Scopriamo quali sono le difficoltà nascoste per i produttori di componenti automotive

informazioni utili sulle difficoltà d’ispezione nella fabbricazione di lamiere

La fabbricazione di lamiere è tutt’altro che semplice. Richiede un’ispezione rigorosa, soprattutto per via dei requisiti stringenti di qualità e delle severe norme di sicurezza presenti nell’industria automobilistica. Indubbiamente, è necessaria una combinazione di tecnologia avanzata e manodopera qualificata per garantire che i componenti in lamiera siano tagliati e modellati con dimensioni precise: lunghezza, larghezza, profilo superficiale e forma complessiva devono essere corrette. Un’ispezione attenta è essenziale perché queste lamiere devono resistere a sollecitazioni per tutto il ciclo di vita del veicolo.

Oltre a garantire la sicurezza, l’ispezione di qualità assicura anche il rispetto dei particolari estetici richiesti dai clienti. Questo si ottiene garantendo che le parti siano assemblate perfettamente (rispettando l’altezza su entrambi i lati) con spazi minimi (larghezza di uno spazio lineare tra due componenti di un veicolo, per esempio portiera e telaio).

Questo articolo del blog parla delle complessità d’ispezione nel campo della fabbricazione di lamiere. Se stai cercando di migliorare la qualità delle tue parti in lamiera, bilanciando la precisione delle ispezioni con l’efficienza in termini di costi e di tempo, con questo articolo riceveraiconsigli che potrebbero darti un vantaggio sui tuoi concorrenti.

Le tecniche produttive più diffuse nel campo della fabbricazione di lamiere

Lo stampaggio e il taglio laser sono i metodi più diffusi per la fabbricazione di componenti in lamiera nel settore dell’industria automobilistica. Entrambe le tecniche richiedono un’attenta ispezione dimensionale, per garantire che le parti soddisfino dimensioni e tolleranze specifiche. Tuttavia, il tipo diispezione dipende dal processo utilizzato.

Stampaggio

Lo stampaggio prevede l’uso di una pressa per trasformare la lastra metallica (bobina o grezzo di lavorazione) e darle una forma precisa. Questo metodo è utilizzato per produrre in grandi volumi parti come telai, cofani, portiere e pannelli. L’ispezione dimensionale è fondamentale in questo processo per soddisfare i requisiti legati al grande volume e all’elevata precisione necessari per queste parti automobilistiche. Normalmente, le ispezioni si concentrano sulla verifica delle dimensioni di caratteristiche come fori, flange, curvature, e sulla geometria complessiva della parte.

Taglio laser

Il taglio laser è invece utilizzato per tagliare il metallo in forme precise. Viene solitamente utilizzato per produrre componenti di forma complessa o che richiedono un alto livello di precisione. La precisione nel taglio laser è fondamentale, quindi l’ispezione si concentra solitamente sulla accuratezza delle dimensioni, sulla qualità dei bordi, e sulla posizione di caratteristiche come fori o sagomature.

In ognuna di queste tecniche si possono utilizzare diversi attrezzi e strumenti per l’ispezione dimensionale, come i tradizionali calibri e micrometri, macchine di misurazione delle coordinate (CMM) o strumenti di scansione laser o metrologia 3D. La scelta dell’attrezzatura di misurazione dipende dalla complessità delle parti, dalla precisione richiesta e dai volumi di produzione.

La scansione laser 3D è particolarmente vantaggiosa per l’ispezione di parti con forme complesse e caratteristiche dettagliate o quando è richiesta una precisione elevata. La sua capacità di acquisire rapidamente la geometria totale della parte con grande dettaglio la rende uno strumento efficace, soprattutto per la fabbricazione di lamiere.

Aspetti da ispezionare su una parte in lamiera

Su una lamiera è particolarmente importante ispezionare alcune caratteristiche e dimensioni fondamentali per l’integrità strutturale e la funzionalità della parte. Inoltre, alcune curvature o aree curve sono spesso difficili da realizzare e possono essere fonte di problemi come il ritorno elastico o la deformazione. I produttori devono quindi controllare la qualità delle loro parti facendo attenzione soprattutto alla forma complessiva e ai bordi.

Punti chiave per il controllo della forma complessiva

Obiettivo: rilevare eventuali deformazioni o distorsioni che potrebbero essersi verificate durante la fabbricazione.

Solitamente, il controllo della forma riguarda la tolleranza di planarità, l’ispezione di geometrie complesse,il profilo di una superficie (o profilo superficiale).

Planarità

Rappresentata da un parallelogramma in GD&T, la tolleranza di planarità indica una zona di tolleranza definita da due piani paralleli all’interno dei quali deve trovarsi la superficie o il piano mediano derivato.

Profilo di una superficie

Rappresentata da un semicerchio in GD&T, la zona di tolleranza stabilita da un profilo di superficie è tridimensionale (un volume), che si estende per la lunghezza e la larghezza (o circonferenza) delle entità considerate.

Il profilo di una tolleranza di superficie è simile alla tolleranza di planarità. Tuttavia, usa la geometria della parte per creare un’area di tolleranza che si adatti alla forma della parte, piuttosto che a un piano. Le tolleranze per parti in lamiera si possono applicare all’intera parte o a specifiche aree. Le tolleranze locali sono indicate nel disegno bidimensionale e sono necessarie per assemblaggi più stretti in luoghi specifici.

Inoltre, le tolleranze (sia di planarità sia di un profilo superficiale) possono essere libere nello spazio, nell’orientamento e nella posizione (nessun dato) o limitate a un allineamento specifico. Ciò incide sui risultati, in quanto la tolleranza di un profilo superficiale totalmente limitata creerà un’area che seguirà perfettamente la geometria della parte, senza alcuna possibilità di movimento nello spazio per adattare tutti i punti all’interno dell’area.

