona è un partner prezioso per questo progetto, in quanto fornisce soluzioni di automazione collaudate, compreso il collegamento in rete con i sistemi di produzione e IT esistenti. Sono quindi in cantiere progetti futuri. Si può dire che si tratta di opportunità promettenti per i clienti e i partner di progetto della Shanghai Manufacturing Platform for Smart Manufacturing.
