Impiego della metrologia ottica per la fabbricazione e la riparazione di profili alari

07/2016I sistemi a proiezione di frange ATOS sono particolarmente adatti per il controllo qualità di superfici complesse di forma libera; pertanto vengono utilizzati per l’analisi di profili alari di motori di aeromobili, turbine terrestri a gas e a vapore e di sistemi di turbocompressori.

L’efficacia della metrologia ottica è stata dimostrata in diversi campi, in particolare nel la lavorazione di pale della ventola, pale e alette del compressore, componenti dello statore, rotori a palette integrate (blisk) e tamburi, alette di distribuzione e pale di turbina.

Molti profili alari sono prodotti lungo catene di processo che includono la pressofusione, la forgiatura, la fresatura e la rettifica. Nel controllo qualità lo scanner ottico ATOS 3D consente l’introduzione di nuovi prodotti così come l’analisi e l’accettazione finale in diverse tecnologie di produzione. ATOS misura in modo efficiente e accurato geometrie estremamente complesse, superfici di forma libera e caratteristiche di analisi specifiche per molteplici applicazioni. Mappe di deviazione a colori, analisi 2D e 3D di forma, posizione e spessore servono a quantificare gli effetti della ¬fabbricazione. Inoltre occorre ricordare che l’analisi ottica e a superficie intera del componente richiede molto meno tempo rispetto ai sistemi di tastatura tradizionali. Per profili alari forgiati ATOS viene usato principalmente per misurare stampi e i prodotti risultanti. Questo passaggio serve soprattutto a controllare la qualità di pale e alette del compressore per determinare con accuratezza lo spessore e le tolleranze del profilo. Inoltre, ATOS ha dato prova della sua efficienza nel controllo dell’usura e nelle operazioni di riparazione degli stampi durante le fasi di formatura e forgiatura.

Produzione adattiva con i dati di misura ATOS

Dall’unione tra i dati di misura 3D ad alta risoluzione e le tecnologie adattive CAD/CAM sono risultati diversi nuovi processi di fabbricazione e riparazione. ATOS può essere utilizzato, ad esempio, per misurare la quantità di sovrametallo su componenti fusi o forgiati. I dati di misura 3D di ATOS fungono da base per i programmi CAD/CAM per l’elaborazione dell’allineamento migliore e del percorso di lavorazione CNC e per la produzione dei profili alari.

Riparazione perfetta della superficie, senza lasciare tracce

ATOS viene usato per riparare componenti durante le operazioni di manutenzione, riparazione e analisi. A questo scopo, i dati ATOS servono a localizzare le zone danneggiate. Analizzando i dati di misura 3D e, grazie ai programmi CAD/CAM, è possibile calcolare i percorsi ottimali dell’attrezzatura per preparare la zona danneggiata, applicare e armonizzare il materiale di riparazione e infine poter riutilizzare il componente.

Funzioni specifiche del software per profili alari

Le caratteristiche di analisi dell’allineamento e della sezione 2D in GOM Inspect e GOM Inspect Professional comprendono tutti i tipi di misura tipici per i profili alari. Oltre alle funzioni di analisi standard e all’allineamento specifico per l’applicazione (come “6 Point Nested” e “Balanced Beam”), l’utente può creare principi di misura personalizzati per operazioni di analisi particolari. Grazie al principio di analisi personalizzato, il software semplifica in modo significativo il workflow in progetti con sezioni di analisi multiple. Le caratteristiche fondamentali sono l’approccio a linea media del profilo e quello a linea inversa dello scheletro che serve a determinare lo spessore basandosi sulla linea di curvatura perpendicolare alla sezione. Inoltre, il software include funzioni per il controllo delle circonferenze sul bordo del profilo o lo spessore massimo del profilo, così come le sezioni su base conica e la valutazione delle torsioni di profilo.

Da quando nel 1999 è stata introdotta la tecnologia di misura automatizzata ATOS, GOM ha sviluppato diverse tecnologie che hanno consentito ad ATOS di essere sempre più utilizzato per l’analisi finale dei profili alari: ATOS ScanBox, cella di misura virtuale, fotogrammetria automatizzata e Kiosk Interface. Questi strumenti consentono di creare processi affidabili con livelli di incertezza della misura che soddisfano i requisiti di analisi per profili alari.

Tuttavia ATOS deve il suo successo nel settore dell’analisi dei profili alari al fatto che è molto più rapido rispetto ai metodi con i tastatori convenzionali. Le analisi di profili alari dettagliate possono essere realizzate nella metà del tempo richiesto dalle tecnologie tradizionali. L’analisi della sezione 2D di profili alari con i tastatori - che è stata comunemente utilizzata fino a ora - verrà sostituita da tecniche di misura ottiche dell’intera superficie, garantendo un’analisi dei profili alari in 3D.