No setor aeroespacial — seja de viagens espaciais, turboélices ou fabricação de jatos — um defeito, uma medição errada ou um pequeno erro podem ser a diferença entre um lançamento bem-sucedido e o fracasso da missão. Por isso, as empresas aeroespaciais têm os mais rigorosos requisitos de qualidade e precisão dimensional.
A fabricação de peças aeroespaciais que têm uma exigência de qualidade tão alta é extremamente desafiadora. Com as tradicionais inspeções pós-usinagem, muitas dessas peças podem precisar ser completamente descartadas ou retrabalhadas. Esse refugo e retrabalho podem levar ao desperdício de material, paradas na linha de produção e problemas na cadeia de suprimentos, tanto para os fabricantes quanto para os fornecedores associados. No final, isso causará um aumento do custo e atraso dos programas, resultados inaceitáveis para qualquer líder de mercado.
Uma maneira de aliviar muito esses problemas é usar equipamentos portáteis de metrologia como laser trackers, braços de máquinas de medição por coordenadas e softwares de metrologia em 3D. O equipamento pode ser usado para inspecionar rapidamente os primeiros protótipos, verificar as dimensões pré-usinadas e posicionar a peça bruta para ajudar a garantir que a usinagem ocorra sem problemas, evitando o desperdício de material, energia e tempo.
Muitas peças aeroespaciais são grandes. Por isso, o tempo de usinagem dessas peças é muito alto e o tempo de retrabalho pode ser longo. Para minimizar esse tempo de retrabalho, muitos operadores usam laser trackers 3D e softwares de metrologia para verificar a qualidade da peça durante o processo de usinagem. Este é um enorme benefício, pois permite aos fabricantes identificar problemas à medida que eles surgem, garantindo que o operador possa retrabalhar a peça com maior antecedência e rapidez, além de garantir a qualidade da peça quando for retirada da máquina. Devido aos requisitos de alta precisão e ao tamanho das peças, uma verificação como esta durante o processo é mais fácil quando é feita com laser trackers 3D de alta qualidade.
De acordo com um recente estudo de caso, uma empresa aeroespacial constatou que seu fluxo de trabalho de controle de qualidade poderia ser realizado “duas vezes mais rápido” com laser trackers 3D e softwares de metrologia , quando comparado ao trabalho sem esses recursos.
Por fim, o equipamento de usinagem também pode ser calibrado com o uso de laser trackers. O laser tracker pode medir a posição real da máquina em relação à posição desejada ao longo de todo o percurso da máquina. Essa informação pode então ser usada para ajustar os parâmetros de usinagem para uma fabricação mais precisa. Isso ajudará a melhorar a qualidade das futuras peças usinadas, reduzindo custos extras e atrasos no cronograma.
Após a usinagem, a montagem das peças em uma aeronave final pode ser ainda mais desafiadora porque pequenos desalinhamentos podem levar a defeitos graves. Essa é uma área em que soluções de metrologia portáteis, como laser trackers e braços portáteis de máquinas de medição por coordenadas, podem ser extremamente poderosos. Para maximizar a produção e minimizar o desperdício, as organizações aeroespaciais usam essas soluções de metrologia para medir a qualidade da montagem e ajustá-la com o feedback em tempo real do software de metrologia . Com esse processo, o operador pode ter certeza de que a montagem final terá a dimensão correta e não terá que ser retrabalhada posteriormente. E, quando combinado com um poderoso software com capacidade de automação, isso ainda permite que os operadores de vários níveis de habilidade se sintam confiantes na execução de suas tarefas.
Isso mostra como e por que os laser trackers 3D e softwares de metrologia são absolutamente essenciais para o sucesso das empresas aeroespaciais, tanto assegurando que a qualidade atenda aos mais elevados padrões como também utilizando ferramentas mais inteligentes para eliminar o desperdício de tempo, refugos e problemas na cadeia de suprimentos.
Entretanto, para que uma organização implemente laser trackers em seu processo com sucesso, existem alguns requisitos essenciais. Os fabricantes de equipamentos originais devem levar tudo isso em consideração quando atualizarem e otimizarem seus fluxos de trabalho.
Aspectos importantes de uma solução de laser tracker 3D para fluxos de trabalho aeroespaciais.
- Portabilidade
- A solução de metrologia deve ser exatamente isso: portátil! Deve ser capaz de ser transportada para onde o trabalho está ocorrendo. Não adianta implementar uma solução se isso significa abrir um laboratório de controle de qualidade totalmente novo que desacelerará as operações. As peças precisam ser medidas e a qualidade precisa ser verificada na própria linha de produção para ter as operações mais eficientes possíveis. Por isso, os laser trackers e as máquinas de medição por coordenadas portáteis são uma solução inovadora para o problema específico da qualidade aeroespacial.
- As peças e os conjuntos aeroespaciais são muito grandes e volumosos. A movimentação desses grandes objetos para o laboratório de inspeção pode ser demorada e o risco de danos durante o transporte é baixo, mas muito caro. Ter um equipamento de medição portátil significa que os fabricantes podem realizar a inspeção ou montagem auxiliada por metrologia diretamente onde a peça está, reduzindo o tempo, o custo e os riscos.
