I leader del settore aerospaziale mitigano il rischio con i processi di produzione

Nel settore aerospaziale, nei viaggi nello spazio, produzione di turboprop o jet, un difetto, una misurazione errata o un piccolo errore può fare la differenza tra un lancio di successo e il fallimento della missione. È per questo che le aziende aerospaziali hanno i requisiti più rigorosi per la qualità e la precisione dimensionale.

Produrre parti aerospaziali che hanno un requisito di qualità così alto è estremamente impegnativo. Con le tradizionali ispezioni post-lavorazione, molte di queste parti si possono scartare o rilavorare completamente. Questo scarto e questa rilavorazione possono portare a sprechi di materiale, blocchi della linea di produzione e problemi di catena di approvvigionamento sia per l'OEM che per i fornitori collegati. Alla fine, questo porta a un aumento dei costi e a programmi in ritardo, risultati inaccettabili per qualsiasi leader di mercato.

Un modo per alleviare notevolmente questi problemi è l'uso di attrezzature metrologiche portatili come laser tracker, bracci CMM e software di metrologia 3D. L'attrezzatura si può usara per ispezionare rapidamente i primi articoli, controllare le dimensioni prelavorate e posizionare il pezzo grezzo per aiutare a garantire che la lavorazione si svolga senza problemi, evitando lo spreco di materiale, energia e tempo.

Molte parti aerospaziali sono grandi. Per questo motivo è possibile estendere il tempo di lavorazione di questi pezzi è molto alto e il tempo di rilavorazione . Per ridurre al minimo questo tempo di rilavorazione, molti operatori usano laser tracker 3D e software di metrologia per verificare la qualità del pezzo durante il processo di lavorazione. Questo è un enorme vantaggio, perché consente ai produttori di identificare i problemi non appena si presentano, assicurando che l'operatore possa rilavorare il pezzo prima e più velocemente, oltre a garantire la qualità del pezzo quando viene tirato fuori dalla macchina. A causa dei requisiti di alta precisione e delle grandi dimensioni del pezzo, la verifica in-process come questa è più facile quando è fatta con laser tracker 3D di alta qualità.

Secondo un recente caso studio, un'azienda aerospaziale ha scoperto che il suo flusso di lavoro di controllo della qualità si potrebbe eseguire "due volte più velocemente" con laser tracker 3D e software di metrologia rispetto a fare il lavoro senza.

Infine, l'attrezzatura di lavorazione si può anche calibrare usando i laser tracker. Il laser tracker può misurare la posizione effettiva della macchina rispetto alla posizione prevista durante l'intera corsa della macchina; queste informazioni si possono poi utilizzare per regolare i parametri di lavorazione per una produzione più precisa. Questo consente di migliorare la qualità delle future parti lavorate , riducendo i costi e i ritardi.

Dopo la lavorazione, l'assemblaggio delle parti in un'imbarcazione finale può essere ancora più impegnativo perché piccoli disallineamenti possono portare a difetti critici. Questa è un'area in cui le soluzioni metrologiche portatili, compresi i laser tracker e i bracci CMM portatili, possono essere estremamente potenti. Per ottimizzare la produzione e ridurre al minimo gli scarti, le organizzazioni aerospaziali usano queste soluzioni metrologiche per misurare la qualità dell'assemblaggio e regolarla con un feedback in tempo reale dal software di metrologia . Con questo processo, l'operatore può essere certo che l'assemblaggio finale avrà la giusta dimensione e non dovrà rielaborarlo in seguito. E quando è abbinato a un software potente con capacità di automazione, questo permette anche agli operatori di vari livelli di abilità di sentirsi sicuri nell'esecuzione dei loro compiti.

Questo mostra come e perché i laser tracker 3D e il software di metrologia sono assolutamente essenziali per il successo delle aziende del settore aerospaziale, sia assicurando che la qualità soddisfi gli standard più elevati, sia utilizzando strumenti più intelligenti per eliminare sprechi di tempo, scarti e problemi nella supply chain.

Tuttavia, affinché un'organizzazione possa implementare correttamente i laser tracker nel suo processo, ci sono alcuni requisiti essenziali . Gli OEM dovrebbero tenerli tutti in considerazione quando aggiornano e ottimizzano i loro flussi di lavoro.

Aspetti importanti di una soluzione laser tracker 3D per flussi di lavoro aerospaziali.

