13 agosto 2020
Un'attrezzatura modulare con localizzatori prodotta da manifattura additiva viene controllata su una CMM LK Metrology HC90 40.16.16 alla RapidFit, Leuven, Belgio.
I dispositivi di misura e di fissaggio modulari con localizzatori stampati in 3D rendono la sequenza della CMM più veloce e affidabile.
Il controllo della qualità è un aspetto in espansione della produzione, che rappresenta divisioni operative distinte per molti OEM e i loro fornitori di livello, e quindi rappresenta un particolare canale di competenza e innovazione. Gli sviluppi che avvengono nei test, nelle ispezioni e nel controllo di qualità di una catena di fornitura manifatturiera trovano molto rapidamente rilevanza in altri settori.
Rapidfit, un'azienda che si occupa di produzione additiva, ha utilizzato una macchina di misura a coordinate a braccio orizzontale (CMM) per controllare l'accuratezza delle attrezzature di misurazione e di tenuta personalizzate prodotte per l'uso nella produzione automobilistica. Utilizzando questo dispositivo, Rapidfit ha ridotto i costi e i tempi di consegna utilizzando la manifattura additiva per produrre localizzatori di pezzi che vengono aggiunti ai componenti standard delle attrezzature. Per i produttori e i fornitori del settore automobilistico, questa innovazione permette che la produzione di veicoli possa essere ulteriormente semplificata, in quanto le attrezzature possono essere realizzate con maggiore funzionalità e migliore ripetibilità.
Spesso, questo si ottiene incorporando elementi di serraggio complessi con contorni a forma libera che sono prodotti dalla lavorazione convenzionale. È costoso, richiede tempo e crea molto materiale di scarto. L'integrazione di meccanismi intelligenti a sgancio rapido che non danneggiano il componente trattenuto è un'altra possibilità. Anche gli elementi mobili come le cerniere possono essere stampati, così come le caratteristiche come le clip, i perni e i fori.
Le plastiche ad alta resistenza sono utilizzate per produrre i componenti, a volte con inserti in acciaio o boccole. In alternativa, le parti possono essere prodotte da polvere di nylon riempita di alluminio, permettendo di stampare elementi robusti che possono essere successivamente fresati e forati con una precisione di ± 0,05 mm.
Gli utenti delle attrezzature sono principalmente produttori di componenti in plastica e compositi per veicoli, da alloggiamenti relativamente semplici e leggeri o piccole parti in lamiera a pannelli completi della carrozzeria, cruscotti e paraurti. I clienti includono OEM automobilistici come Audi, Bentley, Lamborghini e Volvo, nonché importanti partner della catena di fornitura, come Mecaplast e Valeo.
Un tempo più breve dal ricevimento dell'ordine alla consegna dell'attrezzatura, specialmente quando sono coinvolte geometrie complesse, è il risultato di non dover programmare una fresatrice per rimuovere tipicamente il 90 per cento del materiale da una billetta di alluminio. Inoltre, non si perde tempo e denaro per fare una fusione e poi lavorarla. Gli utenti hanno più tempo e flessibilità per mettere a punto i loro progetti e rispettare le scadenze.
Un ulteriore vantaggio consiste nel fatto che i localizzatori e i contorni sono tipicamente la metà del peso rispetto ai loro equivalenti covenzionalmente lavorati, di conseguenza l'attrezzatura è più leggera e meno difficile da usare per gli operatori.
Un alto grado di modularità viene fornito utilizzando elementi di supporto standard, come la gamma Aluquick fornita da Horst Witte, per sostenere i localizzatori personalizzati stampati in 3D. Il sistema permette una facile modifica semplicemente sostituendoli, così i dispositivi possono essere riconfigurati in modo economico per adattarsi ai cambiamenti del design.
I prodotti brevettati forniti da Rapidfit sono di due tipi: i dispositivi di misurazione servono a ispezionare i componenti automobilistici dopo la produzione, per verificare la precisione dimensionale; mentre i dispositivi di supporto supportano i componenti mentre vengono costruiti in un veicolo e misurati utilizzando CMM o altre apparecchiature metrologiche. Entrambi i tipi forniscono una gestione completa della precisione dimensionale, che è vitale per la qualità complessiva dei veicoli che vengono assemblati.
