Revelando los obstáculos ocultos de los fabricantes de piezas de automóviles

Información sobre los desafíos de inspección que surgen durante la fabricación de laminado de metal

La fabricación de laminado de metal no es una tarea sencilla. Requiere una inspección rigurosa, principalmente debido los altos estándares de calidad y las estrictas normas de seguridad exigidas en la industria automotriz. Sin duda, se necesita una combinación de tecnología avanzada y mano obra calificada para garantizar que los componentes de la lámina de metal sean cortados, conformes con las dimensiones precisas. Esto incluye comprobar la longitud correcta, la anchura, el perfil de la superficie y la forma general. La inspección de calidad es vital porque el laminado de metal del automóvil debe resistir la tensión y la fatiga durante toda la vida útil del vehículo.

Además de garantizar la seguridad, la inspección de calidad también garantiza que se cumplan los estándares visuales de los consumidores. Esto se logra garantizando que las piezas se ensamblen con el mejor nivel posible (altura a cada lado de un espacio) y el espacio más pequeño (ancho de una tira entre dos componentes del automóvil, por ejemplo, puerta y chasis).

Esta publicación aborda los desafíos de inspección involucrados en la fabricación de laminado de metal. Si está buscando mejorar la calidad de sus piezas de laminado de metal, equilibrando la precisión de las inspecciones con la eficiencia de costos y tiempo, y obtener algunos consejos que podrían brindarle una ventaja sobre sus competidores, este artículo podría despertar su interés.

Las técnicas de fabricación de laminado de metal más populares

El estampado y el corte por láser se encuentran entre los métodos más utilizados para fabricar componentes de laminado de metal en el sector automotriz. Ambas técnicas requieren cierto nivel de inspección dimensional, asegurando que las piezas cumplan con las dimensiones y tolerancias especificadas. Sin embargo, el alcance y la naturaleza de la inspección varían según el proceso utilizado.

Estampado

El estampado implica el uso de una prensa de estampado para transformar láminas de metal planas (en su forma original o en forma de bobina) en una forma de red. Este método se utiliza para fabricar piezas de gran volumen como bastidores, capós, puertas y paneles. La inspección dimensional es crucial en este proceso debido al gran volumen y precisión que requieren estas piezas de automóvil. Las inspecciones normalmente se centran en comprobar las dimensiones de características como orificios, bridas y curvas, así como la geometría general de la pieza.

Corte por Láser

El corte por láser, por otro lado, se utiliza para cortar formas precisas en metal. Normalmente se utiliza para producir componentes complejos o que requieren un alto grado de precisión. La precisión es clave en el corte por láser, por lo que la inspección suele centrarse en la exactitud de las dimensiones de corte, la calidad de los bordes y la posición de elementos como orificios o recortes.

En cada una de estas técnicas, se pueden utilizar diversas herramientas e instrumentos para la inspección dimensional, como calibradores y micrómetros tradicionales, máquinas de medición de coordenadas (CMM) o herramientas de metrología y escaneado láser 3D. La elección del equipo de medición depende de la complejidad de las piezas, de la precisión requerida y del volumen de producción.

El escaneado láser 3D es particularmente ventajoso para inspeccionar piezas con formas complejas y características detalladas o cuando se requiere alta precisión. Su capacidad para capturar rápidamente toda la geometría de una pieza con gran detalle la convierte en una herramienta valiosa, especialmente para la fabricación de laminado de metal.

Qué inspeccionar en una pieza de laminado de metal

En el laminado de metal, ciertas características y dimensiones son particularmente críticas de inspeccionar debido a su importancia en la integridad estructural y la funcionalidad de la pieza. Además, algunas curvas o áreas curvas suelen ser difíciles de formar y son propensas a problemas como la recuperación elástica o la deformación. Por lo tanto, los fabricantes deben controlar la calidad de sus piezas, en particular la forma general y los bordes.

Puntos clave para controlar la forma general

Objetivo: Detectar cualquier deformación o distorsión que se haya podido producir durante la fabricación.

Si bien el control de la forma común y regular implica una tolerancia de planitud, la inspección de geometrías 3D complejas implica una tolerancia de superficie (o perfil de superficie).

Planitud

Simbolizada por un paralelogramo en GD&T, una tolerancia de planitud especifica una zona de tolerancia definida por dos planos paralelos dentro de los cuales debe encontrarse la superficie o el plano medio derivado.

Perfil de una superficie

Representado por un semicírculo en GD&T, la zona de tolerancia establecida por el perfil de una superficie de tolerancia es 3D (un volumen), y se extiende a lo largo y ancho (o circunferencia) de las características consideradas.

El perfil de una tolerancia de superficie es similar a la tolerancia de planitud. Sin embargo, utiliza la geometría de la pieza para crear un perímetro de tolerancia que se ajusta a la forma de la pieza, en lugar de un plano. Las tolerancias para piezas de laminado de metal se pueden aplicar a toda la pieza o en áreas en específico. Las tolerancias locales se indican en el plano 2D y son necesarias para montajes más ajustados en ubicaciones específicas.

Además, las tolerancias (tanto la planitud como el perfil de una superficie) pueden ser libres en espacio, orientación y posición (sin referencia) o pueden limitarse a una alineación específica. Esto afectará los resultados, ya que un perfil totalmente restringido de una tolerancia de superficie creará un perímetro que sigue perfectamente la geometría de la pieza, sin ningún margen de movimiento en el espacio para ajustarse a todos los puntos dentro del perímetro.

Puntos claves para inspeccionar bordes y esquinas

Objetivo: Detectar deformidades e irregularidades que hayan podido aparecer durante los procesos de corte y modelado.

