easyJet reduce el tiempo de evaluación de daños de aeronaves en un 80 % con Geomagic Control X

Producto: Geomagic Control X
Industria: Aeroespacial y Defensa

Si ha volado a cualquier lugar de Europa en las últimas dos décadas, es muy probable que haya volado con easyJet. Esta aerolínea de bajo costo líder en Europa lleva a los viajeros a más de 30 países en más de 600 rutas de manera segura y conveniente, al mismo tiempo que ofrece algunas de las tarifas más bajas en todo el continente. ¿Cómo lo hicieron? Con un enfoque en la seguridad, la simplicidad y la eficiencia operativa. La organización de ingeniería de easyJet personifica este espíritu al poner la seguridad en el centro de todo lo que hace e innovar para mejorar continuamente el rendimiento y reducir los costos.

easyJet evalúa los daños de aeronaves más rápido con Geomagic Control X

Un Airbus A320 de easyJet en el hangar de mantenimiento de la empresa, donde se aprovecha el escaneo 3D para mejorar y acelerar las evaluaciones de daños a aeronaves.

Minimización del tiempo de aeronaves en tierra

Una de las formas más importantes en que easyJet puede minimizar los retrasos y mantener bajos los precios de los boletos es reducir el tiempo de aeronave en tierra (AOG). Los eventos AOG no planificados ocurren cuando cualquiera de los 298 aviones Airbus de la compañía sufre daños o fallas mecánicas, y pueden ser muy costosos, sin mencionar los inconvenientes para los pasajeros. Está claro que cuanto más rápido se pueda revisar un avión dañado, mejor será para la aerolínea y sus pasajeros. 

“Uno de nuestros mayores desafíos es tratar de reducir el tiempo AOG de las aeronaves y mantener registros precisos cuando se producen daños”, dijo Andrew Knight, ingeniero de estructuras de flotas de easyJet. Si bien es raro, el granizo, los impactos de pájaros y otros eventos pueden dañar potencialmente las alas y el fuselaje y requieren inspección antes de volver a volar. La verificación de los daños causados ​​por este tipo de eventos ha sido tradicionalmente un proceso lento, manual y de baja tecnología que requiere que el personal de mantenimiento evalúe los daños de la aeronave utilizando herramientas de medición manual, como reglas y calibradores vernier. Peor aún, interpretar el alcance de cualquier daño usando esta técnica es altamente subjetivo y no repetible entre los miembros del personal. El equipo de ingeniería estructural de easyJet buscó una solución moderna para acelerar las cosas y brindar resultados más precisos y trazables.

Ubicación de la desviación escaneada en 3D con Geomagic Control X

Geomagic Control X muestra los resultados de un análisis de abolladuras, incluidas la profundidad y la distancia máximas entre cada abolladura, en función de un escaneo 3D de un alerón.

Inspección móvil 3D repetible y precisa

“Hemos estado buscando un sistema que sea fácil de usar para el ingeniero de mantenimiento pero que tenga la capacidad de proporcionar informes más detallados si así lo requiere el personal de soporte. Debe ser preciso, repetible y, sobre todo, móvil, ya que los eventos AOG pueden ocurrir en cualquier lugar dentro de nuestra red de 136 destinos en toda Europa”, continuó Knight. “El mayor desafío fue el lado del software porque necesitaba ser una interfaz simple y fácil de usar para obtener un informe básico de daños, pero lo suficientemente potente como para proporcionar detalles más detallados en las oficinas de soporte. El escaneo 3D debería proporcionarnos una evaluación de daños precisa y rápida con resultados repetibles independientemente de la experiencia del usuario”.