La precisione è fondamentale - A sua volta, lo è anche il controllo della qualità delle attrezzature. Alla Rapidfit, a Leuven, in Belgio, c'era bisogno di una maggiore precisione nel controllo della calibrazione delle attrezzature, e per ottenere questo risultato è stato scelto e installato la CMM HC90 40.16.16 a braccio orizzontale di LK Metrology, insieme al software di programmazione e analisi multisensore CAMIO8 del produttore. La macchina di misura a coordinate consente un accesso quasi illimitato al suo campo di misura di 4 × 1,6 × 1,6 metri ed è dotata di guide in ceramica e cuscinetti ad aria per la stabilità ad alta velocità e accelerazione.
Facevano parte dell'installazione anche una testa motorizzata Renishaw PH10-MQ, indexata con attacco incassato sull'asse X e attacco autojoint, insieme a un tastatore a contatto TP200 e varie barre di prolunga. L'HC90 è alloggiata in una sala metrologica climatizzata e attualmente viene utilizzata per un solo turno di lavoro.
Stefan Roeding, marketing manager di Rapidfit, ha commentato: "I clienti accetteranno i risultati delle misurazioni solo se si fidano dell'attrezzatura che li genera. La precisione e la ripetibilità della CMM LK sono molto elevate per le sue grandi dimensioni. Può misurare due delle nostre attrezzature alla volta, con conseguente alta produttività nel reparto di ispezione.
"L'installazione della macchina è stata un grande passo avanti per assicurare la qualità dei nostri prodotti prima della consegna ed evitare costose rilavorazioni", ha continuato.
L'amministratore delegato Filip Dehing ha aggiunto: "Con una rete mondiale di vendita e supporto, la nostra azienda è in una posizione ideale per crescere diventando un partner preferito per le grandi aziende automobilistiche su scala globale e sfruttando appieno le nuove opportunità. Alla base di tutto questo c'è il nostro impegno per l'alta qualità. Il nostro reparto di collaudo con la CMM di LK Metrology 'respira' precisione, rendendola un importante strumento di marketing quando clienti e potenziali clienti ci fanno visita".
Massimizzare la CMM - Un tipico progetto in RapidFit inizia con l'invio da parte del cliente di un disegno CAD del componente da fissare e le istruzioni su come dovrebbe essere fissato per l'applicazione richiesta. L'attrezzatura viene costruita virtualmente in CATIA da uno dei progettisti di RapidFit, e gli elementi di localizzazione 3D vengono emessi come file STL in modo che possano essere prodotti dalla sinterizzazione laser a polvere manifattura additiva.
Dopo la stampa 3D, i localizzatori vengono assemblati con elementi di supporto standard e viene creato un programma di misurazione in CAMIO8 (offline, o anche fuori sede), che sfrutta al massimo la CMM per il controllo. Poiché ogni apparecchio è diverso, la facilità di programmazione basata sul file CAD originale è un vantaggio fondamentale.
Il programma viene trasferito a LK HC90 e il ciclo di ispezione viene eseguito per verificare che tutte le dimensioni dell'attrezzatura siano in tolleranza. Se sono necessarie delle modifiche, i tecnici modificano l'attrezzatura ed eseguono nuovamente il ciclo. Le modifiche al programma di misura possono essere fatte rapidamente in modalità di apprendimento, se necessario.
Il tempo di consegna per un'attrezzatura di media complessità è di tre o quattro settimane, anche se un'attrezzatura molto complessa può richiedere fino a sei settimane. Poi, il cliente viene invitato nella sala di misurazione RapidFit per l'accettazione e la firma.
Più recentemente, per controllare i contorni più velocemente, il produttore ha aggiunto la capacità di scansione laser alla CMM incorporando uno scanner laser Nikon Metrology LC15Dx. È intercambiabile con i tastatori ed entrambi sono supportati dal software CAMIO8 di LK. La tecnologia offre il doppio della risoluzione dei sistemi ottici basati su telecamera, quindi è adatta al controllo qualità delle attrezzature automobilistiche RapidFit. Sta quindi sostituendo le routine di tastatura relativamente lente nelle parti del ciclo che comportano la raccolta di dati a forma libera.
Fonte: American Machinists