En el sector aeroespacial — ya sea en los viajes espaciales o en la manufactura —de tuboprop o jets,- un defecto, una medición errónea o un error leve pueden ser la diferencia entre un lanzamiento exitoso o el fracaso de una misión. Por ello, las empresas del sector aeroespacial tienen los requisitos más estrictos de calidad y exactitud dimensional.
La fabricación de piezas aeroespaciales que tienen una exigencia de calidad tan alta que es extremadamente desafiante. Con las inspecciones tradicionales posteriores al máquinado, muchas de estas piezas pueden tener que desecharse por completo o rehacerse. Estos residuos, y el volver a hacer las piezas pueden ser un desperdicio de material, paradas de la línea de producción y problemas en la cadena de suministro tanto para el OEM como para los proveedores relacionados. Al final, todo ello se traduce en un aumento de los costos y en el retraso de los programas, resultados que son inaceptables para cualquier líder del mercado.
Una forma de aliviar en gran medida estos problemas es utilizar equipos de metrología portátiles, como Laser Tracker, brazos de máquina de medición por coordenadas (CMM) y software de metrología 3D . El equipo se puede utilizar para inspeccionar rápidamente los primeros artículos, verificar las dimensiones premáquinadas, y posicionar la pieza en bruto para ayudar a garantizar que el mecanizado se desarrolle sin problemas, evitando los residuos de material, energía y tiempo.
Muchas piezas aeroespaciales son de gran tamaño. Por ello, el tiempo de máquinado de estas piezas es muy elevado y el tiempo de reajuste puede ser muy extenso. Para minimizar ese tiempo de rehacer, muchos operadores utilizan Laser Tracker 3D y software de metrología para verificar la calidad de la pieza durante el proceso de máquinado. Esto supone una gran ventaja, ya que permite a los fabricantes identificar los problemas a medida que surgen, lo que garantiza que el operador pueda volver a trabajar la pieza antes y más rápidamente, además de asegurar la calidad de la pieza cuando se retira de la máquina. Debido a los elevados requisitos de exactitud y al gran tamaño de las piezas, la verificación durante el proceso como esta es más fácil cuando se realiza con Laser Tracker 3D de alta calidad.
Según un reciente caso de estudio , una empresa aeroespacial descubrió que su flujo de trabajo de control de calidad podía realizarse "dos veces más rápido" con los Laser Tracker 3D y el software de metrología en comparación con el trabajo realizado sin ellos.
Finalmente, el equipo de mecanizado también puede calibrar utilizando laser trackers. El laser tracker puede medir la posición real del máquinado frente a la posición prevista en todo el recorrido del máquinado; esta información puede utilizarse entonces para ajustar los parámetros de máquinado y conseguir una fabricación más precisa. Esto ayudará a mejorar la calidad de las futuras piezas máquinadas de , reduciendo los costos y excesos de programación.
Después del máquinado, ensamblar piezas en una nave puede ser un reto aún mayor, ya que los pequeños desajustes pueden dar lugar a defectos críticos. Este es un ámbito en el que las soluciones de metrología portátil incluidos los Laser Tracker y los brazos máquina de medición por coordenadas (CMM) portátiles —pueden ser extremadamente potentes. Para maximizar la producción y minimizar los residuos, las organizaciones aeroespaciales utilizan estas soluciones de metrología para medir la calidad del ensamblaje y ajustarla con la retroalimentación en tiempo real del software de metrología . Con este proceso, el operador puede estar seguro de que el ensamblaje final tendrá la dimensión correcta y no tendrá que volver a trabajarlo más tarde. Y cuando se combina con un potente software con capacidades de automatización, esto permite a los operadores de distintos niveles de habilidad sentirse seguros en la ejecución de sus tareas.
Esto demuestra cómo y por qué los Laser Tracker 3D y el software de metrología son absolutamente esenciales para el éxito de las empresas aeroespaciales , tanto para garantizar que la calidad cumple con los más altos estándares como por utilizar herramientas más inteligentes para eliminar el tiempo perdido, los residuos y los problemas de la cadena de suministro.
Sin embargo, para que una organización implemente con éxito los laser trackers en su proceso, hay algunos requisitos esenciales . Los OEM deben tenerlos en cuenta a la hora de actualizar y optimizar sus flujos de trabajo.
Aspectos importantes de una solución de Laser Tracker 3D para los flujos de trabajo aeroespaciales.
- Portabilidad
- La solución de metrología debe ser exactamente eso: ¡portátil!. Debe poder ser transportado hasta el lugar donde se realiza el trabajo. No tiene sentido implementar una solución si eso significa abrir un nuevo laboratorio de control de calidad que bajará la velocidad las operaciones. Las piezas deben medirse y la calidad debe verificarse en la propia línea de producción para que las operaciones sean más eficaces. Por ello, los laser trackers y las MMC portátiles son una solución innovadora para el problema particular de la calidad aeroespacial.
- Las piezas y conjuntos aeroespaciales son muy grandes y voluminosos. Trasladar estos grandes objetos al laboratorio de inspección puede llevar mucho tiempo y el riesgo de que se dañen durante el transporte es bajo pero muy costoso. Disponer de equipos de medición portátiles significa que los OEM pueden realizar la inspección o el ensamblaje asistido por metrología directamente donde está la pieza, lo que reduce el tiempo, el costo y los riesgos.
- Debido a que la fabricación no suele tener lugar en un espacio con temperatura controlada, la solución para metrología debe ser capaz de medir con exactitud las piezas en ese entorno. El hardware debe ser capaz de alcanzar la exactitud deseada en un amplio rango de temperatura y humedad, incluido cualquier procedimiento de compensación. El software de metrología inteligente también debe llevar incorporados algoritmos de compensación de temperatura, que se encarguen de la expansión/contracción térmica de los materiales a medida que cambia la temperatura. Una vez más, si una organización debe construir un laboratorio especial con temperatura controlada para su solución de control de calidad, esto no capturará los importantes beneficios de la metrología portátil.
