MEYER WERFT construye cruceros con la ayuda de Geomagic Control X

MEYER WERFT utiliza el software Geomagic Control X de 3D Systems para la inspección geométrica de los componentes del buque para ayudar a garantizar la calidad, el ajuste preciso y la entrega a tiempo.

MEYER WERFT GmbH & Co. KG con sede en Papenburg, Alemania, ha alcanzado una excelente reputación mundial en la construcción de buques de propósito especial. Son especialmente conocidos por la construcción de grandes cruceros modernos y sofisticados. A lo largo de los años, el astillero ha construido 45 transatlánticos de lujo para clientes de todo el mundo y cada barco es único. Para seguir siendo competitivo a nivel mundial, MEYER WERFT utiliza tecnología de producción de última generación. Desde 2010, han utilizado un escáner láser Leica para análisis geométricos y documentación de imágenes. Utilizan un sistema de cámaras LizardQ para crear panoramas de 360 grados, hasta 8.000 cada año. Para comparaciones 3D y ajustes precisos de modelos complejos de nubes de puntos, los ingenieros de metrología MEYER WERFT utilizan el software de inspección Geomagic® Control X™ de 3D Systems.

El viaje desde el plano CAD hasta la nave terminada es largo en el que hay muchos desafíos. “Para hacerse una idea de la complejidad de la tarea a la que nos enfrentamos en MEYER WERFT, tienes que imaginarte construyendo una ciudad completa y flotante cada seis meses, incluyendo agua y saneamiento, logística, alojamiento para miles de personas, restaurantes, servicio de comida, teatros, cines, y una serie de otras atracciones de ocio que van desde toboganes de agua a pistas de karting”, dice Ralph Zimmermann, jefe de metrología y gestión de calidad de MEYER WERFT. “Utilizamos hasta 30 millones de componentes para ensamblar cada crucero, por lo que incluso los componentes más pequeños, que se llaman secciones, pueden tener dimensiones de 30 x 30 x 2,5 metros. Cuando la nave se monta, todo debe encajar perfectamente. Para las mediciones geométricas y el modelado de nubes de puntos que realizamos todos los días, utilizamos Geomagic Control X. Tenemos una asociación de larga data con 3D Systems, el proveedor de software”.

Eric Wind, consultor senior internacional de 3D Systems, añade: “La amplia gama de aplicaciones para nuestro software ayuda a MEYER WERFT en su gestión de la calidad, que es un factor crucial en la construcción exitosa y puntual de los cruceros. El software de inspección Geomagic Control X ofrece resultados fiables de forma rápida y sencilla. Desarrollamos continuamente el software para garantizar que podamos seguir cumpliendo con los exigentes requisitos de nuestros clientes en el futuro”.

La medición geométrica ha sido parte del proceso de gestión de la calidad en MEYER WERFT desde 2012 y abarca todo el proceso de producción para la construcción de un nuevo buque. El departamento es responsable de todas las tareas de metrología y trabaja en estrecha colaboración con el supervisor de construcción en el astillero. Una de las tareas clave del departamento es comparar los estados objetivo y reales. El trabajo comienza con el escaneo de componentes y su ensamblaje virtual en un equipo. La comprobación para garantizar un ajuste preciso antes del montaje ahorra mucho tiempo en el astillero, ya que reduce significativamente el número necesario de ajustes físicos.

La comparación 3D de los estados objetivo frente a los estados reales ayuda a garantizar un ajuste preciso

En la construcción naval, todos los materiales están sujetos a cambios causados por influencias externas. La soldadura provoca cambios en las piezas metálicas debido a la acción térmica. Los componentes también se ven afectados por influencias mecánicas durante el transporte y el montaje, lo que puede conducir a la deformación. Incluso las condiciones de temperatura para la época del año pueden tener un efecto. Un componente que encaja perfectamente en el plano y durante la producción y el ajuste virtual puede presentar desviaciones problemáticas cuando se trata del montaje final. Por lo tanto, las comparaciones de objetivos frente a reales son esenciales y se crean mediante el análisis 3D en Geomagic Control X. Los requisitos actuales incluyen análisis de superficie, inspecciones de geometría, comprobaciones de ajuste y realidad virtual.