Por estos motivos, easyJet recurrió al distribuidor de 3D Systems OR3D, una empresa del Reino Unido con experiencia en escaneo 3D y software Geomagic. Robert Wells, un experto en escaneo 3D de OR3D, informó que “según el requisito de easyJet de escanear rápidamente áreas grandes, como la longitud total del ala de un Airbus A320, en la pista, recomendamos un escáner 3D portátil de mano. Y sabíamos que Geomagic Control X™ era el software adecuado porque necesitaban una forma automatizada de evaluar las abolladuras que fuera fácil de aprender y usar para su personal”. Con esta solución, realizar una evaluación de daños en los aproximadamente 70 pies (21 metros) de las aletas de un A320 toma solo unas pocas horas, en comparación con varios días con calcos de cera en papel de calco, lo que ahorra a easyJet decenas de miles de libras/euros por evento de daño. .

La inspección de Geomagic Control X muestra las ubicaciones de las abolladuras a easyJet de forma rápida y precisa

La ubicación y la gravedad del daño se reconocen instantáneamente durante la evaluación de las superficies de vuelo. Las decisiones de reparación se pueden tomar rápidamente y con un alto nivel de confianza.

Informes instantáneos para una documentación rápida

Una vez que se completan los escaneos, los ingenieros de easyJet pueden obtener informes de daños del software Geomagic Control X en el acto. No necesitan cargar modelos CAD ni alinear los datos escaneados con ninguna otra cosa en el software, y no necesitan tener una gran experiencia en metrología para obtener resultados confiables. Control X utiliza su motor CAD para crear automáticamente una geometría idealizada que cumpla con los estándares de continuidad de la superficie definidos por Airbus, y mide la aeronave escaneada contra esa geometría idealizada para brindar resultados instantáneos. En cuestión de minutos, los ingenieros de easyJet tienen un informe inicial de daños consistente, repetible y completamente documentado que les permite decidir qué reparaciones, si las hay, se necesitan antes de que la aeronave pueda volver a ponerse en servicio.

Potente inspección 3D que es fácil de aprender

easyJet ha adoptado Control X para evaluaciones de daños a gran escala porque es muy accesible para ingenieros ocupados con muchas otras responsabilidades. Knight comentó sobre esto específicamente, diciendo que “los ingenieros no usarán el sistema si es demasiado complejo y requiere un conocimiento profundo del software y/o una amplia capacitación”. Control X cumple estos requisitos mejor que cualquier otro software de inspección basado en escaneo porque es intuitivo, fácil de aprender y lo suficientemente potente como para manejar escenarios de medición complejos. Cualquiera que esté familiarizado con el uso de software 3D puede elegir Control X y obtener resultados en cuestión de minutos, con la flexibilidad de medir lo que necesita, sin programación previa ni macros inflexibles.

¿Qué significa para easyJet este nuevo y moderno enfoque de la inspección de daños? “Hemos estimado un ahorro aproximado del 80 % en el tiempo para realizar evaluaciones utilizando los sistemas 3D que tenemos actualmente con un ahorro potencial del 80 % en términos monetarios”, dice Knight. Hay beneficios adicionales más allá de la reducción del tiempo de AOG y una mejor toma de decisiones con respecto a las reparaciones: mantener informes detallados de daños, completos con datos de escaneo precisos, puede ayudar a la empresa dentro de unos años cuando llegue el momento de vender o devolver aviones a sus arrendatarios.

El uso de EasyJet de Control X es otro ejemplo de cómo el software de inspección simple e intuitivo ayuda a las empresas a garantizar la calidad en todas partes al permitir que más personas midan más cosas en más lugares.

Cummins utiliza el software Geomagic y la impresión 3D en metal para restaurar un auto de carreras de 1952 y lograr que corra 50 % más rápido

Producto: Geomagic Control X
Industria: Automotriz y Transporte

El Cummins Diesel Special n.º 28 conmocionó al mundo de las carreras en 1952 cuando consiguió la primera posición en la línea de salida en Indianápolis 500 (Indy 500) con el tiempo de vuelta más rápido de la historia. Esta hazaña, junto con las muchas otras innovaciones del auto, le permitió ganar un lugar destacado en la historia de las carreras.

