Una tecnología de medición única en su género: la tomografía computarizada de WENZEL

El 1zu1 Prototypen GmbH & Co KG con sede en Dornbirn, Austria, fue fundada en 1996 por los socios directores Hannes Hämmerle y Wolfgang Humml.

En la actualidad, la empresa cuenta con 160 empleados, forma parte del grupo Prototal, que opera a nivel internacional, y produce prototipos, pequeñas series y piezas de serie para clientes de todo el mundo y para todos los sectores imaginables. En la fabricación, 1zu1 utiliza los procesos de impresión 3D más importantes, como el sinterizado láser y la estereolitografía. Cuando desarrolla nuevos componentes para sus clientes, a 1zu1 le gusta superar los límites de lo posible en términos de complejidad y precisión. La metrología desempeña un papel muy importante en la medición y comprobación de los detalles más finos y las tolerancias de forma y posición más ajustadas.

1zu1 lleva ya once años utilizando soluciones de medición óptica y produce varios cientos de informes de medición al año. "Conocemos muy bien los límites de la tecnología de medición óptica", explica el director general Wolfgang Humml. "Con el trasfondo de que los componentes que producimos son cada vez más complejos y pequeños, teníamos claro que queríamos dar el siguiente e innovador paso en la tecnología de medición y que las comparaciones de los resultados de las mediciones 3D con los conjuntos de datos 3D tenían que ser mejores y más precisas." Varios criterios fueron importantes en la búsqueda de una nueva solución de medición.

Tomografía computarizada industrial frente a la metrología óptica

La atención se centró en la precisión del resultado de la medición en toda la pieza en 3D y no sólo en la zona que puede captarse con la tecnología de medición óptica. En este caso, la tomografía computarizada industrial presenta claras ventajas. En comparación con las máquinas de medición táctil u óptica, el tomógrafo computarizado (TC) también puede medir las características internas con gran precisión de forma no destructiva. La tecnología de medición óptica tiene claramente sus límites, especialmente cuando se trata de medir componentes transparentes y piezas con superficies de espejo muy brillantes. La medición sin tratamiento previo con un spray antirreflectante de barrido láser no es posible con este tipo de piezas. Además, la precisión de medición requerida no puede alcanzarse con una aplicación por pulverización. Otra gran ventaja de la tomografía computarizada industrial es la rapidez de las exploraciones y la evaluación. Se pueden medir miles de puntos de medición en cuestión de segundos. Además, la realización de los llamados escaneos de paletas (varios componentes en un solo escaneo) ofrece un acortamiento de los ciclos del proceso y un aumento de la eficiencia económica.

Tras un amplio proceso de selección, 1zu1 eligió el sistema de TC exaCT L con 150kV de WENZEL Metrology GmbH en Wiesthal. "La incertidumbre de medición garantizada de +/- 5 µm, la convincente medición por TC de nuestras cinco piezas problemáticas de referencia y la impresionante precisión de las imágenes de superficie sin suavizado de software fueron finalmente decisivas para la compra", explica Humml. "Los resultados de las mediciones nos impresionaron tanto que nos alegramos de encargar la primera máquina construida con esta configuración y estamos contentos de tener el sistema en funcionamiento en nuestras instalaciones. Los tiempos de escaneo del sistema son impresionantemente rápidos, por lo que pudimos hacer unos 120 escaneos en horas normales de trabajo en las primeras tres semanas de funcionamiento". La gran eficacia de la solución CT permite agilizar los tiempos de desarrollo, lo que supone un ahorro de tiempo y dinero para el cliente final.

Además, la solución de TC de WENZEL ocupa el menor espacio de su clase a 150kV y también ofrece un volumen de exploración de 400 mm de altura y 235 mm de diámetro. "El deseo de conseguir el mayor volumen de medición posible con un tipo de máquina comparativamente pequeño era otro criterio de exigencia importante", subraya Humml. Además del reducido espacio que ocupa y el gran volumen de escaneado, la exaCT L ofrece otra gran ventaja: el transporte y el montaje no requieren romper puertas ni pasillos, lo que garantiza una instalación rápida y sin problemas, sin esfuerzo adicional. La exaCT L también es la mejor de su clase en cuanto a peso del sistema, con sólo 2.650 kg, lo que permite una mayor flexibilidad en cuanto a los lugares de instalación.