Punti chiave per l’ispezione di bordi e angoli

Obiettivo: rilevare le deformità e irregolarità che potrebbero essersi create durante le fasi di taglio e modellamento.

Sulle comuni parti in lamiera, sono normalmente presenti due tipi di bordi: bordi vivi e bordi orlati.

Bordi vivi

I bordi vivi sono presenti soprattutto su lamiere tagliate con laser o stampat con punzoni o stampi.

Bordi orlati

Diversamente dai bordi vivi, i bordi orlati presentano una forma arrotondata in punti che potrebbero causare lesioni, come il contorno di una portiera di un veicolo.

Nel processo di stampaggio e taglio laser di lamiere, alcuni bordi di cerchi, parti oblunghe o lati possono diventare molto affilate e causare lesioni o danni se non lavorati. Pertanto, è necessario sbavare questi bordi per modificarne il profilo netto e acuto.

Per assicurare che questi bordi, sia vivi sia orlati, siano sicuri e di alta qualità, i produttori devono ispezionarne con attenzione posizione, angolo e drittezza. Per fare questo, sono stati sviluppati degli algoritmi specifici che hanno permesso di migliorare i processi di fabbricazione delle lamiere metalliche.

Leggi maggiori informazioni sul metodo Edge di VXinspect, pensato in modo specifico per i bordi di lamiere metalliche

Altre aree da controllare sulle lamiere

Fori, parti oblunghe, sagomature: per fori, parti oblunghe e sagomature la precisione è fondamentale, in quanto spesso devono allinearsi con altri componenti. Il controllo di queste caratteristiche serve per assicurarne la dimensione e il posizionamento corretti.

Flange e risvolti: le flange e i risvolti sono essenziali per il processo di assemblaggio. Le loro dimensioni e i relativi angoli devono essere precisi per consentire un accoppiamento corretto con altre parti del veicolo.

In breve, quando si ispezionano queste aree, è importante assicurarsi che le parti siano realizzate secondo dimensioni e tolleranze corrette. È necessario anche verificare rispetto dei valori di progetto e mitigare i rischi da interferenza. In assenza di interferenza fisica o funzionale, tutte le parti si combineranno tra loro in modo perfetto e funzioneranno come previsto nell’assemblaggio finale, migliorando i valori di qualità, sicurezza e comodità.

Le parti in lamiera più difficili da ispezionare

Alcune parti richiedono un’ispezione più complessa rispetto ad altre. Ecco alcuni esempi.

Tetto

Il tetto di un’auto svolge una funzione vitale nel garantire la sicurezza dei passeggeri, perciò la sua ispezione è di fondamentale importanza. Per via della sua grandezza, la misurazione di punti specifici direttamente sulla linea di assemblaggio può comportare problemi di accessibilità, richiedendo degli strumenti idonei. Pertanto, nella scelta del giusto metodo d’ispezione, non si deve considerare solo la parte stessa, ma anche il contesto in cui si esegue l’ispezione. Ciò è importante soprattutto per un controllo qualità automatico (AQC).

Portiere e parafanghi

Le parti con rigidità strutturale dopo l’assemblaggio, come le portiere, non devono essere fisicamente conformi prima dell’ispezione. Al contrario, altre parti, come i parafanghi anteriori e posteriori, che non hanno una rigidità strutturale, devono essere conformi. Conformare una parte può essere semplice se si utilizzano attrezzi di controllo idonei. (Gli attrezzi di controllo sono normalmente pensati per una parte specifica.) Nell’attuale industria manifatturiera, la produzione sta passando da un basso mix ad alto volume ad un alto mix a basso volume. Questo cambiamento richiede più attrezzi di controllo, che a loro volta comportano costi aggiuntivi per i processi di fabbricazione e d’ispezione.

Gli attrezzi di montaggio sono più versatili rispetto agli attrezzi di controllo. Possono essere usati su parti diverse, e questo riduce i costi e fa risparmiare spazio. Se agli attrezzi di montaggio aggiungiamo uno strumento di misurazione veloce, possiamo accelerare notevolmente il processo di verifica.

Carrozzeria

Nella fase di assemblaggio, in cui la carrozzeria dell’auto viene unita, il controllo qualità è fondamentale perché assicura la qualità della struttura metallica del veicolo prima che siano integrati nella struttura altri componenti come motore, sottogruppi del telaio, elettronica e finiture interne. Nell’ispezionare parti grandi come la carrozzeria, bisogna prestare attenzione alla accuratezza volumetrica dello strumento di misurazione usato.

Dato che la deviazione di misura aumenta di pochi micron per metro, l’errore complessivo di scansione cresce per parti più grandi. Tali deviazioni non possono essere ignorate, e sono stati sviluppati dei metodi di scansione per ridurre gli errori, ad esempio l’uso di indicatori come obiettivi passivi o attivi e la fotogrammetria.

Fase successiva: capire le tecnologie per l’ispezione di lamiere

Le parti in lamiera devono rispettare i livelli elevati di qualità e sicurezza richiesti dall’industria automobilistica. L’ispezione è essenziale per garantire che le parti realizzate abbiano dimensioni corrette, in modo tale da ridurre al minimo gli sprechi e il ricorso alla rilavorazione, riducendo infine i costi di produzione. Il livello di efficienza è fondamentale per qualsiasi produttore di parti operante nel competitivo mercato automobilistico.

Ancor di più, la produzione di parti in lamiera presenta ulteriori sfide in materia d’ispezione. Per superare queste sfide, è essenziale scegliere la tecnologia di misurazione adatta tra le diverse soluzioni disponibili analizzando i rispettivi vantaggi e svantaggi.