Sesenta y cinco años más tarde, el n.º 28 recibió una invitación del Festival de velocidad de Goodwood en el Reino Unido para participar en la legendaria Carrera de montaña de Goodwood junto con cientos de autos modernos y clásicos. Durante la preparación del n.º 28, los ingenieros de Cummins descubrieron que la bomba de agua estaba tan corroída que probablemente no sobreviviría al evento. El auto n.º 28 necesitaba una nueva bomba de agua para llegar a Goodwood en buenas condiciones.

La bomba de agua original tenía un diseño único específico para el auto n.º 28, lo que significaba que no había una pieza de repuesto compatible. Para complicar aún más la situación, tenían que enviar el n.º 28 en cuestión de semanas, de modo que los ingenieros descartaron los métodos tradicionales de fundición en arena para producir un repuesto, ya que ese proceso tenía un tiempo de entrega estimado de 10 semanas. En cambio, los ingenieros de Cummins recurrieron a la ingeniería inversa y la fabricación aditiva (AM) de metales mediante una impresora 3D para metal ProX DMP 320 de 3D Systems con la ayuda de 3rd Dimension Industrial 3D Printing, un fabricante de metales de alta calidad especializado en impresión directa en metal (DMP) 3D. La nueva bomba de agua se imprimió en 3D en solo tres días y el proceso completo tomó cinco semanas en lugar de 10.

El Cummins Diesel Special n.º 28 en el Indy 500 de 1952

El Cummins Diesel Special n.º 28 en el Indy 500 de 1952

Una página de la historia de las carreras

El n.º 28 fue el primer auto de Indy 500 equipado con un turbocompresor y el primero cuya aerodinámica se optimizó en un túnel de viento. Corrió las cuatro vueltas de clasificación a una velocidad promedio récord de 138,010 mph.

Bomba de agua original en la que se observa corrosión y desgastes severos

Bomba de agua original en la que se observa corrosión y desgastes severos

Desde su trascendental carrera en 1952, el n.º 28 se exhibió en el Indianapolis Motor Speedway Museum y en el edificio de oficinas corporativas de Cummins. En 1969, el n.º 28 corrió una vuelta por la pista de Indy antes del inicio de la carrera para conmemorar el 50.º aniversario de Cummins. La última vez que el n.º 28 corrió fue en el Festival de velocidad de Goodwood a finales de 1990.

“Mientras preparamos el automóvil para que volviera a funcionar por primera vez en casi 20 años, descubrimos corrosión y desgastes severos en la bomba de agua”, dijo Greg Haines, líder de diseño y desarrollo del motor X15 y miembro del equipo de historia y restauración de Cummins. “En algunas partes, la carcasa estaba completamente desgastada y los depósitos de minerales que cubrían los agujeros era lo único que evitaba una filtración. Necesitábamos rápido una carcasa nueva si queríamos cumplir con nuestro compromiso de correr con el auto en Goodwood”.

Carrera para producir una nueva bomba de agua

El método básico para construir la nueva carcasa de la bomba es el mismo que se utilizó para construir la bomba original: mecanizar un patrón de plástico o madera y utilizarlo para formar un molde de arena para la fundición. Con este método, el equipo hubiese tardado alrededor de 10 semanas en construir la carcasa, lo que los dejaba afuera de Goodwood. El nuevo patrón de fundición se podría haber impreso en 3D o incluso se podría haber impreso en 3D el propio molde de impresión para reducir el plazo de entrega de la nueva carcasa de la bomba de agua. Sin embargo, el mayor aumento de productividad se produjo al evitar el proceso de fundición por completo y utilizar la ingeniería inversa y la impresión en 3D para producir la pieza final directamente en solo cinco semanas, un 50 por ciento más rápido.

Inspección de la bomba de agua en Geomagic Control X

Inspección de la bomba de agua en Geomagic Control X

Análisis

Los ingenieros de Cummins comenzaron por escanear la carcasa de la bomba de agua existente con un escáner de TC. Eligieron un escáner de TC porque la bomba contenía muchos rebajados y otras geometrías internas que habrían sido imposibles de capturar con un escáner láser u otra herramienta de procesado de imágenes de línea recta.

