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Cómo puede la metrología óptica mejorar el sector metalúrgico

Una guía para el mecanizado de mejores piezas fundidas

Melted metal in foundry

Producción de piezas fundidas en el sector metalúrgico

 

Elaborar piezas fundidas es un proceso elaborado en el que cada fase juega una función crítica en la creación de piezas finales que cumplan los requisitos de los clientes. Así, la contribución del sector metalúrgico al proceso de producción es imperativa y esencial. Debe producir piezas fundidas brutas con suficiente material para el proceso de mecanizado, de forma que las piezas finales cumplan con los estándares de inspección, y debe conseguirlo minimizando además el tiempo de inspección y los costes asociados con las piezas rechazadas.

  • ¿Cómo se pueden identificar piezas fundidas brutas con posibles problemas que puedan no presentar suficiente material para el proceso de mecanizado?
  • ¿Cómo se pueden comprar perfiles de superficie enteros, no solo puntos discretos, para asegurar que las piezas se ajusten a las tolerancias requeridas?
  • ¿Cómo se puede obtener la información necesaria para marcar las piezas fundidas como aptas o no aptas antes de invertir más tiempo y dinero en ellas?

Este artículo pretende ilustrar los diferentes retos a los que se enfrenta el sector metalúrgico a la hora de mecanizar piezas fundidas, destacar cómo permite la metrología óptica inspeccionar más piezas fundidas antes y después del mecanizado y, finalmente, describir cómo se puede acortar el tiempo de inspección y los costes de producción asociados con la chatarra. El objetivo es, por supuesto, producir piezas de mejor calidad.

3D scanner HandySCAN getting data to VXinspect

Inspección de piezas fundidas con metrología óptica en un entorno de producción 

Desafíos

Producir piezas implica mecanizar piezas fundidas brutas. Sin embargo, sólo las superficies de las piezas fundidas con importantes funciones mecánicas requieren el mecanizado. Para optimizar y garantizar una mejor calidad de mecanizado, estas superficies deben tener suficiente material; de lo contrario, los contactos mecánicos podrían ser defectuosos y no cumplirse las tolerancias.

Por lo tanto, el sector productor reconoce los beneficios de inspeccionar piezas fundidas antes y después del mecanizado. Antes del mecanizado basta con medir las dimensiones y validar si la cantidad de material es suficiente en superficies concretas. Tras el mecanizado, obtener una visión global de todas las piezas fundidas e inspeccionar la superficie completa. El objetivo es, por supuesto, producir piezas que cumplan las tolerancias requeridas.

Sin embargo, algunos fabricantes llegan a inspeccionar el molde para producir mejores piezas fundidas brutas. ¿Acaso tener un molde nominal, construido con arreglo al diseño asistido por ordenador (CAD) no es un requisito previo para obtener una pieza final nominal? Desafortunadamente, no.

Al producir piezas fundidas entran en juego muchos fenómenos imprevisibles, como el encogimiento. Dado que la fusión de metales es un fenómeno complejo, el proceso de producción no sigue una ruta lineal y repetible desde el molde hasta la pieza final.

Los clientes piden piezas perfectas, según las especificaciones y cumpliendo con las tolerancias, no moldes perfectos. Por lo tanto, siempre es preferible inspeccionar primero las piezas (no los moldes) y, después, realizar cambios en el troquel si no se cumplen las especificaciones. Controlar la calidad de todas las estaciones del proceso de producción es un proyecto ambicioso. Muchos fenómenos imprevisibles difíciles de controlar hacen imposible predecir el resultado final antes de tener las piezas en la mano.

Mecanizar piezas fundidas que no tengan suficiente material dará como resultados la producción de piezas que no cumplan los requisitos de los clientes. Enviar piezas no conformes a los clientes en grandes cantidades puede dar lugar a problemas legales y financieros. Para protegerse, los clientes piden informes de inspección de calidad de cada pieza. Y ahí es donde la metrología óptica puede ser de gran ayuda para el sector metalúrgico.

Solución: Metrología óptica

Con la metrología óptica, el sector metalúrgico obtiene un instrumento portátil, fácil de usar, rápido y eficiente para medir, inspeccionar y validar piezas fundidas antes y después del mecanizado.

HandySCAN 3D scanning a metal piece

Solución de metrología óptica portátil, fácil de usar, rápida y eficiente: Escáner 3D:

 

Es portátil porque la herramienta de medición se puede llevar directamente a la pieza fundida en el taller dentro del entorno de producción. Teniendo en cuenta estas características, específicas de los escáneres 3D portátiles, ya no será necesario llevar las piezas fundidas a la máquina de medición por coordenadas (CMM). Gracias a eso, se ahorra un tiempo precioso, permitiendo así realizar más inspecciones.

