Il futuro del controllo e della garanzia di qualità in ambito industriale

Come il nuovo scanner 3D e CMM ottico MetraSCAN BLACK cambierà le regole del gioco

Che si parli di settore aerospaziale, metallurgico, dei trasporti o di utensileria, i fornitori di componenti o di prodotti completi devono sempre più conformarsi a requisiti rigorosi. Tali requisiti sono destinati a migliorare la qualità dei loro prodotti e a ridurre il costo globale della qualità (COQ), spesso ascritto a una miriade di fattori, tra cui:

• Errori interni
• Errori esterni
• Valutazioni ripetute
• Modifiche ai processi di controllo qualità e garanzia di qualità dovute a strategie di prevenzione

Nel tentativo di distinguersi sui rispettivi mercati, l’industria manifatturiera sta spostando i limiti di progettazione dei prodotti, spingendo il design verso forme libere tese a migliorare l’estetica, le prestazioni e la funzionalità dei prodotti. Tuttavia, queste forme libere organiche presentano una serie di nuove problematiche.

In aggiunta, i requisiti dei prodotti e i miglioramenti nei processi di operazioni di manifattura secondaria (es: lavorazioni a macchina), portano a un riduzione costante delle tolleranze dimensionali; l’accuratezza dei dati riguardanti forme, compatibilità e funzionamento dei pezzi, è sempre più cruciale.

D’altro canto, i team di produzione sono obbligati a ridurre i costi in ogni modo possibile per contenere i prezzi. I problemi di qualità possono danneggiare gravemente i consuntivi dei produttori, a causa di richiami dei prodotti, perdite di risorse materiali, cali della produttività e altro ancora.

Per esempio, secondo la Società Americana per la Qualità (ASQ), i costi legati alla qualità possono raggiungere il 40% del totale delle operazioni. Le aziende devono scegliere tra assorbire tali costi o passarli ai clienti e ai consumatori.

È chiaro che la qualità è un elemento distintivo chiave per la maggior parte dei produttori. In passato, controllo qualità e garanzia di qualità erano relegati ai laboratori e venivano eseguiti da operatori altamente specializzati. Tuttavia, da quando le CMM tradizionali hanno fatto la loro comparsa negli ambienti di produzione, progettazione, metodi di manifattura, e criteri di qualità si sono fortemente evoluti.

Sfortunatamente, gli svantaggi legati all’uso delle CMM hanno iniziato ad avere molto più peso rispetto ai vantaggi. Nuove tecnologie e tecniche di metrologia – come scanner 3D e CMM ottici portatili – stanno diventando valide alternative sul lungo termine. Queste nuove soluzioni per le misurazioni 3D stanno stravolgendo le regole del gioco, offrendo un mezzo semplice e versatile per acquisire misure 3D altamente accurate, direttamente negli ambienti di produzione.

Analizziamo più in dettaglio in che modo le CMM ottiche portatili, come l’ultimo MetraSCAN 3D, hanno superato le CMM convenzionali.

Versatilità degli scanner 3D rispetto alle CMM

Come già menzionato, i produttori di svariati settori stanno spingendo al limite i concetti di prototipo e di prodotto finale. Le superfici tridimensionali di alta precisione possono offrire ottimi risultati estetici e prestazioni fantastiche, ma creano problematiche straordinarie in produzione e ispezione.

Le CMM non si prestano molto a facilitare la valutazione di superfici difficili, come quelle tipiche dei componenti dalle forme libere. Qual è il motivo? Le CMM sono idonee per parti che presentano forme “familiari”, come rettangoli, quadrati, cerchi ecc.

Le forme complesse richiedono molti più punti di misurazione con le CMM, il che porta a configurazioni che richiedono più tempo e spesso anche più spazio.
MetraSCAN BLACK – scanner 3D e CMM ottico per metrologia – consente ai tecnici del controllo qualità di acquisire misure altamente accurate a prescindere dalla complessità, dal materiale o dalla finitura superficiale del pezzo.

Lo scanner sfrutta la tecnologia laser blu, che rispetto ai precedenti laser rossi, genera una quantità minore di rifrazioni. I laser blu permettono anche di acquisire oggetti di dimensioni più piccole e consentono una messa a fuoco migliore. Questi due vantaggi portano una maggiore risoluzione di scansione e migliorano anche la resa su superfici lucide e metalliche.

Osserva con che facilità il nuovo MetraSCAN BLACK riesce ad acquisire parti lucide e nere!

Inoltre, le CMM o altri sistemi di scansione utilizzano volumi di misurazione fissi. A differenza di questi strumenti, MetraSCAN BLACK offre una maggiore flessibilità per la misurazione di parti di grandi dimensioni (fino a 10 metri): lo scanner ottico CMM può facilmente espandere in modo dinamico il volume di misurazione senza cali significativi di accuratezza.

Un ultimo accenno sulla versatilità. Le CMM tradizionali vengono abitualmente allestite nei laboratori delle aziende manifatturiere e sono fissate al pavimento, e usano tastatori che si muovono sui tre assi cartesiani durante le ispezioni dimensionali.