- Alcance
- La herramienta de metrología portátil debe tener el alcance necesario para medir las dimensiones críticas del proyecto. Especialmente cuando se trata de la industria aeroespacial, las piezas pueden ser enormes —- a veces hasta 80 metros en el caso de vehículos de lanzamiento o aviones grandes —- por lo que se requiere una herramienta con un amplio alcance. Por supuesto, para operaciones más pequeñas, como la fabricación de turboprop o pequeños jets comerciales, el tamaño de las piezas puede ser menor. Pero sigue siendo importante que los fabricantes se aseguren de que sus laser trackers 3D tienen el alcance necesario para sus proyectos anteriores y sus posibles diseños futuros.
- Para las piezas más pequeñas, una máquina de medición por coordenadas (CMM) portátil puede ser suficiente, pero debe tener el alcance necesario para medir todo el volumen.
- Es inevitable que los fabricantes de equipos originales tengan que mover el dispositivo para cubrir una pieza o un conjunto muy grande. A menudo pensamos que mover un dispositivo puede degradar la exactitud de la red de medición. Sin embargo, el software de metrología inteligente puede mejorar significativamente la exactitud con las capacidades de agrupación de redes aprovechando la forma de incertidumbre específica de las mediciones de los Laser Tracker.
- Dado que gran parte del mundo aeroespacial también se está orientado hacia los drones, EVTOL y los diseños de aeronaves ecológicas, no basta con que los OEM calculen sus necesidades de metrología con base en proyectos anteriores. Las organizaciones aeroespaciales del futuro deben mantener la mente abierta en cuanto a lo que sus ingenieros y diseñadores podrían enviar a la línea de producción en el futuro.
- Alcance
- Además del alcance requerido para los laser trackers 3D de un OEM, cualquier hardware que decidan incorporar a su flujo de trabajo debe ser capaz de llegar a palpar cualquier dimensión crítica, manteniendo la mayor exactitud posible.
- El equipo de metrología se puede reposicionar alrededor de la pieza para obtener una línea de visión y medir zonas difíciles de alcanzar. Pero los OEM del sector aeroespacial deben tener en cuenta que esto podría ralentizar el proceso de fabricación, —y considerar el costo y el retorno de la inversión en consecuencia.
- Algunos laser trackers cuentan con extensiones para ayudar a aliviar las preocupaciones de esta naturaleza. Por ejemplo, un Laser Tracker puede tener una palpación adicional que puede limitar los movimientos del dispositivo. O puede tener la capacidad de integrar un brazo de máquina de medición de coordenadas portátil (PCMM) en el sistema de coordenadas, eliminando así la necesidad de mover tanto la pieza.
- Exactitud
- Después de tener en cuenta los tres factores anteriores, es importante asegurarse de que el equipo de metrología alcance la exactitud necesaria para inspeccionar las tolerancias críticas de las piezas.
- Es esencial probar y demostrar las herramientas que se están considerando en el entorno de fabricación real en el que una organización las utilizará. Las empresas aeroespaciales deben asegurarse de consultar a expertos en los campos pertinentes -—tanto dentro como fuera de su organización para —confirmar que los laser trackers 3D cumplen los estándares de exactitud para encajar en sus flujos de trabajo.
- Para cumplir con las normas internas o internacionales, las empresas aeroespaciales que evalúan una solución de metrología portátil deben confirmar que las soluciones que están considerando están certificadas según una norma conocida y rastreable como la ISO 10360-10.
- Eficiencia
- Elegir un software de metrología con herramientas específicas a medida de los flujos de trabajo del Laser Tracker es esencial para obtener la máxima eficacia. Por ejemplo: Un gran lector digital (DRO) proporciona información en directo para cuando los trabajadores están lejos del ordenador, lo que simplifica el proceso de inspección y ensamblaje.
- Las piezas y los conjuntos de gran tamaño implican modelos CAD de gran tamaño. La elección del software de metrología adecuado -uno que sea capaz de importar modelos CAD muy grandes en su formato de archivo nativo, en el tiempo más rápido, y que al mismo tiempo permita una manipulación sin problemas- es clave para un flujo de trabajo eficiente. La capacidad de conservar toda la información del CAD original, incluida la estructura de árbol, permite a los usuarios buscar en el modelo CAD importado y recortar rápidamente los componentes innecesarios para la inspección o el ensamblaje.
- Los potentes algoritmos de Dimensionamiento y Tolerancia Geométrica (GD&T) integrados en el software de metrología inteligente permiten un análisis rápido y eliminan las molestias del operador, que ahora tiene tiempo para descifrar los problemas, ya que todas las tolerancias se evalúan automáticamente. El software de metrología con definición completa basada en el modelo (MBD) permite importar la información de GD&T directamente desde los modelos CAD, ahorrando tiempo al operador.
En definitiva, los laser trackers 3D son herramientas increíbles que pueden implementarse en los flujos de trabajo aeroespaciales. Proporcionan beneficios tanto a nivel humano— para garantizar el máximo nivel de calidad en la planta de fabricación—- como en la organización, —al maximizar el ahorro de tiempo y minimizar los residuos, las repeticiones y los materiales desperdiciados. Además, a medida que el mundo sigue innovando para alcanzar la meta de cero emisiones de carbono, las tecnologías eficientes como los Laser Tracker son una de las formas en que la industria aeroespacial puede contribuir a lograr ese objetivo.