Lo specialista dei cuscinetti accelera e migliora il controllo di qualità

Leader nel Regno Unito nella produzione di cuscinetti su misura e uno dei maggiori azionisti e distributori di cuscinetti a strisciamento e parti sinterizzate in Europa, Bowman International, con sede ad Abingdon, ha migliorato in modo significativo l'ispezione dei suoi prodotti con l'acquisto di una nuova macchina di misura a coordinate (CMM) costruita da LK Metrology, Castle Donington. Si tratta dell'ultimo investimento della Bowman dopo decenni di crescita continua, principalmente organica ma anche attraverso acquisizioni strategiche. Secondo l'amministratore delegato Paul Mitchell, che è entrato a far parte dell'azienda circa 15 anni fa, negli ultimi anni il fatturato generato dai mercati nazionali e mondiali è aumentato in modo significativo.

Bowman continua a investire in tecnologia e ad adottare una filosofia orientata alla qualità. Parte di questa progressione ha comportato l'introduzione di cuscinetti scomponibili di alta precisione e di importanza critica per la sicurezza, forniti, tra l'altro, ai settori automobilistico, aeronautico, della difesa, navale e ferroviario. La recente acquisizione del produttore di cuscinetti e alloggiamenti Criptic Arvis, vicino a Leicester, ha integrato lo stabilimento di produzione di Bowman a Kingswinford, incrementando la produzione e le vendite di cuscinetti speciali di classe ISO 7, che rappresentano una parte significativa del fatturato.

Non sorprende che la quantità di lavoro ad Abingdon affidata alla precedente CMM acquistata nel 2016 sia aumentata inesorabilmente. Tuttavia, il suo livello di affidabilità, unito a un aumento significativo della distribuzione dei prodotti, si stava rivelando impegnativo. L'apparecchiatura era inoltre lenta nel funzionamento e disponeva di una reportistica di base che richiedeva la stampa e la trascrizione dei risultati in un foglio di calcolo Excel. Dopo aver preso in considerazione le potenziali CMM sostitutive di cinque diverse fonti, Mitchell e Owen White, responsabile della qualità di Bowman, hanno scelto l'opzione LK, una Altera 10.7.5, dopo aver visitato lo stabilimento del produttore e aver assistito alle prove metrologiche eseguite su cuscinetti campione.

I prodotti standard acquistati necessitano generalmente solo di un controllo del primo articolo prima della consegna del lotto al cliente, quindi il carico di lavoro giornaliero sulla CMM è relativamente leggero. Al contrario, i cuscinetti su misura prodotti internamente richiedono normalmente cinque controlli per garantire la coerenza. Questa singola area di attività consuma quindi una parte significativa della capacità della CMM. A volte, quando si effettuano studi di capacità, è necessario misurare da 25 a 50 componenti. In un caso eccezionale, un cliente ha richiesto il controllo al 100% di 100 cuscinetti autolubrificanti in bronzo Oilite, che sono commercializzati in esclusiva nel Regno Unito e in Europa da Bowman.

In considerazione delle elevate precisioni in gioco, all'arrivo di Altera, all'inizio di aprile 2024, la sala di controllo qualità era stata ristrutturata abbassando il soffitto e installando una nuova unità di condizionamento dell'aria per consentire un controllo affidabile della temperatura a 20 ± 1 °C. L'accuratezza della CMM viene verificata ogni mattina, anziché con la frequenza abituale di una volta alla settimana, e poi controllata utilizzando un calibro ad anello calibrato UKAS. Il calibro e ogni lotto di cinque campioni di cuscinetti fabbricati sono posizionati con precisione sul tavolo di granito utilizzando fermi a forma di L, tagliati al laser e fissati a una piastra di base con una serie di fori e filettature. Alla piastra è attaccato anche un mandrino da tornio appositamente adattato ad Abingdon per tenere saldamente rondelle e altri oggetti di forma scomoda per il sondaggio. Sul retro si trova un rack di sonde a sei porte che consente di ispezionare i pezzi utilizzando più sonde in un unico ciclo automatico. Tra i componenti che possono trarre vantaggio dalla misurazione in questo modo vi sono cuscinetti alti e componenti complessi in plastica stampati in 3D, come le gabbie per cuscinetti in poliammide 11 e le guarnizioni per i cuscinetti divisi brevettati e progettati in proprio.