Inspección

Para verificar que los datos escaneados fueran precisos antes de avanzar, los ingenieros importaron los datos de la nube de puntos generados por el escáner de TC al software de inspección y metrología Geomagic Control X donde separaron y alinearon la geometría interna y externa de la bomba.

“Para un proyecto como este, solemos separar la geometría interna en espiral del cuerpo para poder modelarla como un núcleo y hacer una comparación con los datos de la nube de puntos para asegurarnos de que todo nuestro trabajo sea preciso”, explica Chris George, líder del equipo de modelos CAD para el diseño de sistemas avanzados de Cummins.

Comparación del modelo CAD de la bomba de agua con los datos escaneados en Geomagic Design X

Comparación del modelo CAD de la bomba de agua con los datos escaneados en Geomagic Design X

Ingeniería inversa

Con una buena geometría escaneada para iniciar su trabajo de diseño, Cummins utilizó el software de ingeniería inversa Geomagic Design X para convertir la nube de puntos en un modelo sólido no paramétrico para realizar comprobaciones de ajuste de CAD. Estas comprobaciones ayudaron al equipo de Cummins a determinar las dimensiones de ensamblaje adecuadas para el impulsor y el eje, y cómo todo encajaría y se sellaría en última instancia.

Según George, Cummins utiliza Geomagic Control X y Geomagic Design X como su software principal para la manipulación de nubes de puntos. “El software Geomagic de 3D Systems proporciona una solución completa para procesar e inspeccionar los datos de escaneado y convertirlos en un modelo sólido”, afirmó. “Los usamos para cada proyecto de ingeniería inversa, que a menudo requiere conciliaciones geométricas, análisis de la estructura y el flujo de elementos finitos, y comparaciones de modelo a escaneo reportadas a nuestros clientes de ingeniería”.

“El software Geomagic de 3D Systems proporciona una solución completa para procesar e inspeccionar los datos de escaneado y convertirlos en un modelo sólido. Usamos esta solución en cada proyecto de ingeniería inversa que realizamos”.

—Chris George, director del Equipo de modelos CAD para diseños avanzados de sistemas, Cummins

Diseño de una nueva bomba de agua en Creo

Diseño de una nueva bomba de agua en Creo

Diseño

Debido a la gran corrosión de la pieza original, Cummins no pudo utilizar el modelo creado a partir de los datos escaneados como base para la impresión 3D. En su lugar, los ingenieros de Cummins importaron el modelo no paramétrico al software de CAD 3D de PTC Creo® para que sirviera de plantilla a fin de crear un modelo paramétrico. Ante los daños físicos de la bomba escaneada, el equipo de Cummins tuvo que tomar decisiones informadas mientras modelaban el repuesto en 3D para conseguir un modelo final funcional.

Impresión 3D

Luego, enviaron este archivo al equipo de 3rd Dimension, que lo limpió, lo analizó para obtener una orientación de impresión óptima y asignó soportes para una impresión estable. Los ingenieros de 3rd Dimension dividieron y prepararon la pieza para definir el movimiento del láser durante la construcción.

Aunque la carcasa original de la bomba de agua se había fabricado con magnesio para reducir el peso, la sensibilidad del magnesio a la corrosión tras una exposición prolongada al agua y al refrigerante era un factor importante en el problema que Cummins intentaba resolver. Por lo tanto, 3rd Dimension fabricó la pieza impresa en 3D final utilizando material de acero inoxidable LaserForm 316-L en una impresora 3D para metal ProX DMP 320.

Nueva bomba de agua impresa en 3D con el ensamblaje del propulsor

Nueva bomba de agua impresa en 3D con el ensamblaje del propulsor

“El mayor volumen de construcción de ProX DMP 320 nos permitió tener algunas opciones adicionales con la orientación de las piezas, lo que nos ayudó a optimizar los soportes. Además, la velocidad de impresión nos permitió realizar la impresión en el tiempo que teníamos”, afirmó Bob Markley, presidente de 3rd Dimension. “ProX DMP 320 no utiliza aglomerantes para unir el material, lo que da como resultado una aleación pura que funciona como el metal real, porque es lo es. Esto beneficia el rendimiento final de las piezas debido el entorno operativo”.