En las piezas de laminado de metal habituales se encuentran principalmente dos tipos de bordes: bordes afilados y bordes doblados.

Bordes afilados

Los bordes afilados se encuentran principalmente en piezas de laminado de metal cortadas con láser o estampadas con una herramienta perforadora o un troquel.

Bordes Doblados

En lugar de bordes afilados provenientes del estampado o corte con láser, los bordes doblados presentan una forma redondeada y se encuentran en lugares propensos a lesiones, como el contorno de la puerta de un automóvil.

En el proceso de estampado y corte con láser de laminado de metal, ciertos bordes de círculos, oblongos o lados de las piezas pueden volverse muy afilados, lo que puede ser peligroso y causar lesiones o daños si no se tratan. Por lo tanto, es necesario desbarbar estos bordes para romper su filo y rectitud.

Para garantizar que los bordes, tanto doblados como afilados, sean seguros y de alta calidad, los fabricantes deben inspeccionar con precisión su posición, ángulo y rectitud. Para lograrlo, se han desarrollado algoritmos especiales que contribuyen a mejorar los procesos de fabricación de laminado de metal.

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Más áreas a controlar en el laminado de metal

Orificios, oblongos y cortes: La precisión es clave para orificios, oblongos y cortes en piezas de laminado de metal, ya que a menudo necesitan alinearse con otros componentes. La inspección de estas características garantiza que tengan el tamaño correcto y estén colocadas de forma correcta.

Bridas y Pestañas: Las bridas y pestañas son fundamentales para el proceso de montaje. Sus dimensiones y ángulos deben ser precisos para el ajuste adecuado con otras piezas de automóvil.

En resumen, al inspeccionar estas áreas clave, puede asegurarse de que las piezas de laminado de metal se fabriquen con las dimensiones y tolerancias correctas. También confirma que son lo más cercanas posible al diseño nominal y se mitigan los riesgos de interferencia. Sin interferencias físicas o funcionales, todas las piezas encajan perfectamente y funcionan según lo previsto en el montaje final. Como resultado, se optimizan la calidad, la seguridad y la comodidad.

Qué piezas de laminado de metal son más difíciles de inspeccionar

Ciertas piezas plantean más desafíos de inspección que otras. Aquí están algunos ejemplos.

Techo

El techo de un automóvil desempeña un papel fundamental a la hora de garantizar la seguridad de los pasajeros, por lo que inspeccionarlo es de suma importancia. Sin embargo, debido a su gran tamaño, medir puntos específicos directamente en la línea de montaje puede plantear problemas de accesibilidad, por lo que se requieren herramientas adaptadas. Por lo tanto, al elegir el método de inspección correcto, no solo se debe considerar la pieza en sí, sino también el estado en el que se inspecciona la pieza. Esto es particularmente importante en un contexto de control de calidad automatizado (AQC) o para fines de resolución de problemas.

Puertas y defensas

Las piezas que tienen rigidez estructural una vez montadas, como las puertas, no necesitan ajustarse físicamente antes de la inspección. Sin embargo, otras piezas, como las defensas delanteras y traseras, que no tienen rigidez estructural, deben ajustarse. Conformar una pieza puede ser fácil si se dispone del dispositivo de control adecuado. (Los accesorios de verificación generalmente están diseñados para una pieza específica). Sin embargo, en el mundo de fabricación actual, la producción está cambiando de una mezcla baja y un volumen alto a una mezcla alta y un volumen bajo. Este cambio exige más dispositivos de control, lo que a su vez añade costos adicionales a los procesos de fabricación e inspección.

Sin embargo, los dispositivos de sujeción son más versátiles que los dispositivos de control. Se pueden utilizar en varias piezas, lo que reduce costos y ahorra espacio de almacenamiento. Por lo tanto, sujetar fijaciones a las que añadimos una herramienta de medición rápida puede acelerar significativamente el proceso de conformación.

Carrocería del auto

Durante la etapa de carrocería en blanco (BIW), en la que se une la estructura de la carrocería del automóvil, el control de calidad es fundamental porque implica garantizar la calidad de la estructura metálica del vehículo antes de que se ensamblen otros componentes como el motor, los subconjuntos del chasis, los componentes electrónicos y los acabados interiores en la estructura. Al inspeccionar piezas grandes como la carrocería de un automóvil, preste mucha atención a la precisión volumétrica de la herramienta de medición utilizada.

Dado que la desviación de la medición aumenta en unas pocas micras por metro, el error acumulativo al escanear una pieza más grande es mayor. Estas desviaciones no pueden ignorarse y se han desarrollado métodos de escaneado para reducir los errores, como el uso de marcadores como los objetivos pasivos o activos y la fotogrametría.

Siguiente paso: Comprender las tecnologías para inspeccionar el laminado de metal

Las piezas de laminado de metal deben cumplir con los altos estándares de calidad y seguridad exigidos por el sector automotriz. La inspección es crucial para garantizar que las piezas fabricadas estén dimensionadas con precisión, minimizando así el desperdicio y reduciendo la necesidad de retrabajo, lo que en última instancia reduce los costos de producción. Este nivel de eficiencia es fundamental para cualquier fabricante de piezas que opere en el altamente competitivo mercado automovilístico.

Sin embargo, la fabricación de piezas de laminado de metal plantea ciertos desafíos de inspección. Para abordar estos desafíos, es esencial seleccionar una tecnología de medición adecuada entre las diferentes soluciones de medición disponibles analizando sus respectivas ventajas y desventajas.