La scansione 3D migliora il controllo qualità nei processi di additive manufacturing di parti di grandi dimensioni

Applicazioni: Sviluppo e progettazione del prodotto, Assicurazione e controllo qualità
Settori: Produzione, Industria pesante

Produzione di parti grandi e complesse nell’additive manufacturing

Le aziende di vari settori sfruttano gli enormi vantaggi offerti da tecnologie e processi di additive manufacturing, come la stampa 3D, per creare parti leggere e al contempo resistenti. Dalla velocizzazione della prototipazione, all'ottimizzazione nei processi di customizzazione dei progetti fino alla riduzione significativa delle giacenze di parti in eccesso, l’additive manufacturing garantisce efficienze e risparmi sui costi senza precedenti in produzione.

Nonostante tutti i vantaggi, l’additive manufacturing presenta ancora diverse sfide chiave, soprattutto nell'ambito del controllo qualità: i problemi più comuni sono le limitazioni delle dimensioni, l’uniformità nella qualità e la scalabilità limitata. Esaminiamo più in dettaglio questi problemi.

Garantire una qualità uniforme nelle parti stampate in 3D

I team di produzione devono spesso confrontarsi con problemi di uniformità della qualità nella produzione di componenti, specialmente nelle parti metalliche.

Nei processi di fabbricazione additiva, le parti vengono stampate in 3D strato per strato. Tuttavia, la resistenza delle superfici degli strati può presentare differenze. In teoria, i tecnici possono valutare ogni strato posato, ma si tratta di un'operazione dispendiosa in termini di tempo, inefficiente e soggetta a errori umani.

I team di ispezione nei processi di additive manufacturing hanno bisogno di soluzioni che garantiscano in modo rapido l’uniformità delle parti 3D stampate, nonché l’aderenza alla progettazione originale e tolleranze previste.

Ispezioni su parti molto grandi ad alte temperature

Le stampanti 3D moderne possono creare componenti molto più grandi rispetto al passato. Tuttavia, la dimensione rappresenta ancora una criticità nel controllo qualità di parti molto grandi, da diversi metri e migliaia di chili.

I sistemi tradizionali di controllo qualità, come le macchine di misurazione a coordinate (CMM), non risolvono questi problemi, per mancanza di metrologi qualificati o a causa di alti volumi di produzione. Inoltre, trasportare parti molto grandi nelle sale delle CMM può essere difficile, complicato o addirittura impossibile.

Inoltre, per quanto riguarda invece parti a temperature molto elevate, i team di ispezione devono attendere che i componenti si raffreddino prima di valutarne la qualità, dilatando le tempistiche e riducendo il rendimento.

Accelerazione dei processi di controllo qualità

Nell'odierno panorama competitivo, il tempismo è tutto, specie quando nei periodi critici in cui un'azienda deve lanciare nuovi prodotti sul mercato o consegnarli a un cliente B2B.

Nel caso di improvvise impennate della richiesta, anche la velocità di produzione è importante. Ecco perché i fornitori di soluzioni di additive manufacturing investono in nuovi sistemi a sostegno della produzione di massa. Tuttavia, la velocità è fondamentale anche nel controllo qualità.

Che si tratti di CMM oberate di ispezioni o dell'incapacità di eseguire misurazioni in linea, alle aziende di additive manufacturing servono approcci più moderni al controllo qualità, per individuare parti difettose e deviazioni prima della consegna dei prodotti.

Metrascan3d di Lincoln Electric per la produzione additiva.

Tecnologie di scansione 3D rapide e portatili per il controllo qualità nell’additive manufacturing

Le tecnologie di misurazione 3D, compresi scanner 3D portatili e CMM ottiche, rappresentano la soluzione definitiva per i fornitori operanti nell’additive manufacturing che intendono risolvere le queste sfide del controllo qualità e produrre parti migliori.

