Pruebas aceleradas de componentes en producción

Los procesos de fabricación cada vez más rápidos y las crecientes exigencias de calidad en la producción de álabes de turbina obligaron al prestigioso fabricante de turbomaquinaria Leistritz a introducir un nuevo proceso metrológico que ahorra tiempo. La demanda de inspecciones al 100% ya no podía satisfacerse económicamente con sistemas de medición táctiles. La integración del sistema de escaneado óptico CORE-DS de WENZEL ScanTec en el entorno de producción directa permite ahora una rápida inspección de componentes sin contacto. Leistritz pudo reducir los tiempos de medición en más de un 70% con CORE-DS.

Leistritz Turbomaschinen GmbH, con sede en Núremberg, está especializada en la fabricación de palas de turbina. Aproximadamente el 70% de ellos se suministran a la industria de la aviación. Los elevados estándares de calidad de Leistritz garantizan que cada pala de turbina sea inspeccionada antes de salir de la fábrica. Además de algunas máquinas de medición de coordenadas táctiles, se utilizan más de 200 dispositivos de medición. A pesar de este considerable uso de equipos de medición y prueba, la garantía de calidad era un cuello de botella en el proceso de producción. Para trasladar la eficacia de la producción también al control de calidad, se hizo inevitable la necesidad de integrar una nueva tecnología más rápida para inspeccionar las cuchillas.

El objeto medido es un álabe de turbina para motores de avión. La hoja tiene una altura de 50 mm con bordes de entrada y salida de sólo 120 µm de ancho. Anteriormente, las mediciones se realizaban con una máquina de medición de coordenadas táctil en una sala de medición independiente. Esta se encontraba en otro complejo de edificios. El transporte de las cuchillas fabricadas era muy lento y costoso. Además, el tiempo de medición con el MMC táctil fue de unos 20 minutos. La inspección del 100% de las cuchillas se convirtió así en un cuello de botella en la producción. La introducción de un nuevo método exigía que la raíz de la hoja y la hoja se inspeccionaran completamente en un único proceso de medición. Además, había que reducir considerablemente el tiempo de paso.

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Para reducir al mínimo el tiempo necesario, CORE-DS se integró directamente en el entorno de producción. Durante el proceso de medición, se escanean dos perfiles completos de la hoja y un perfil del pie. A partir de los datos de escaneado, se evalúan y analizan unas 90 características. En esta tarea de medición pueden aprovecharse óptimamente las propiedades del sensor puntual de luz blanca del CORE-DS. La exploración del perfil del pie incluye la detección de radios interiores con un tamaño de 0,3 mm. Con un sistema de medición táctil, los radios de este tamaño apenas pueden detectarse de forma estable. Mediante la medición óptica con un punto luminoso de 35 µm de diámetro, pueden detectarse con precisión incluso los radios más pequeños con una alta densidad de puntos. Este efecto también es evidente en la medición del perfil. Dado que los bordes de ataque y de salida tienen una anchura de sólo 120 µm, deben detectarse incluso los defectos más pequeños. Mientras que la bola palpadora de un sistema de medición táctil suaviza los defectos más pequeños como un filtro mecánico, el sensor óptico también detecta con fiabilidad estas desviaciones de forma. Además, la corrección del radio de la sonda que sería necesaria de otro modo ya no es necesaria, puesto que el punto luminoso detecta el punto de medición directamente en la hoja.

El proceso de medición está totalmente automatizado. Un robot carga el sistema de medición con los álabes de turbina rectificados procedentes de dos rectificadoras. Un proceso de trituración dura unos 11 minutos. Por lo tanto, el tiempo de medición requerido no podía superar los 5 minutos. Con CORE-DS, el ciclo de medición en Leistritz pudo reducirse significativamente para adaptarse con precisión al tiempo de ciclo de los centros de mecanizado correspondientes.

Otro reto de la medición de estas palas era el estado de la superficie del objeto que se iba a medir. El proceso de medición tiene lugar inmediatamente después de un proceso de rectificado. Por esta razón, las superficies de las cuchillas son muy brillantes. Dado que el proceso de medición está optimizado en el tiempo y totalmente automatizado, no es posible matear las superficies altamente reflectantes, por ejemplo, con spray de tiza. En las condiciones dadas, el sensor óptico del CORE-DS permite detectar completamente las palas de tierra sin tratamiento previo. El uso de luz blanca y de innovadores métodos de detección puntual permite reducir al mínimo la influencia de los reflejos.

Las ventajas de la CORE-DS también son evidentes en el dispositivo de sujeción utilizado. Para las mediciones con sistemas de medición táctiles, a menudo se requieren dispositivos relativamente complejos debido a las fuerzas de palpación resultantes. Esto puede suponer un gasto considerable, sobre todo con componentes pequeños. La medición óptica sin contacto de la hoja con el CORE-DS permite el uso de un sencillo dispositivo de sujeción funcional. La hoja sólo está fija en la base. La accesibilidad al componente no está restringida e incluso el perfil del pie puede seguir registrándose por completo.

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