El exaCT L es el último desarrollo de la extensa serie exaCT de WENZEL. El sistema ganó el "Premio a la Innovación Global de Nuevos Productos 2020" de Frost & Sullivan a finales de 2020, basado en un análisis del mercado mundial de la tomografía computarizada industrial. "El exaCT L tiene un rendimiento de rayos X superior combinado con un detector rápido, lo que le permite medir rápidamente objetos y defectos", dijo Mariano Kimbara, analista industrial senior de Frost & Sullivan. "WENZEL ha dado un paso importante en el mercado con una interfaz de usuario intuitiva que automatiza todos los parámetros de medición con un software inteligente para proporcionar un sólido valor al cliente". "Los tres ejes de desplazamiento independientes proporcionan una gran flexibilidad y permiten altas velocidades y tiempos de medición e inspección cortos.

De la fabricación aditiva al mecanizado

Debido a su gran conciencia de calidad, 1zu1 tiene que resolver numerosas tareas de medición y comprobación para sus clientes: Evaluaciones dimensionales, compensación de la contracción y el alabeo, pruebas de inclusiones e impurezas, pruebas geométricas, análisis de ensamblaje (Multiscan) y supervisión de procesos (series de mediciones), los informes de mediciones y pruebas se presentan siempre de forma fácil y comprensible para el cliente.

Para ello, 1zu1 se apoya en tecnologías como la impresión 3D, el vacío de plástico y el moldeo por inyección, así como la fabricación mecánica. Una gran parte de la inversión de 1zu1 se destina a la fabricación aditiva. La empresa es líder mundial en este campo y desde 2020 es cliente piloto y socio de desarrollo de nuevas tecnologías de impresión 3D para EOS, uno de los principales proveedores mundiales de equipos para la impresión 3D industrial.

La tomografía computarizada industrial y la fabricación aditiva son dos tecnologías comparativamente jóvenes que pueden combinarse de forma excelente. Mientras que la "fabricación aditiva" permite crear nuevas estructuras, la garantía de calidad de estos novedosos productos se lleva a cabo mediante un TAC. A partir de estos resultados, se generan datos de corrección que pueden mejorar de forma decisiva tanto la precisión dimensional como la estabilidad mecánica de las piezas impresas en 3D. Especialmente las formas complejas creadas por la impresión 3D suelen plantear dificultades para los sistemas de medición convencionales. Sólo la tecnología CT permite el análisis no destructivo de los materiales y las pruebas de precisión dimensional.

"Lo que apreciamos de WENZEL es el asesoramiento competente y la capacidad de escucha en las ventas y la comprensión de nuestras necesidades y altas exigencias. Nuestra persona de contacto directo, Bernd Fleckenstein, nos hizo sentir en cada fase de la decisión que estábamos con el fabricante adecuado", afirma entusiasmado Wolfgang Humml. Para él, como director general, también fue convincente la aceptación preliminar del sistema, que fue acompañada por el Dr. Uwe Hilpert, director de productos de TC en WENZEL, quien pudo explicar la medición de cada uno de los píxeles del detector ultrarrápido de 7,5 megapíxeles de forma fundamentada y competente.

"La formación en TAC también la realizó el Dr. Hilpert en nuestras instalaciones de Dornbirn. Tras una semana de formación intensiva y una introducción en profundidad a la tecnología de TC, nuestros técnicos de medición estaban "listos para empezar", pero desde la primera tarea de medición estaban perfectamente equipados para manejar el sistema. Así es como las inversiones son divertidas y crean valor añadido para nosotros y nuestros clientes", resume el Director General Humml.

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Conclusión:

El tomógrafo computarizado industrial exaCT L es un dispositivo de prueba y medición de aplicación universal para optimizar los componentes y los procesos de producción. La solución de medición funciona con gran eficacia y con un importante valor añadido para el cliente. Los tiempos de desarrollo más rápidos ahorran tiempo y costes. Si es necesario realizar un análisis o una inspección de las estructuras internas, puede llevarse a cabo sin destruir el componente. Esto también conduce a tiempos de escaneo significativamente más rápidos y a un menor esfuerzo. Con un solo escaneo, se pueden realizar evaluaciones y análisis metrológicos a partir de los datos generados. Los resultados fiables de las mediciones se documentan de forma fácil y comprensible para el cliente. - He aquí una reflexión sobre el tema de la seguridad: incluso con bienes de consumo menos complejos que se venden en grandes cantidades, pueden producirse fallos que tienen consecuencias igualmente costosas para la retirada y la reputación de la empresa. El archivo de los resultados de las mediciones permite volver a analizarlos en caso de que se produzca un fallo para poder corregirlo rápidamente o para refutar una posible demanda.

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