Cómo Bradken sigue siendo un líder mundial en la industria de la fundición competitivo con la tecnología de escaneo 3D

La necesidad de mejorar la tecnología

Como el árbol genealógico de productos de fundición aumentó también lo hizo la demanda de inspección dimensional rápido y preciso. La fundición Bradken Tacoma luchaba por mantener el ritmo de la demanda para la inspección dimensional en un volumen cada vez mayor de la geometría de fundición compleja. Las piezas de fundición variaron en tamaño desde 50 libras hasta 25 toneladas con unas dimensiones superiores a los 15 pies. La articulación existente brazos de medición (CMM portátil máquinas de medición de coordenadas) podría tomar semanas para inspeccionar dimensionalmente una pieza de fundición de tamaño mediano con su escáner láser montado. Cada vez que el brazo tenía que ser reposicionados errores se introdujeron en los parches de los datos superpuestos. El equipo era difícil de maniobrar, y la tecnología limita las partes que podrían medirse en el local. Las piezas de producción más grandes con tolerancias estrechas no podían ser medidos con el sistema CMM y las piezas de fundición fueron subcontratados a una empresa que utiliza un laser tracker para realizar la inspección dimensional. Para cerrar esta brecha en el sitio de la capacidad de fundición de  Bradken Tacoma necesitaba una solución más rápida de metrología 3D capaz de medir la corriente y esperada gran fundición complejos y fabricaciones montado. El equipo tenía que ser capaz de ofrecer una resolución de datos detallados, la versatilidad del sistema, mantenga las tolerancias de los clientes solicitada, mejorar la eficiencia, reducir el retrabajo y eliminar costes.

Después de revisar varias tecnologías, la Fundición Bradklen Tacoma decidió utilizar un proceso de evaluación estructurado para identificar el sistema que mejor se adapte a sus necesidades. Bradken tenía empresas de metrología 3D cobran a sus instalaciones para medir e inspeccionar grandes piezas fundidas mecanizadas de cúpula que eran parte de un montaje de contención de residuos nucleares. Al proporcionar la misma parte para el análisis dimensional, Bradken fue capaz de hacer un lado a estudio de referencia comparación lado. Se evaluaron los siguientes tecnologías de medición en 3D: 

  • Escáner láser 3D 
  • El escáner manual láser 3D 
  • Laser Tracker 
  • Escáner 3D con tecnología de luz azul 

El escáner láser 3D y el escáner láser 3D de mano tuvieron dificultades en la medición de la gran cúpula de fundición debido a la distancia de la zona de medición y las limitaciones de la tecnología. Menos del 25% de la pieza fundida se midió en un plazo de 8 horas, y ambos sistemas fueron incapaces de cumplir con el requisito de tolerancia de Bradken de 0,06 perfil de la superficie ". También los dispositivos portátiles de escaneo 3D eran tediosas para sostener y ergonómicamente inadecuados para su uso sostenido. 
El rastreador láser fue capaz de medir la cúpula de fundición; sin embargo, no proporcionó suficiente de definición de características y  superficies para una inspección completa de todas las ellas. El laser tracker se vio limitado por el número de puntos y los resultados variaron entre los operadores. 
Habiendo oído hablar de capture 3D, Inc. desde sus clientes, Bradken investigó el triple sistema de escaneado ATOS, un escáner de luz azul 3D estructurado. ATOS fue capaz de escanear con precisión e inspeccionar toda la cúpula de fundición dentro de las 8 horas, mientras que el cumplimiento de los requisitos de tolerancia. La facilidad de uso y gran variedad de volúmenes de medición intercambiables proporcionan beneficios adicionales. La fundición Bradken Tacoma sería capaz de utilizar el mismo sistema de metrología para varios proyectos independientemente del tamaño de la pieza. Después de pruebas adicionales, Bradken encontraron resultados en ATOS que eran repetibles y menos dependiente del operador. 
Después de analizar los resultados, Bradken eligió Capture 3D, el socio norteamericano de GOM sistemas de medición ópticos situados en Alemania para suministrar su sistema de metrología 3D.