Solo tres días después de recibir el archivo 3D de la geometría de la bomba de agua, 3rd Dimension envió a Cummins la carcasa completa de la bomba.

Volver a hacer historia en las carreras

La carcasa se ensambló perfectamente con los otros componentes de la bomba y nos ofreció un rendimiento que parecía como nuevo durante más de seis carreras de montaña de Goodwood. Al igual que en Indy, el n.º 28 entusiasmó a los aficionados en Goodwood y apareció en “Las 10 mejores cosas que vimos en el Festival de velocidad de Goodwood de 2017” de la revista Car and Driver.

El Cummins Diesel Special n.º 28 en el Festival de velocidad de Goodwood de 2017

Además, al igual que en el 50.º aniversario de Cummins en 1969, el n.º 28 tuvo un papel destacado en la celebración del 100.º aniversario de Cummins al dar una vuelta de desfile alrededor de la pista antes del comienzo de la carrera de Indy 500 de 2019.

Proceso de fabricación mejorado con el escáner 3D de Artec y el software Geomagic Control X

Producto: Control X, Artec 3D Space Spider
Industria: Fundición

A medida que evolucionan las nuevas tecnologías de producción, surgen nuevos desafíos técnicos para fabricar la mejor pieza posible. A menudo, un fabricante por contrato tiene que ajustar significativamente el nuevo proceso la primera vez que intenta la producción para comprender elementos como la contracción, el acabado de la superficie y la repetibilidad. La fabricación aditiva (FA) no es una excepción y, sin embargo, las herramientas para rastrear estos elementos para esta metodología de producción se han quedado atrás. Eso ahora está cambiando.

La mayoría de los productos manufacturados siguen un proceso común a lo largo de su ciclo de vida hasta la producción. Diseñar, fabricar, inspeccionar es una forma generalizada de considerar el proceso, las etapas y las responsabilidades, cada una de las cuales es clave para producir piezas de alta calidad. Según la complejidad y la naturaleza de la pieza que se fabrica, el flujo de trabajo real puede tener muchos bucles de ajuste y retroalimentación.

Flujo de trabajo de fabricación

El siguiente ejemplo de flujo de trabajo demuestra cómo el escáner 3D Space Spider de Artec y el software Geomagic Control X juntos proporcionaron una captura y análisis total de formas en patrones de fundición de cera impresos en 3D y piezas fundidas en todas las etapas del proceso de diseño, prueba y fabricación.

Infografía de flujo de trabajo de diseño, creación de patrones, fundición y control de calidad para el software de inspección Geomagic Control X y el escáner Artec 3D Space Spider
Software de escaneo Artec Studio
Software de escaneo Artec Studio

El Artec 3D Space Spider es un escáner 3D portátil de ultra alta resolución que se destaca en la captura precisa de objetos pequeños y detalles complejos para la inspección dimensional.

Con la operación plug-and-play, Space Spider escanea objetos fácilmente, sin una preparación complicada y una amplia capacitación del usuario, lo que permite a los clientes digitalizar piezas en cualquier lugar. Los algoritmos sin objetivos patentados de Artec 3D permiten que el escáner rastree el objeto solo por su forma y color, sin necesidad de aplicar objetivos al objeto.

Geomagic Control X de 3D Systems es un software de metrología industrial que permite el análisis de causa raíz (RCA) y la corrección para la fabricación. Como software nativo de escaneo 3D, Geomagic Control X es una solución ideal para metrología con dispositivos de medición portátiles. Con Geomagic Control X, más personas en su organización pueden medir más rápido, con mayor frecuencia y de manera más completa, desde cualquier lugar.