Los análisis de superficie y cubierta ayudan a reducir los costos de seguimiento

André Schreiber, tecnólogo del departamento de metrología de MEYER WERFT, explica: “En nuestros análisis de superficie, nuestro objetivo es identificar las desviaciones del estado objetivo en una sección completamente montada. Una vez que todo ha sido capturado con el escáner láser, editamos y analizamos la nube de puntos con Geomagic Control X. El software hace que todo el proceso sea mucho más fácil para nosotros, ya que puede manejar grandes volúmenes de datos. También es adecuado para todos los tamaños de componentes.” Además, Geomagic Control X se puede utilizar en combinación con todos los tipos y tecnologías de escáner, lo que permite a los usuarios medir y validar objetos geométricamente y crear informes de prueba.

El análisis de superficie (Figura 1) muestra claramente dónde hay elevaciones y huecos reales en la superficie de la cubierta en comparación con el estado objetivo. La irregularidad superficial de unos pocos milímetros en la cubierta de un crucero puede dar lugar a charcos. Desviaciones de este tipo también pueden ocurrir debajo de la cubierta. Por ejemplo, algunas áreas de la nave son de baldosas y un piso desigual podría hacer que las baldosas del piso se agrieten.

Si la línea de envío de puesta en marcha descubriera tales problemas en el momento de la entrega del barco, el resultado sería un costoso trabajo de reparación. Gracias al trabajo realizado por los ingenieros de metrología que utilizan Geomagic Control X, estos problemas pueden ser corregidos en el astillero. Las áreas relevantes se reelaboran y la superficie de la cubierta se nivela calculando con precisión la cantidad de compuesto de nivelación requerida, lo que significa que no hay charcos ni pasajeros que lleguen a sus tumbonas con los pies mojados.

El análisis de la cubierta implica un proceso similar; los datos del modelo CAD se comparan con las condiciones reales en el sitio y las desviaciones se pueden identificar inmediatamente (Figura 2). El análisis 3D permite intervenir en el proceso de construcción si, por ejemplo, se necesitan ajustes debido a que las tuberías se colocan a diferentes alturas. El análisis 3D también previene complicaciones estructurales en una etapa posterior al decorar los interiores.

Las inspecciones geométricas ayudan a anticipar y abordar las desviaciones

Las inspecciones geométricas del casco de la nave son esenciales. En el estabilizador utilizado como ejemplo (Figuras 3-5), los bordes de la superficie del vaciado son incongruentes; el resultado del escaneo es visiblemente diferente del modelo CAD. En el proceso de control de calidad, la comparación 3D se utiliza para decidir si una desviación debida a la deformación esperada se encuentra dentro del rango de tolerancia. Zimmermann explica: “Los análisis 3D nos proporcionan una imagen clara de todas las desviaciones. Puede ser necesario ajustar el componente en cuestión si su funcionalidad está restringida, si las desviaciones generalmente lo hacen más propenso a errores, o si no cumple con las normas de seguridad.”

La comprobación de ajuste ayuda a ahorrar tiempo y dinero para las solicitudes de cambio de última hora durante la construcción

No es raro que el cliente solicite cambios en las áreas de un crucero o su equipo durante la construcción. Zimmermann dice: “En un caso, un cliente quería una mayor capacidad para los botes salvavidas, que iban a ser producidos por un proveedor en Italia. Por lo tanto, el diseño de los barcos fue modificado significativamente y ya no tenían nuestras dimensiones originalmente planificadas. En el astillero tuvimos que asegurarnos de que los barcos redimensionados todavía encajarían en los davits de bote salvavidas previstos y pudieran ser bajados adecuadamente”. Una simple comparación de las dimensiones (longitud, anchura, altura) era demasiado arriesgada. Dado que la única otra alternativa viable habría sido el transporte de un bote salvavidas de Italia a Alemania para su ajuste, sino que fue escaneado por los ingenieros de MEYER WERFT en las instalaciones del fabricante. El departamento de metrología realizó entonces una comprobación de ajuste utilizando Geomagic Control X. El resultado fue positivo: los nuevos botes salvavidas encajan perfectamente y no se requirieron más modificaciones en la estructura del barco.

Conclusión

Herramientas como escáneres láser y potentesoftware para la metrología y la gestión de la calidad se han convertido en indispensables en la construcción naval moderna. Desempeñan un papel clave para garantizar que los componentes encajen perfectamente cuando se ensamblan, que cualquier cambio requerido se pueda hacer a tiempo y que el barco se complete y entregue a tiempo. Zimmermann explica: “Tenemos que ser capaces de confiar en nuestros resultados de medición en todo momento. Con 3D Systems, tenemos un socio confiable a nuestra lado que entiende nuestras necesidades y está mejorando constantemente el software de inspección. Esto nos permite en MEYER WERFT construir increíbles cruceros, transbordadores y buques de investigación”.