La solución 

ATOS con precisión y rapidez mide geometría de la superficie de un objeto físico digitalmente. En términos más simples, basado en los principios de triangulación, el proyector proyecta un patrón de franjas sobre la superficie de la pieza y como los patrones de cambios rápidamente durante cada exploración, las dos cámaras de captura para calcular el desplazamiento de coordenadas 3D mediciones. Después de cada exploración, el software ATOS alinea automáticamente cada medición para construir una representación virtual en 3D precisa de el objeto para el análisis dimensional. 
En una comparación con una CMM tradicional, que tiene una sola medición en cada punto programado, donde los contactos de la sonda con la superficie de la pieza, o un escáner láser que reúne medición en tiras de datos, ATOS es un sistema de medición sin contacto óptico que capta exploraciones de campo completo de un área volumétrica recogida de millones de puntos por la medición. ATOS configuración es mínima y cada exploración puede tomar menos de 1 segundo. No requiere conocimientos de programación especializados o accesorios de alta precisión. ATOS también tiene la opción de software de producir mapas de color computarizados desviación 3D para que los ingenieros pueden ver rápidamente los resultados que muestran las áreas en y / o fuera de tolerancia

La Triple Scan ATOS opera como 3 sensores en 1 sistema. Cada cámara óptica de alta calidad funciona de forma independiente unos de otros capturando así las exploraciones 3D precisos desde la izquierda, a la derecha, y ambas cámaras con alta resolución detalle característica. Esta funcionalidad avanzada maximiza la recopilación de datos y mejora la exploración de superficies brillantes. Además, se minimiza el número de exploraciones, reduciendo así el tiempo total de medición. La tecnología de luz azul mejora aún más el escaneado de superficies oscuras o de color, mientras que por lo que es resistente a los factores ambientales, debido a su estrecha banda de luz azul. Cada análisis se alinea automáticamente dentro del software. Geometría de la pieza completa se captura en una nube de puntos densa o malla poligonal que describen la superficie y primitivas del objeto con precisión para el análisis dimensional. Software ATOS incluye funcionalidades integrales de inspección con la capacidad de multi-tarea mediante la inspección durante la exploración. Algunas de las herramientas de software incluyen: procesamiento de malla avanzada, inspección paramétrica, la inspección de generación de energía, la inspección de chapa, inspección basada curva, la creación de planes de medición, las plantillas, la enseñanza con la práctica, el análisis de tendencias, la trazabilidad, GD & T, seguimiento de envío, proyección inversa, y más. 
Además de capturar el sistema ATOS Triple Scan 3D, Bradken también agregó fotogrametría digital TRITOP para mejorar aún más el rendimiento del proceso y aumentar la precisión de complejos, grandes piezas de fundición y asambleas. TRITOP proporciona información precisa de medición de coordenadas para el análisis rápido dimensional, verificación y análisis de deformación. Al fotografiar desde varios ángulos con marcas de referencia y utilizar los principios de la triangulación, puntos precisos se calculan en el plano de coordenadas 3D. Bradken utiliza TRITOP en conjunción con su sistema ATOS, y también como un sistema de fotogrametría independiente para mediciones de puntos discretos.

The results 

"Los sistemas ATOS Triple Scan y TRITOP , se han convertido en una parte integral de nuestros procesos de ingeniería. Después de la evaluación comparativa de otras tecnologías, elegimos los sistemas de GOM debido a la precisión, la velocidad, varios volúmenes de medición, la versatilidad de configuración, y soporte al cliente. Estamos por delante de nuestro retorno de la inversión calculada. Una de las áreas de ahorro de costes es de ya no tener que externalizar nuestras inspecciones, que nos estaban costando más de $ 30.000 por año. Además de ahorrar tiempo y dinero, hemos optimizado y acelerado los procesos de fabricación. Debido a los datos precisos y de alta resolución, hemos reducido en gran medida de la reanudación, mejora aún más nuestras capacidades, y la mejora de nuestros procesos de mecanizado y compensación material. Sistemas ATOS y TRITOP han demostrado ser fiable y fácil de operar."