La solución total proporciona una visión única de la producción exitosa en un proceso de fabricación complejo. ¿El resultado? Calidad, precisión y repetibilidad generales de la pieza final muy mejoradas.

Diseño

Para este ejemplo de flujo de trabajo, replicamos un proyecto real de un cliente, pero generalizamos los detalles. En este caso, el cliente estaba desarrollando un vehículo ligero especializado de conducción autónoma. Para acelerar el tiempo de comercialización, seleccionaron y combinaron una variedad de componentes y sistemas de vehículos que se encuentran actualmente en el mercado para completar un prototipo funcional. En este proceso, encontraron que un muñón de dirección específico (uno por cada uno) era valioso para el proyecto y necesitaban digitalizar y capturar el diseño para poder modificarlo y fabricarlo en un material liviano.

Para comenzar a trabajar, escanearon en 3D y realizaron ingeniería inversa de la fundición original. Utilizaron el escáner 3D Space Spider de Artec para una digitalización rápida y luego modelaron la pieza de manera rápida y precisa en Geomagic Design X con un enfoque único de modelado híbrido. Por lo general, los clientes seguirán un método de modelado según construcción (muy preciso) o según la intención del diseño (basado en dimensiones). Un enfoque de modelado híbrido consiste en combinar ambos conceptos para ofrecer un resultado de modelo sólido CAD que tiene tanto características dimensionadas como superficies NURB de alta precisión. Con esta estrategia, completaron el modelo en menos de 1,5 horas y lo transfirieron en vivo a SOLIDWORKS como CAD basado en funciones.

Escaneo de piezas originales
Escaneo de piezas originales
Modelo CAD híbrido
Modelo CAD híbrido
Modelo derrotado para imprimir
Modelo derrotado para imprimir
Impresión de cera sin terminar de la impresora 3D ProJet® MJP 2500 IC de 3D Systems
Impresión de cera sin terminar de la ProJet MJP 2500 IC
Sección transversal de muestra del modo de relleno disperso impreso en la impresora 3D ProJet® MJP 2500 IC de 3D Systems
Sección transversal de muestra del modo de relleno disperso impreso en ProJet MJP 2500 IC

Haciendo patrones

AM se ha utilizado en aplicaciones aeroespaciales y automotrices para producir patrones de fundición de sacrificio durante décadas. Con los avances recientes en la impresión 3D, los patrones de grado industrial se pueden imprimir en cera o polímero a un costo significativamente menor, lo que funciona a la perfección en el proceso de fundición de inversión. 3D Systems está experimentando una adopción más distribuida de creación de patrones aditivos sin herramientas y seguirá creciendo a medida que la tecnología se vuelva más accesible, rápida y precisa.

Para cualquier proceso aditivo que involucre energía térmica en la deposición del material o el procesamiento posterior, puede ocurrir cierta cantidad de deformación y sedimentación de la pieza. Las partes que tienen una masa significativa o un área de sección transversal significativa retendrán el calor por más tiempo que las partes más pequeñas o más delgadas.

Basándose en este conocimiento, 3D Systems probó dos métodos de impresión con el objetivo de tener el costo más bajo posible de productos impresos y el más alto nivel de estabilidad dimensional: un método de impresión de cera completamente sólido, así como un relleno de cera delgado y escaso. método. Ambos se prepararon con el software de cliente de compilación 3D Sprint y se imprimieron en la impresora 3D ProJet MJP 2500 IC que produce patrones de fundición de cera. A partir de nuestra experiencia previa, descubrimos que una carcasa de 2 mm con una relación de relleno escaso del 50 % produce piezas estables y de alta calidad cuando se imprimen piezas relativamente grandes.

Después del procesamiento posterior y el tiempo de enfriamiento, usamos el mismo escáner 3D Space Spider de Artec para escanear los dos patrones con relativa facilidad. La forma única de las piezas, el color de la cera verde y el ligero efecto opaco y blanqueador del proceso posterior permitieron a nuestro técnico de escaneo capturar los modelos sin problemas usando el seguimiento de Geometría + Textura.