MetraSCAN 3D è un sistema di scansione 3D portatile, senza bracci, che sfrutta triangolazioni ottiche e consente una totale libertà di movimento. Gli operatori possono facilmente eseguire misurazioni 3D di qualsiasi tipo di oggetto in qualsiasi posto, persino in luoghi difficili o remoti e direttamente negli ambienti di produzione.

Ciò rende ideale il MetraSCAN BLACK non solo per pezzi complessi e di grandi dimensioni ma anche per impieghi non ripetitivi, tra cui l’ispezione di prototipi e il reverse engineering di componenti con gravi problemi di qualità.

Qual è più veloce? Una CMM o uno scanner 3D?

Sia nel caso di ispezioni primo articolo (FAI) che di controlli qualità su o presso la linea, la velocità è essenziale. I nuovi strumenti di misurazione 3D per il controllo qualità e la garanzia di qualità stanno diventando le soluzioni d’obbligo per i produttori. Contribuiscono ad eliminare rallentamenti spesso causati dalle ispezioni dimensionali con CMM in laboratorio.

In passato, c’era bisogno di metrologi esperti per gestione di una sola CMM. Per questo, i team di produzione dovevano letteralmente fare la fila per eseguire le ispezioni di qualità. Le inefficienze del flusso di lavoro e i costi erano spesso aggravati dal fatto che la configurazione per ogni pezzo da controllare poteva richiedere ore.

Al contrario, lo scanner CMM ottico MetraSCAN 3D elimina il bisogno di tempi di riscaldamento e consente agli operatori di eseguire le ispezioni direttamente in produzione. Oltre a ciò, grazie alle 15 croci laser, MetraSCAN BLACK è in grado di acquisire 1.800.000 misurazioni al secondo (anche su grandi superfici) e di generare il mesh in tempo reale; rispetto ad altre CMM, può dimezzare i tempi tra acquisizione dati e generazione di file utili.

Osserva quanto è rapido il MetraSCAN BLACK!

Infine, i team di controllo qualità spesso hanno il compito di verificare i componenti dei fornitori o dei clienti prima di poter assemblare i prodotti finali. Di nuovo, grazie alla velocità con cui MetraSCAN 3D acquisisce queste parti, gli ispettori possono controllare rapidamente i componenti critici fabbricati esternamente per ridurre i ritardi e velocizzare la produzione.

Accuratezza anni luce all’avanguardia

Anche se le CMM offrono buoni livelli di accuratezza, per poter generate risultati ottimali devono essere situate in ambienti controllati e liberi da vibrazioni, olio, polvere o fluttuazioni di temperatura e umidità.

MetraSCAN 3D non richiede ambienti controllati per fornire elevati livelli di accuratezza; i tecnici lo possono usare direttamente in produzione senza che la precisione della misurazione venga pregiudicata.

Inoltre, l’utilizzo di CMM tende ad essere molto più complesso, richiedendo configurazioni rigide e programmazioni complesse. Ciò significa che i metrologi si devono far carico dell’intero flusso di lavoro di misurazione: dalla configurazione, all’acquisizione dati, all’elaborazione ed analisi dei risultati. Con tempi di produzione ristretti e la necessità di velocizzare i processi, i metrologi devono spesso eseguire più operazioni allo stesso tempo.

MetraSCAN BLACK invece offre una semplicità d’uso inarrivabile per operatori di tutti i livelli. Pertanto, mentre tecnici con formazione limitata o gli apprendisti sono in grado di allestire ed eseguire scansioni 3D di un pezzo, i metrologi possono dedicare le proprie competenze e conoscenze a valutazioni di carattere critico.

MetraSCAN BLACK offre ai team di controllo qualità e garanzia di qualità l’accuratezza necessaria per eseguire scansioni 3D dettagliate. Di fatto, grazie a una risoluzione e un’accuratezza di 0,025 mm, MetraSCAN 3D genera risultati di alta precisione a prescindere dal tipo di componente. È anche indifferente alle condizioni ambientali. Questa accuratezza elevata basata sullo standard VDI/VDE 2634 parte 3, unita all’accreditamento ISO 17025 del laboratorio di collaudo, garantisce affidabilità e rintracciabilità totale in conformità con gli standard internazionali.

Ergonomico e portatile, con MetraSCAN BLACK la scansione è facile poiché non richiede configurazioni rigide, calibrazioni sofisticate o programmazione. Qualsiasi tipo di operatore, da apprendisti tecnici a ispettori esperti, possono acquisire misurazioni accurate, affidabili e ripetibili grazie alla sua capacità di auto-posizionamento (riferimento dinamico). In sintesi, MetraSCAN 3D elimina l’incertezza dalle ispezioni dimensionali e consente di ottenere un livello di accuratezza secondo a nessuno.

MetraSCAN BLACK sta mostrando il cammino verso un nuovo capitolo nel controllo qualità e garanzia di qualità in ambito manifatturiero. Grazie alla sua versatilità, velocità e accuratezza, questo scanner 3D e CMM ottico consente di eseguire ispezioni solide, affidabili ed efficienti direttamente negli ambienti di produzione. Grazie a MetraSCAN 3D si possono significativamente ridurre non conformità inattese, ritardi di produzione e quindi i costi della qualità.