Technologia pomiarowa w swojej klasie - tomografia komputerowa WENZEL

Strona 1zu1 Prototypen GmbH & Co KG z siedzibą w Dornbirn (Austria) została założona w 1996 roku przez wspólników zarządzających Hannesa Hämmerle i Wolfganga Hummla.

Obecnie firma zatrudnia 160 pracowników, od połowy listopada należy do działającej na całym świecie Grupy Prototal i produkuje prototypy, małe serie i części seryjne dla klientów z całego świata i wszystkich możliwych branż. W produkcji firma 1zu1 wykorzystuje najważniejsze procesy druku 3D, takie jak spiekanie laserowe i stereolitografia. Opracowując nowe elementy dla swoich klientów, firma 1zu1 lubi przekraczać granice możliwości w zakresie złożoności i precyzji. Metrologia odgrywa niezwykle ważną rolę w mierzeniu i sprawdzaniu najdrobniejszych szczegółów oraz najściślejszych tolerancji kształtu i położenia.

Firma 1zu1 korzysta z optycznych rozwiązań pomiarowych już od jedenastu lat i sporządza kilkaset raportów pomiarowych rocznie. "Bardzo dobrze znamy ograniczenia optycznej techniki pomiarowej" - wyjaśnia dyrektor zarządzający Wolfgang Humml - "W sytuacji, gdy produkowane przez nas komponenty stają się coraz bardziej złożone i coraz mniejsze, było dla nas jasne, że chcemy zrobić kolejny, innowacyjny krok w technice pomiarowej i że porównania wyników pomiarów 3D z zestawami danych 3D muszą być coraz lepsze i dokładniejsze." W poszukiwaniu nowego rozwiązania pomiarowego ważne było spełnienie kilku kryteriów.

Przemysłowa tomografia komputerowa a metrologia optyczna

Skupiono się na dokładności wyników pomiarów na całej części 3D, a nie tylko na obszarze, który można uchwycić za pomocą optycznej technologii pomiarowej. W tym przypadku przemysłowa tomografia komputerowa ma wyraźne zalety. W porównaniu z dotykowymi lub optycznymi maszynami pomiarowymi, tomograf komputerowy (CT) może również mierzyć cechy wewnętrzne z dużą dokładnością i w sposób nieniszczący. Optyczna technika pomiarowa ma swoje ograniczenia, zwłaszcza jeśli chodzi o pomiary elementów przezroczystych oraz części o lustrzanych powierzchniach o wysokim połysku. W przypadku takich części nie jest możliwe wykonywanie pomiarów bez uprzedniego pokrycia ich sprayem antyrefleksyjnym do skanowania laserowego. Ponadto, wymagana dokładność pomiaru nie może być osiągnięta przy zastosowaniu natrysku. Kolejną wielką zaletą przemysłowej tomografii komputerowej jest szybkość skanowania i oceny. Tysiące punktów pomiarowych można zmierzyć w ciągu kilku sekund. Ponadto wykonywanie tzw. skanowania palet (kilka elementów w jednym skanowaniu) pozwala na skrócenie cykli technologicznych i zwiększenie efektywności ekonomicznej.

Po szeroko zakrojonym procesie selekcji firma 1zu1 zdecydowała się na system CT exaCT L z napięciem 150kV firmy WENZEL Metrology GmbH w Wiesthal. "Gwarantowana niepewność pomiaru +/- 5 µm, przekonujący pomiar TK naszych pięciu wzorcowych części problemowych oraz imponująca dokładność obrazowania powierzchni bez wygładzania programowego były ostatecznie decydujące dla zakupu", wyjaśnia Humml. "Wyniki pomiarów były dla nas tak imponujące, że z przyjemnością zamówiliśmy pierwszą maszynę zbudowaną w tej konfiguracji i cieszymy się, że system działa w naszym zakładzie. Czasy skanowania systemu są imponująco szybkie, więc w ciągu pierwszych trzech tygodni działania byliśmy w stanie wykonać około 120 skanów w normalnych godzinach pracy." Wysoka wydajność rozwiązania CT umożliwia szybszy rozwój, oszczędzając czas i pieniądze również dla klienta końcowego.

Ponadto tomograf komputerowy firmy WENZEL ma najmniejszą powierzchnię podstawy w swojej klasie przy napięciu 150 kV i oferuje objętość skanowania wynoszącą 400 mm wysokości i 235 mm średnicy. "Innym ważnym kryterium było dążenie do uzyskania jak największej objętości pomiarowej przy stosunkowo niewielkiej maszynie" - podkreśla Humml. Oprócz niewielkich wymiarów i dużej pojemności skanera, exaCT L ma jeszcze jedną istotną zaletę - transport i montaż nie wymagają przełamywania drzwi ani przejść, co zapewnia szybką i sprawną instalację bez dodatkowego wysiłku. Maszyna exaCT L jest również najlepsza w swojej klasie pod względem masy systemu, wynoszącej zaledwie 2650 kg, co pozwala na elastyczność w wyborze miejsca ustawienia.

exaCT L jest najnowszym osiągnięciem w szerokiej serii exaCT z WENZEL. System zdobył nagrodę "Global New Product Innovation Award 2020" firmy Frost & Sullivan pod koniec 2020 roku na podstawie analizy światowego rynku przemysłowej tomografii komputerowej. "Urządzenie exaCT L charakteryzuje się doskonałą wydajnością promieniowania rentgenowskiego w połączeniu z szybkim detektorem, co pozwala na szybki pomiar obiektów i defektów" - powiedział Mariano Kimbara, starszy analityk branżowy w firmie Frost & Sullivan. "FirmaWENZEL wykonała ważny krok na rynku dzięki intuicyjnemu interfejsowi użytkownika, który automatyzuje wszystkie parametry pomiarowe za pomocą inteligentnego oprogramowania, aby zapewnić solidną wartość dla klienta. "Trzy niezależne osie przesuwu zapewniają dużą elastyczność i umożliwiają duże prędkości oraz krótkie czasy pomiarów i inspekcji.