- Como a fabricação normalmente não acontece em um espaço com temperatura controlada, a solução de metrologia deve ser capaz de medir com precisão as peças naquele ambiente. O hardware deve ser capaz de atingir a precisão desejada em uma ampla faixa de temperatura e umidade, incluindo qualquer procedimento de compensação. O software de metrologia inteligente também deve ter algoritmos de compensação de temperatura incorporados, cuidando da expansão/contração térmica dos materiais à medida que a temperatura muda. Novamente, se uma organização tiver que construir um laboratório especial com temperatura controlada para sua solução de controle de qualidade, ela não vai aproveitar os importantes benefícios da metrologia portátil.
- Alcance
- A ferramenta de metrologia portátil deve ter o alcance necessário para medir as dimensões essenciais do projeto. Especialmente quando se trata da área aeroespacial, as peças podem ser enormes, às vezes com até 80 metros para veículos de lançamento ou aviões de grande porte, exigindo assim uma ferramenta com amplo alcance. Naturalmente, para operações menores como turbopropulsores ou fabricação de jatos comerciais de pequeno porte, o tamanho das peças pode ser menor. Mas ainda é importante para os fabricantes garantir que seus laser trackers 3D tenham o alcance necessário para seus projetos anteriores e potenciais projetos futuros.
- Para peças menores, uma máquina de medição por coordenadas portátil pode ser suficiente, mas deve ter o alcance necessário para medir o volume total.
- É inevitável que os fabricantes necessitem mover o dispositivo para cobrir uma peça ou conjunto muito grande. Muitas vezes, pensamos que mover um dispositivo pode deteriorar a precisão da rede de medição. Entretanto, o software de metrologia inteligente pode melhorar significativamente a precisão com a capacidade de agrupamento da rede, aproveitando a forma de incerteza específica das medições do laser tracker.
- À medida que grande parte do universo aeroespacial também muda para o projeto de drones, EVTOLs e de aeronaves ecológicas, não é suficiente os fabricantes calcularem suas necessidades de metrologia com base em projetos anteriores. As organizações aeroespaciais de amanhã precisam manter a mente aberta quanto ao que seus engenheiros e projetistas poderão enviar para o chão de fábrica da linha de produção no futuro.
- Alcance
- Além do alcance exigido para os laser trackers 3D dos fabricantes, qualquer hardware que escolherem levar para seu fluxo de trabalho deve ter alcance suficiente para examinar qualquer dimensão importante, mantendo a maior precisão possível.
- O equipamento de metrologia pode ser realocado ao redor da peça para obter linha de visão e medir áreas de difícil acesso. Mas os fabricantes aeroespaciais precisam considerar que isso pode desacelerar o processo de fabricação e levar em conta o custo e o retorno do investimento de acordo com a situação.
- Alguns laser trackers contêm extensões para ajudar a diminuir preocupações desta natureza. Por exemplo, um laser tracker pode ter um apalpador adicional que consegue limitar os movimentos do dispositivo. Ou pode ter a capacidade de integrar um braço de medição por coordenadas portátil (PCMM) ao sistema de coordenadas, eliminando assim a necessidade de mover tanto a peça.
- Precisão
- Após levar em consideração os três fatores acima, é importante assegurar que o equipamento de metrologia atinja a precisão necessária para inspecionar as tolerâncias essenciais nas peças.
- É essencial testar e demonstrar quaisquer ferramentas que estejam sendo consideradas no ambiente real de fabricação que uma organização utilizará. As empresas aeroespaciais devem certificar-se de consultar especialistas nas áreas relevantes, tanto dentro como fora de sua organização, para confirmar se os laser trackers 3D atendem aos padrões de precisão e se enquadram em seus fluxos de trabalho.
- Para cumprir padrões internos ou internacionais, as empresas aeroespaciais que avaliam uma solução de metrologia portátil devem confirmar se as soluções que estão considerando são certificadas por uma norma conhecida e rastreável, como a ISO 10360-10.
- Eficiência
- A escolha de um software de metrologia com ferramentas dedicadas e adaptadas aos fluxos de trabalho dos rastreadores a laser é essencial para obter a mais alta eficiência. A título de exemplo: uma grande leitura digital (DRO) fornece feedback em tempo real para quando os trabalhadores estão longe do computador, simplificando o processo de inspeção e montagem.
- Grandes peças e montagens significam grandes modelos CAD. Escolher o software de metrologia apropriado (que seja capaz de importar modelos CAD muito grandes em seu formato de arquivo nativo, no tempo mais rápido, mas ainda permitindo manipulação tranquila) é a chave para um fluxo de trabalho eficiente. A capacidade de preservar todas as informações do CAD original, incluindo a estrutura em árvore, permite aos usuários pesquisar no modelo CAD importado e ajustar rapidamente componentes desnecessários para inspeção ou montagem.
- Algoritmos de Dimensionamento Geométrico e Tolerância (GD&T) poderosos integrados no software de metrologia inteligente permitem uma análise rápida e removem o incômodo do operador, que agora tem tempo para decodificar os problemas, já que todas as tolerâncias são avaliadas automaticamente. O software de metrologia com definição completa baseada em modelos (MBD) permite a importação de informações GD&T diretamente dos modelos CAD, economizando tempo para o operador.
Por fim, os laser trackers 3D são ferramentas incríveis que podem ser implementadas em fluxos de trabalho aeroespacial. Eles proporcionam tanto benefícios humanos, assegurando o maior nível de qualidade no chão de fábrica, quanto benefícios organizacionais, maximizando a economia de tempo e minimizando sucata, retrabalho e desperdício de materiais. Além disso, conforme o mundo continua a inovar em direção à emissão zero de carbono, tecnologias eficientes como laser trackers são uma forma de a indústria aeroespacial poder ajudar a fazer sua parte para atingir esse objetivo.