A differenza della vecchia CMM, che utilizzava solo sonde a contatto, la nuova piattaforma di ispezione di LK si distingue per la fornitura di una sonda di scansione SP25M oltre a una serie di sonde convenzionali, tutte da utilizzare su una testa di indexaggio motorizzata PH10M Plus. Per consentire la scansione tattile, l'analisi dei dati e la creazione di report, LK ha fornito il proprio software multisensore CAMIO 2024 R1 e il modulo di scansione a 3 assi interfacciato al controllore NMC300.

Come ha sottolineato il signor White, "su uno dei nostri cuscinetti da 20 mm di diametro, ad esempio, eravamo soliti misurare 12 punti intorno alla parte superiore e inferiore dell'ID. Ora rileviamo più di 100 punti in un tempo più breve, il che ci dà un'idea molto più precisa non solo della precisione del pezzo, ma anche della forma complessiva del foro".

Ha aggiunto che con la capacità di rilevamento multiplo fornita dalla testa di indicizzazione e dal software, sarebbe facile incorporare un sensore di scansione laser nel sistema metrologico. Ciò sarà vantaggioso se in futuro sarà necessario ispezionare parti complesse realizzate con due macchine di stampa 3D in plastica Hewlett-Packard presenti in loco. Installate nel 2018, forniscono regolarmente un servizio di additive manufacturing bureau oltre a costruire pezzi per uso interno.

In generale, le attività di controllo qualità alla Bowman sono state accelerate lungo tutta la catena del processo, sia per il controllo ID/OD, sia per la verifica della concentricità, della circolarità, della planarità o della posizione degli elementi. La programmazione in CAMIO richiede la metà del tempo, tra i 15 e i 20 minuti, rispetto alla precedente CMM, e i cicli di misura, di circa cinque-sei minuti, sono altrettanto più brevi. Il software LK riduce anche il tempo di produzione dei rapporti di ispezione per i clienti a mezz'ora, con una velocità di almeno due volte e fino a quattro volte.

Il signor White ha anche raccontato la sua positiva esperienza di formazione individuale a Castle Donington, svolta mentre la CMM veniva installata ad Abingdon. Non solo l'ambiente di apprendimento è stato eccellente, ma la natura personalizzata dell'istruzione ha permesso di concentrarsi sui principi di misura applicabili ai cuscinetti, piuttosto che sulla metrologia generale di utilità marginale che avrebbe comportato la formazione in classe. Il livello di conoscenza acquisito gli ha permesso di formare facilmente un altro membro del personale al suo ritorno alla Bowman. Se uno di loro si imbatte in un aspetto sconosciuto nella preparazione di un lavoro per l'ispezione o nell'esecuzione di un ciclo, l'helpdesk di LK è in grado di fornire un supporto rapido.

Mitchell ha concluso: "Abbiamo migliaia di linee di prodotti e siamo orgogliosi della nostra ampia disponibilità di magazzino, dell'innovazione, della superiorità tecnica e della consegna entro il giorno successivo. La capacità della CMM LK di migliorare la velocità e il controllo della qualità dei nostri cuscinetti è estremamente importante per noi".

"Il fatto che il fornitore sia un produttore britannico è stato un vero punto a favore, in quanto l'Altera era disponibile ex-stock e poteva essere consegnato rapidamente. L'esistenza dello stabilimento di LK nel Regno Unito significa anche che un elevato livello di competenza locale e di assistenza è a portata di mano. Dopo aver utilizzato regolarmente la nuova CMM per molti mesi, riteniamo che la nostra decisione di acquisto sia stata del tutto giustificata".