Portabilità: i tecnici del controllo qualità possono utilizzare le tecnologie di scansione 3D direttamente in officina, ovunque occorra effettuare misurazioni, eliminando così la necessità di spostare i componenti, in particolare quelli di grandi dimensioni. Gli scanner 3D possono essere utilizzati in qualsiasi ambiente, indipendentemente da variazioni di temperatura, polvere e altre condizioni gravose.

Accuratezza: grazie alla qualità e all'elevata risoluzione dei dati forniti dagli scanner 3D, è possibile valutare al meglio qualsiasi tipo di parte, malgrado dimensioni, complessità, geometria, materiale e finitura superficiale. Inoltre, è possibile eseguire la scansione dei componenti in qualsiasi momento durante il processo di stampa 3D.

Velocità: i tempi rapidi di acquisizione consentono ai team di controllo qualità di eseguire la scansione 3D di parti di grandi dimensioni in pochi minuti invece che in ore. È possibile esportare in tutta facilità le mesh per la stampa 3D o nel software CAD per ulteriori analisi e modifiche ai progetti. Grazie alla possibilità di eseguire la scansione di parti ancora calde, i team ottimizzano la produttività e accelerano i servizi delle aziende.

Le tecnologie di misurazione 3D, tra cui lo scanner HandySCAN 3D e MetraSCAN 3D, sono soluzioni già ampiamente diffuse nell’ambito dell’additive manufacturing.

Metrascan3d di Lincoln Electric per la produzione additiva.

Ispezioni più rapide e accurate di parti di grandi dimensioni

Gli scanner 3D garantiscono ai team di additive manufacturing dati di misurazione vaffidabili, ripetibili e accurati. Si tratta di un aspetto fondamentale per le aziende che desiderano sfruttare i vantaggi della stampa 3D, garantendo al contempo i livelli di qualità delle parti che i clienti si aspettano.

Massima versatilità

Grazie agli scanner 3D portatili, ingegneri e tecnici di additive manufacturing possono eseguire scansioni rapide delle parti con ispezioni in linea o in loco, abbattendo i tempi e velocizzando la produzione.

Miglioramento di prototipazione e controllo qualità

Una volta eseguita la stampa in 3D, in fase di prototipazione o di controllo qualità è possibile acquisire misurazioni molto accurate e analizzare eventuali deviazioni o problemi di progettazione prima di avviare la produzione.

Ottimizzazione della qualità delle parti per cicli a elevati volumi

I team di additive manufacturing possono adottare decisioni relative a progettazione e controllo qualità basandosi su dati accurati, in modo che i prodotti finali soddisfino i requisiti di qualità dei clienti. Inoltre, gli scanner 3D permettono ai produttori di ispezionare diverse parti allo stesso momento, velocizzando il controllo qualità durante i cicli di produzione a elevati volumi.

Cliente: Lincoln Electric Additive Solutions

Lincoln Electric Additive Solutions è specializzata nella produzione di parti metalliche di grandi dimensioni utilizzando tecniche di additive manufacturing.

Vengono utilizzati acciaio, acciaio inossidabile, nichel-ferro, leghe di nichel e nichel-alluminio-bronzo per sviluppare prototipi e ricambi. I loro clienti spaziano dal settore aerospaziale a quello delle attrezzature pesanti e dei trasporti.

L'azienda usa lo scanner HandySCAN 3D e la CMM ottica MetraSCAN per determinare rapidamente dimensioni e qualità delle parti di grandi dimensioni stampate in 3D nelle fasi iniziali del processo di fabbricazione. L'azienda ha ridotto tempi di ispezione e costosi errori di produzione.

Mark Douglas, responsabile dello sviluppo aziendale di Lincoln Electric Additive Solutions, ha parlato dell'enorme valore che le tecnologie di scansione 3D garantiscono ai loro processi di fabbricazione additiva: "Siamo certi che tutti le parti prodotte soddisfino le aspettative dei clienti.