Controllo qualità di materiali compositi nell’industria aerospaziale

Impiego di scanner 3D e sistemi di fotogrammetria per il controllo dell’espansione dei materiali.

Lufthansa Technik AG (LHT) è un fornitore di servizi MRO (manutenzione, riparazione e revisione) per aeroplani e ha 50 sedi in tutto il mondo. LHT è interamente di proprietà di Deutsche Lufthansa AG, e include 32 aziende e società associate di manutenzione tecnica in Europa, Asia e America, che impiegano 26.000 dipendenti (dati 2019).

LHT ha sede presso l’aeroporto di Amburgo. Altre sedi importanti in Germania sono i due hub Lufthansa a Francoforte-Rhein-Main e Monaco, e gli aeroporti Berlino-Tegel (Manutenzione ordinaria) e Berlino-Schönefeld (Controlli biennali). 

Controllo dell’espansione dei materiali

La divisione ARC® – componenti relativi alla fusoliera – revisiona e ripara invertitori di spinta, cofani motore, controlli di volo, musi (radome), e altri componenti in materiali compositi delle strutture secondarie. Oltre agli interventi di manutenzione, sviluppano riparazioni e forniscono ogni tipo di supporto materiale e soluzioni logistiche. Questi servizi vengono offerti in ambito civile per praticamente tutti i tipi di aerei più diffusi.

Per riparare i componenti sopra elencati, si usano fogli adesivi realizzati in carbonio o fibra di vetro. Le forme e i profili vanno controllati regolarmente. Il processo di produzione avviene in autoclave, sotto l’effetto di pressione e temperature variabili, in modo che il materiale possa espandersi. La misura di tale espansione viene determinata con scansioni periodiche. Non si tratta di un progetto una-tantum, ma di una misurazione a cadenza regolare che garantisce gli standard di qualità.

Immagini della scansione di un muso di aereo

Lo stato effettivo viene controllato con lo scanner HandySCAN 3D di Creaform o – per oggetti di grandi dimensioni – con la telecamera per fotogrammetria MaxSHOT 3D e viene comparato con un modello CAD (stato desiderato). Come software, si utilizza il programma VXelements, specifico per l’acquisizione dei dati. Oltre a fornire misurazioni affidabili, i sistemi di Creaform si usano per altre applicazioni, come il reverse engineering, con l’aiuto del modulo software SCAN-TO-CAD  VXmodel,.

Criteri decisionali e ROI

Prima che LHT iniziasse a usare i sistemi Creaform, i servizi di misurazione, elaborazione dati e reverse engineering erano forniti da un’azienda esterna. La qualità dei dati, i tempi di esecuzione e la versatilità in condizioni variabili, hanno portato alla decisione di investire in hardware e software, iniziando così la costruzione di una base di conoscenze interna all’azienda.

La telecamera per fotogrammetria MaxSHOT 3D misura oggetti di grandi dimensioni con precisione elevata

Decisive per la scelta di questi sistemi sono state le dimensioni ridotte dei dispositivi e la semplicità dell’acquisizione dati con lo scanner HandySCAN 3D. Con questi elementi chiave, si possono acquisire geometrie complesse con relativamente poco impegno. Inoltre, la precisione per le applicazioni previste è soddisfacente. MaxSHOT 3D consente di ottenere una precisione senza precedenti anche con oggetti molto grandi. Al momento, i sistemi di misurazione vengono usati solo in ambienti di laboratorio, in condizioni climatiche (prevalentemente) controllate.

“L’espansione dei materiali si potrebbe controllare misurandola con altri sistemi di misurazione comuni, ma il rapporto prezzo-prestazioni e le dimensioni ridotte dei sistemi di misurazione 3D di Creaform hanno facilitato la decisione. Inoltre, l’assistenza clienti è impeccabile,” ha spiegato Gunnar Hinrichs, del Reparto componenti relativi alla fusoliera presso LHT. “Siamo soddisfatti dell’investimento anche a livello di ROI, anche se al momento non abbiamo ancora dati significativi. Ma secondo le nostre stime, è probabile che nel segmento inferiore si parli di risparmi a cinque cifre a livello di appalti. Se grazie alla tecnologia Creaform, rileviamo variazioni nella qualità negli stadi iniziali, possiamo prevenire costi ingiustificati e di conseguenza costosi interventi correttivi presso le sedi dei clienti.”

Compatto, semplice e versatile

L’esperienza con i sistemi Creaform è stata positiva. “Possiamo reagire molto più rapidamente e con maggiore flessibilità alle esigenze di misurazione, discutere i risultati delle misurazioni direttamente accanto ai componenti misurati e condividere informazioni con altri interessati. Siamo sempre più convinti di aver preso la decisione giusta per le dimensioni ridotte e la semplicità d’uso dei sistemi. Un processo di misurazione, pre e post elaborazione incluse (assemblaggio, fissaggio del target, ecc.), viene completato in 2-3 ore. I dati sono disponibili in tempo reale. L’interfaccia del programma è ben concepita, comprensibile e chiara. La formazione fornita da Creaform è eccezionale, il personale è sempre disponibile per fornire consulenza e supporto. È così che deve essere,” conclude Hinrichs.