Es fácil de usar porque los escáneres 3D portátiles cuentan con una función de apto/no apto, que permite a los operadores evaluar de manera rápida las mediciones de dimensiones e identificar fácilmente las piezas que no cumplan las tolerancias requeridas. De esta manera se logra identificar fácilmente las piezas fundidas que no tienen suficiente material antes del mecanizado y aquellas que no cumplan las tolerancias requeridas después del mecanizado. Así, los inspectores cuentan con la información necesaria para marcar las piezas que son aptas o no antes de seguir invirtiendo en ellas.

Es rápido porque la tecnología óptica puede contribuir a reducir el tiempo de inspección. Gracias al acoplamiento instantáneo, los inspectores pueden comprobar la adquisición de la superficie mirando la pantalla de su portátil o tableta. Así, la validación de la variación dimensional es mucho más rápida que con los instrumentos de medición tradicionales, lo que contribuye a ahorrar un tiempo precioso de la CMM, resolviendo problemas de atascos y, finalmente, evitando la compra de una segunda CMM.

Es eficiente porque la tecnología óptica permite a los inspectores controlar más piezas fundidas con más información y sin preparación de la superficie. De hecho, a diferencia de los sondeos táctiles, el escaneado 3D ofrece una visión general de la pieza inspeccionada, no solo puntos discretos. Al analizar los perfiles de las superficies, los escáneres 3D pueden validar si el material es suficiente como para proceder con el mecanizado.

Ventajas

Piezas de mejor calidad

Centrarse en la calidad de las piezas y no en contar con un molde nominal construido con arreglo al archivo CAD, acelerará el tiempo de producción. De esta manera se tendrán en cuenta fenómenos frecuentes e impredecibles durante el proceso de producción.

Costes de producción reducidos

Al inspeccionar las piezas fundidas antes y después del mecanizado con un escáner 3D portátil, la industria metalúrgica puede identificar rápidamente aquellas que no tienen suficiente material, limitando así los costes asociados con su producción. Por lo tanto, esas piezas fundidas se pueden redirigir y rehacer antes de invertir más en ellas.

Tiempo de inspección acortado

Gracias a una velocidad de adquisición de medio millón de puntos por segundo, se pueden inspeccionar el 100 % de las superficies en pocos segundos. Además, las piezas ya no tienen que llevarse al laboratorio de metrología para su inspección. Por ese motivo, las inspecciones realizadas con escáneres 3D portátiles permiten analizar más piezas fundidas con mayor rapidez y con más datos, liberando a la vez tiempo de CMM que puede usarse para tareas más críticas y valiosas como inspecciones finales.

Usar la metrología óptica en el sector metalúrgico puede ayudar a reducir los costes asociados con la chatarra para producir piezas de mejor calidad mientras que se minimiza el tiempo de inspección.

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Piezas fundidas de alta calidad, producidas con menores costes e inspeccionadas en menos tiempo, listas para su envío

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Escáner 3D portátil durante la inspección de piezas fundidas

 

Conclusión

El objetivo del sector metalúrgico es producir piezas que cumplan con las especificaciones de sus clientes y las tolerancias requeridas. Para ello, se producen piezas fundidas brutas, después se mecanizan y se validan. Con el fin de reducir los costes asociados con la chatarra, se recomienda inspeccionar las dimensiones de las piezas fundidas antes del mecanizado para asegurar que haya suficiente material. Después, tras el mecanizado, una inspección puede confirmar que las dimensiones de las piezas, no el molde, se corresponden con el archivo CAD.

Los instrumentos de metrología óptica, como los escáneres 3D portátiles, ofrecen a la industria del sector metalúrgico más información y permiten a los inspectores medir más piezas fundidas en menos tiempo. Gracias a eso, se ahorra un tiempo precioso y se dedica a informes finales, requeridos por los clientes. Así, el escaneado tridimensional ayuda a reducir la carga de las CMM tradicionales, reducir los problemas de atascos y evitar desembolsos elevados en una segunda CMM. La metrología óptica no solo ayuda a liberar tiempo de la CMM, algo que de por sí ya es valioso para el sector metalúrgico, sino que además garantiza la reducción del tiempo de inspección y los costes de producción, lo que permite obtener piezas de mejor calidad.

 

Artículo escrito por Creaform

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