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Inspección de piezas mecanizadas
PIEZAS MECANIZADAS
inspección a partir del modelo CAD mediante perfilometría 3D
El autor:
Duanjie Li, Doctor en Filosofía
Revisado por
Jocelyn Esparza
INTRODUCCIÓN
La demanda de mecanizado de precisión capaz de crear geometrías complejas ha ido en aumento en todo un espectro de industrias. Desde el sector aeroespacial, el médico y el automovilístico, hasta los engranajes tecnológicos, la maquinaria y los instrumentos musicales, la innovación y la evolución continuas elevan las expectativas y los niveles de precisión a nuevas cotas. En consecuencia, asistimos al aumento de la demanda de técnicas e instrumentos de inspección rigurosos para garantizar la máxima calidad de los productos.
Importancia de la perfilometría 3D sin contacto para la inspección de piezas
La comparación de las propiedades de las piezas mecanizadas con sus modelos CAD es esencial para verificar las tolerancias y el cumplimiento de las normas de producción. La inspección durante el tiempo de servicio también es crucial, ya que el desgaste de las piezas puede exigir su sustitución. La identificación de cualquier desviación de las especificaciones requeridas a tiempo ayudará a evitar costosas reparaciones, paradas de producción y una reputación deteriorada.
A diferencia de una técnica de sonda táctil, NANOVEA Perfiladores ópticos realice escaneos de superficies 3D sin contacto, lo que permite mediciones rápidas, precisas y no destructivas de formas complejas con la mayor precisión.
OBJETIVO DE MEDICIÓN
En esta aplicación, mostramos el NANOVEA HS2000, un perfilador 3D sin contacto con un sensor de alta velocidad, que realiza una inspección superficial completa de la dimensión, el radio y la rugosidad.
Todo en menos de 40 segundos.
NANOVEA
HS2000
MODELO CAD
Una medición precisa de la dimensión y la rugosidad de la superficie de la pieza mecanizada es fundamental para asegurarse de que cumple las especificaciones, tolerancias y acabados superficiales deseados. A continuación se presentan el modelo 3D y el dibujo de ingeniería de la pieza que se va a inspeccionar.
VISTA DE COLOR FALSO
La vista en falso color del modelo CAD y la superficie de la pieza mecanizada escaneada se comparan en la FIGURA 3. La variación de altura en la superficie de la muestra puede observarse por el cambio de color.
Se extraen tres perfiles 2D del escaneo de la superficie 3D, como se indica en la FIGURA 2, para verificar aún más la tolerancia dimensional de la pieza mecanizada.
COMPARACIÓN DE PERFILES Y RESULTADOS
Los perfiles 1 a 3 se muestran en las FIGURAS 3 a 5. La inspección cuantitativa de la tolerancia se lleva a cabo comparando el perfil medido con el modelo CAD para mantener los rigurosos estándares de fabricación. El Perfil 1 y el Perfil 2 miden el radio de diferentes zonas de la pieza curvada mecanizada. La variación de altura del Perfil 2 es de 30 µm en una longitud de 156 mm, lo que cumple el requisito de tolerancia deseado de ±125 µm.
Al establecer un valor límite de tolerancia, el software de análisis puede determinar automáticamente el aprobado o el suspenso de la pieza mecanizada.
La rugosidad y la uniformidad de la superficie de la pieza mecanizada desempeñan un papel importante para garantizar su calidad y funcionalidad. La FIGURA 6 es una superficie extraída del escaneo de la pieza mecanizada que se utilizó para cuantificar el acabado de la superficie. La rugosidad superficial media (Sa) se calculó en 2,31 µm.
CONCLUSIÓN
En este estudio, hemos mostrado cómo el perfilador sin contacto NANOVEA HS2000, equipado con un sensor de alta velocidad, realiza una inspección superficial completa de las dimensiones y la rugosidad.
Los escaneos de alta resolución permiten a los usuarios medir la morfología detallada y las características de la superficie de las piezas mecanizadas y compararlas cuantitativamente con sus modelos CAD. El instrumento también es capaz de detectar cualquier defecto, incluidos arañazos y grietas.
El análisis avanzado de contornos sirve como una herramienta inigualable no sólo para determinar si las piezas mecanizadas satisfacen las especificaciones establecidas, sino también para evaluar los mecanismos de fallo de los componentes desgastados.
Los datos mostrados aquí representan sólo una parte de los cálculos posibles con el software de análisis avanzado que viene equipado con cada NANOVEA Optical Profiler.
