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La tecnología se une a la metrología

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Con la ayuda de Bruker Alicona, MTU Aero Engines puede ahora medir rápida, fácil y automáticamente los radios y defectos de los componentes altamente especializados que fabrica para los modernos motores aeronáuticos de hoy en día.

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La medición y evaluación automática de los radios, chaflanes y bordes de rotura de los componentes de los motores de turbina es uno de los muchos criterios de la moderna garantía de calidad de MTU Aero Engines.

Actualmente se utilizan tres sistemas Cobot de Bruker Alicona para la medición del borde de ruptura. En la parte superior, las soluciones de medición óptica reemplazan a las técnicas de réplica de trabajo intensivo y a los métodos táctiles en la medición de defectos.

"Si hay una rebaba, ésta podría convertirse en un punto de peligro en el motor", comienza el planificador de inspecciones de la MTU, Michael Duffek, que es responsable conjuntamente del control de calidad de los componentes del motor de turbina. Para MTU, la medición y evaluación automatizada de los bordes, radios y chaflanes de los componentes del motor es una parte importante de la moderna y avanzada tecnología de medición.

Se miden componentes altamente especializados como las palas de las turbinas, los discos de las turbinas o los blisks, y suponen una serie de retos metrológicos. Estos incluyen, por ejemplo, la compleja geometría con flancos empinados, así como las diferentes propiedades de reflexión de los componentes.

Los diferentes reflejos de la superficie se producen debido a los diferentes procesos de fabricación, ya que las superficies a medir están recubiertas, y por lo tanto son mates o pulidas, y por lo tanto altamente reflectantes. Para que un sistema de medición sea adecuado, esto significa que no sólo debe ofrecer las opciones de automatización necesarias, incluida la evaluación conforme a las normas, sino que también debe ser capaz de medir geometrías complejas y de difícil acceso con tolerancias estrictas y superficies mate a reflectantes en alta resolución y repetibilidad. Otro requisito es la integración en un proceso de producción, incluida la integración en el entorno informático existente.

"Y todo tiene que ser rápido y sencillo", afirma Duffek, añadiendo a la lista de criterios que la MTU utiliza como base para evaluar continuamente a sus proveedores de equipos de medición.

Como resultado, hay ahora 15 sistemas de medición de Bruker Alicona en uso en las instalaciones de la MTU en todo el mundo, 11 de los cuales se encuentran en los centros de pruebas de la sede alemana en Munich. Aquí también se realiza la medición automatizada de los componentes de los motores de turbina, que se llevan a cabo con equipos de medición de la línea Cobot de Bruker Alicona.

Combinando los sensores con los robots

Los cobots son una combinación de un robot colaborativo de 6 ejes y un sensor óptico de medición tridimensional de alta resolución que se utiliza para la inspección automática de microgeometrías en grandes componentes. En la industria aeroespacial, la medición de los bordes desbarbados, también conocida como "medición de los bordes de rotura" en los discos y las carcasas de las turbinas son las aplicaciones más comunes.

"Los Cobots de Bruker Alicona están disponibles en el mercado desde 2017, e incluso entonces, no ha existido nada comparable, al menos no conocemos ningún sistema", dice Duffek. "Lo que los Cobots ya ofrecían hace tres años en el lanzamiento al mercado era único. Todos los demás fabricantes que evaluamos habrían tenido que empezar en la fase de desarrollo"

Ahora es un "experto en Cobot", porque bajo su dirección, se están utilizando actualmente en Munich tres sistemas para la medición automatizada de bordes, radios y defectos.

Los procesos de fabricación clásicos, como el torneado, el fresado y el amolado pueden dar lugar a la formación de rebabas y bordes afilados no deseados. Éstos representan puntos débiles estructurales en los que pueden producirse roturas o grietas en el material. Esto puede conducir en última instancia a un peligro potencial para el funcionamiento seguro de un motor, por lo que se imponen grandes exigencias al procesamiento de los bordes y a su ensayo y certificación.

Los cobots, que como todos los sistemas de medición de Bruker Alicona se basan en la variación del foco, son adecuados para este propósito en muchos sentidos. La tecnología óptica permite la medición de superficies altamente reflectantes a mates con flancos pronunciados e incluso captura geometrías con tolerancias en el rango de un dígito µm en alta resolución. Esto significa que incluso las más pequeñas desviaciones de forma pueden ser medidas de forma trazable. La evaluación se realiza automáticamente y de acuerdo con las normas comunes de la industria, por ejemplo, ASME.

Además, los Cobots son adecuados ya que tanto las mediciones de alta resolución como las de proceso estable van acompañadas de un fácil manejo del sistema, que está diseñado para el uso de varios operadores. El manejo, la medición y la evaluación por medio de rutinas de prueba programadas son fáciles de manejar.

"La enseñanza de los programas de medición con el joystick es intuitiva", es como la MTU resume la situación. Opcionalmente, las rutinas de medición también pueden ser definidas en el archivo CAD del componente usando una conexión CADCAM.

Venciendo los defectos

Otro campo de aplicación de los Cobots es la medición de defectos. La profundidad máxima de un defecto determina si un componente se reutiliza, repara o elimina como pieza defectuosa. Los métodos convencionales y manuales para la medición de defectos que utilizan técnicas de réplica, proyectores de perfiles y métodos táctiles como los sistemas de medición de contornos requieren mucha mano de obra y no pueden automatizarse.

"La tecnología de punta es muy importante para nosotros cuando se trata de la tecnología de medición", explica Duffek. "Usando la tecnología de medición óptica, somos más rápidos, más precisos y, sobre todo, capaces de procesar. Con Bruker Alicona también podemos medir automáticamente en un proceso CNC"

Cada vez más usuarios de Cobot en el sector aeroespacial utilizan la posibilidad de definir rutinas de medición directamente en el conjunto de datos CAD de un componente mediante una conexión CAD/CAM. Se miden y evalúan automáticamente varios cientos de posiciones de medición en una gran variedad de componentes, por ejemplo, en las carcasas de las turbinas. Esto también llevaría mucho más tiempo con los métodos convencionales, como el uso de técnicas de réplica. Según la MTU, esto supone una reducción de los costes de inspección de entre el 25% y el 50%.

www.alicona.com

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