1. Portabilità
• La soluzione metrologica deve essere esattamente questo: portatile! Deve essere possibile trasportarla dove si svolge il lavoro. Non ha senso implementare una soluzione se questo significa aprire un intero nuovo laboratorio di controllo qualità che rallenterà le operazioni. I pezzi devono essere misurati e la qualità deve essere controllata sulla linea di produzione stessa per le operazioni più efficienti. Ecco perché i laser tracker e le CMM portatili sono una soluzione innovativa al particolare problema della qualità aerospaziale.
• Le parti e gli assemblaggi aerospaziali sono molto grandi e ingombranti. Spostare questi grandi oggetti verso il laboratorio di ispezione può richiedere molto tempo e il rischio di danni durante il trasporto è basso ma molto costoso. Avere uno strumento di misura portatile significa che gli OEM possono eseguire il controllo o l'assemblaggio assistito dalla metrologia direttamente dove si trova il pezzo, riducendo tempi, costi e rischi.
• Poiché la produzione non avviene tipicamente in uno spazio a temperatura controllata, la soluzione metrologica deve essere in grado di misurare con precisione i pezzi in quell'ambiente. L'hardware deve essere in grado di raggiungere la precisione desiderata in un'ampia gamma di temperature e umidità, compresa qualsiasi procedura di compensazione. Il software di metrologia intelligente deve anche avere algoritmi di compensazione della temperatura incorporati che si occupino dell'espansione/contrazione termica dei materiali al variare della temperatura. Quindi, se un'organizzazione deve costruire uno speciale laboratorio a temperatura controllata per la sua soluzione di controllo qualità, questo non acquisisce gli importanti vantaggi della metrologia portatile.
2. Raggio di misurazione
• Lo strumento di metrologia portatile deve avere la portata necessaria per misurare le dimensioni critiche del progetto. Soprattutto nel settore aerospaziale, i pezzi possono essere enormi, a volte fino a 80 metri per i veicoli di lancio o i grandi aerei, e richiedono quindi uno strumento con un'ampia portata. Naturalmente, per operazioni più piccole come la produzione di turboprop o piccoli business jet, le dimensioni dei pezzi potrebbero essere più piccole. Ma è ancora importante per i produttori assicurarsi che i loro laser tracker 3D abbiano la portata necessaria per i loro progetti passati e i potenziali progetti futuri.
• Per i pezzi più piccoli una CMM portatile può essere sufficiente, ma deve avere la portata necessaria per misurare l'intero volume.
• È inevitabile che gli OEM abbiano bisogno di spostare il dispositivo per coprire una parte o un assemblaggio molto grande. Spesso pensiamo che spostare un dispositivo possa degradare la precisione della rete di misura. Tuttavia, il software di metrologia intelligente può migliorare significativamente la precisione con capacità di raggruppamento della rete sfruttando la forma di incertezza specifica delle misure del laser tracker.
• Con gran parte del mondo aerospaziale che si sta spostando verso droni, EVTOL e progetti di aerei ecologici, non è sufficiente per gli OEM calcolare le loro esigenze metrologiche sulla base dei progetti passati. Le organizzazioni aerospaziali di domani devono tenere la mente aperta su ciò che i loro ingegneri e progettisti potrebbero inviare alla linea di produzione in futuro.
3. Raggiungere
• Oltre alla portata richiesta per i laser tracker 3D di un OEM, qualsiasi hardware scelga di portare nel suo flusso di lavoro deve essere in grado di raggiungere per sondare qualsiasi dimensione critica, pur mantenendo la massima precisione possibile.
• L'attrezzatura metrologica può essere spostata intorno al pezzo per ottenere una linea di vista e misurare aree difficili da raggiungere. Ma gli OEM del settore aerospaziale devono considerare che questo potrebbe rallentare il processo di produzione e considerare i costi e il ROI di conseguenza.
• Alcuni laser tracker sono dotati di estensioni che consentono di alleviare preoccupazioni di questo tipo. Per esempio, un laser tracker può avere una sonda aggiuntiva che può limitare gli spostamenti del dispositivo. Oppure può avere la capacità di integrare un braccio di una macchina di misura a coordinate portatile (CMM portatile) nel sistema di coordinate, eliminando così la necessità di spostare così tanto il pezzo.
4. Precisione
• Dopo aver preso in considerazione i tre fattori di cui sopra, è importante assicurarsi che l'attrezzatura metrologica raggiunga la precisione richiesta per controllare le tolleranze critiche sui pezzi.
• È essenziale testare e dimostrare qualsiasi strumento venga preso in considerazione nell'ambiente di produzione effettivo in cui un'organizzazione lo utilizzerà. Le aziende aerospaziali dovrebbero assicurarsi di consultare esperti nei settori pertinenti, sia all'interno che all'esterno della loro organizzazione, per confermare che i laser tracker 3D soddisfano gli standard di precisione per adattarsi ai loro flussi di lavoro.
• Al fine di rispettare gli standard interni o internazionali, le aziende aerospaziali che valutano una soluzione metrologica portatile dovrebbero confermare che le soluzioni che stanno considerando sono certificate secondo uno standard noto e tracciabile come ISO 10360-10.
5. Efficienza
• La scelta di un software di metrologia con strumenti dedicati su misura per i flussi di lavoro dei laser tracker è essenziale per ottenere la massima efficienza. Per esempio: una grande lettura digitale (DRO) fornisce un feedback in tempo reale per quando i lavoratori sono lontani dal computer, semplificando il processo di ispezione e assemblaggio.
• Parti e assiemi di grandi dimensioni significano grandi modelli CAD. La scelta del software di metrologia appropriato, uno che sia in grado di importare modelli CAD molto grandi nel loro formato di file nativo, nel più breve tempo possibile, pur consentendo una manipolazione agevole, è la chiave per un flusso di lavoro efficiente. La capacità di conservare tutte le informazioni del CAD originale, compresa la struttura ad albero, consente agli utenti di cercare nel modello CAD importato e di tagliare rapidamente i componenti non necessari per la verifica o l'assemblaggio.
• I potenti algoritmi di Geometric Dimensioning and Tolerancing (GD&T) integrati nel software di metrologia intelligente consentono un'analisi rapida e tolgono tempo all'operatore, che ora ha il tempo di decodificare i problemi poiché tutte le tolleranze vengono valutate automaticamente. Il software metrologico con definizione basata sul modello (MBD) consente di importare le informazioni GD&T direttamente dai modelli CAD, facendo risparmiare tempo all'operatore.

In definitiva, i laser tracker 3D sono strumenti incredibili che si possono implementare nei flussi di lavoro aerospaziali. Forniscono sia vantaggi a livello umano, assicurando il massimo livello di qualità nel reparto produzione, sia vantaggi organizzativi, ottimizzando il risparmio di tempo e riducendo al minimo gli scarti, le rilavorazioni e i materiali sprecati. Inoltre, dato che il mondo continua a innovare verso l'eliminazione delle emissioni di carbonio, tecnologie efficienti come i laser tracker sono un modo in cui l'industria aerospaziale può contribuire a raggiungere questo obiettivo.