Od produkcji przyrostowej do obróbki skrawaniem

Ze względu na wysoką świadomość jakości, firma 1zu1 musi rozwiązywać dla swoich klientów liczne zadania związane z pomiarami i testowaniem: Ocena wymiarów, kompensacja skurczu i odkształceń, badanie wtrąceń i zanieczyszczeń, testy geometryczne, analizy montażowe (Multiscan) i monitorowanie procesu (serie pomiarowe), raporty z pomiarów i testów są zawsze przedstawiane w sposób przyjazny dla klienta i zrozumiały.

W tym celu firma 1zu1 korzysta z takich technologii, jak druk 3D, próżniowe i wtryskowe formowanie tworzyw sztucznych oraz produkcja mechaniczna. Duża część inwestycji firmy 1zu1 dotyczy produkcji addytywnej. Firma jest światowym liderem w tej dziedzinie, a od 2020 r. jest klientem pilotażowym i partnerem rozwojowym w zakresie nowych technologii druku 3D dla EOS, jednego z wiodących światowych dostawców sprzętu do przemysłowego druku 3D.

Przemysłowa tomografia komputerowa i wytwarzanie addytywne to dwie stosunkowo młode technologie, które można doskonale połączyć. Podczas gdy "produkcja addytywna" umożliwia tworzenie nowych struktur, zapewnieniem jakości tych nowych produktów zajmuje się tomografia komputerowa. Na podstawie tych wyników generowane są dane korekcyjne, które mogą zdecydowanie poprawić zarówno dokładność wymiarową, jak i stabilność mechaniczną części drukowanych w 3D. Zwłaszcza skomplikowane kształty powstające w wyniku drukowania 3D często stwarzają trudności dla konwencjonalnych systemów pomiarowych. Tylko technologia tomografii komputerowej umożliwia nieniszczącą analizę materiału i badanie dokładności wymiarowej.

"To co cenimy w firmie WENZEL to kompetentne doradztwo i umiejętność słuchania w sprzedaży oraz zrozumienie naszych potrzeb i wysokich wymagań. Nasz bezpośredni rozmówca, Bernd Fleckenstein, na każdym etapie decyzji dawał nam poczucie, że jesteśmy u właściwego producenta" - zachwyca się Wolfgang Humml. Dla niego, jako dyrektora zarządzającego, przekonujący był również wstępny odbiór systemu, któremu towarzyszył dr Uwe Hilpert, kierownik produktu CT w WENZEL, który w sposób dobrze uzasadniony i kompetentny objaśniał pomiar każdego pojedynczego piksela na ultraszybkim detektorze 7,5 megapiksela.

"Dr Hilpert przeprowadził również szkolenie z zakresu tomografii komputerowej w naszej siedzibie w Dornbirn. Po tygodniu intensywnego szkolenia i dogłębnego zapoznania się z technologią tomografii komputerowej nasi technicy pomiarowi byli "gotowi do pracy", a od pierwszego zadania pomiarowego byli optymalnie przygotowani do obsługi systemu. W ten sposób inwestycje sprawiają przyjemność i tworzą wartość dodaną dla nas i naszych klientów" - podsumowuje dyrektor zarządzający Humml.

‍

Wniosek

Przemysłowy tomograf komputerowy exaCT L jest uniwersalnym urządzeniem testującym i pomiarowym do optymalizacji komponentów i procesów produkcyjnych. Rozwiązanie pomiarowe działa bardzo wydajnie i stanowi znaczną wartość dodaną dla klienta. Szybszy czas opracowania to oszczędność czasu i kosztów. Jeżeli konieczna jest analiza lub kontrola struktur wewnętrznych, można ją przeprowadzić bez niszczenia elementu. Prowadzi to również do znacznego skrócenia czasu skanowania i zmniejszenia nakładu pracy. Wystarczy jedno skanowanie, aby na podstawie wygenerowanych danych można było przeprowadzić oceny i analizy metrologiczne. Wiarygodne wyniki pomiarów są dokumentowane w sposób zrozumiały i przyjazny dla klienta. - Oto jedna uwaga na temat bezpieczeństwa: nawet w przypadku mniej złożonych dóbr konsumpcyjnych sprzedawanych w dużych ilościach mogą zdarzyć się awarie, które będą miały równie kosztowne konsekwencje dla wycofania produktu z rynku i reputacji firmy. Archiwizacja wyników pomiarów umożliwia ich ponowną analizę w przypadku awarii, co pozwala na szybką korektę lub obalenie ewentualnego pozwu sądowego.

‍