Usando Geomagic Control X, importamos el archivo de construcción 3D Sprint directamente e inspeccionamos cada parte en su orientación de impresión exacta para la rutina de inspección. Sabiendo que estaríamos escaneando la parte en cuestión de manera iterativa para mejorar el proceso, pudimos configurar un proyecto de inspección detallado y duplicarlo varias veces mientras mantenemos el historial completo de desarrollo del proceso en un solo archivo de Geomagic Control X. Después de completar los escaneos, simplemente colocamos cada nuevo archivo STL en el proyecto Geomagic Control X y el proceso de evaluación se hizo cargo automáticamente, lo que resultó en informes repetibles de alta calidad.

Descubrimos que, en general, todas las áreas con desfases de mecanizado estaban dentro de la tolerancia de fundición, pero las áreas de forma más libre presentaban tendencias fuera de una banda de tolerancia estrecha. Creemos que esto correlacionó adecuadamente con nuestras suposiciones de que las grandes áreas transversales retienen el calor y potencialmente cambian de forma cuando se enfrían.

Nuestro análisis integral para esta etapa nos ayudó a sacar algunas conclusiones de que la impresión 3D con el patrón de cera no solo era más rentable, sino también más compatible con las dimensiones después del procesamiento posterior.

  • El uso de material se redujo en aproximadamente un 35%.
  • El costo del material se redujo en aproximadamente un 27%.
  • El cumplimiento general de las tolerancias se incrementó en aproximadamente un 10 % (usando la comparación 3D).
  • La parte sólida no superó el umbral de tolerancia.
  • La parte de relleno superó el umbral de tolerancia.
  • La estabilidad dimensional a largo plazo a temperatura ambiente mejoró con respecto a la parte sólida.
Análisis de patrones de cera sólida
Análisis de patrones de cera sólida
Patrón de cera con análisis de relleno
Patrón de cera con análisis de relleno

Asano utiliza el software de escaneo 3D Geomagic para impulsar la innovación

Producto: Geomagic Design X, Control X
Industria: Automotriz y Transporte

Cuando se trata de innovación en diseño y garantía de calidad, las empresas tienden a dividirse en dos categorías: las que esperan hasta el último momento para adoptar nuevas tecnologías para no quedarse atrás, y las que siempre están a la vanguardia, con el objetivo de la mejora continua.

Asano Co., Ltd., un fabricante japonés de procesamiento de metales que sirve a las industrias automotriz y de motocicletas, es claramente el segundo tipo de empresa, adoptando tecnologías de escaneo 3D que han tenido un profundo efecto en sus procesos de diseño y garantía de calidad.

El trabajo de diseño se ha transformado mediante la ingeniería inversa utilizando el software Geomagic Design X y la garantía de calidad de la velocidad y precisión del software Geomagic Control X. Ambos productos provienen de 3D Systems.

Un pilar empresarial

Asano diseña y fabrica una amplia gama de prototipos de piezas de chapa, moldes metálicos, plantillas, maquinaria y otras piezas. La compañía es conocida por el uso de tecnologías de vanguardia para proyectos como la reducción del peso automotriz mediante el uso de termoplásticos reforzados con fibra de carbono (CFRTP).

El Sr. Norimichi Abe, Líder de Grupo del Grupo de Control General de Asano para el Procesamiento de Máquinas CAD, comenzó a experimentar con dispositivos de captura 3D y Geomagic Design X hace casi 10 años. El Sr. Abe ahora considera que la ingeniería inversa es un pilar del negocio de Asano. Estima que la compañía ha completado más de 200 proyectos utilizando escaneo 3D y Geomagic Design X.

Geomagic Design X está diseñado desde cero para convertir datos de escaneo 3D en modelos CAD basados en características de alta calidad. Proporciona todo lo necesario para capturar la geometría de objetos de todos los tamaños y crear diseños listos para la fabricación, incluida la extracción automática y guiada de modelos sólidos, el ajuste exacto de la superficie a los escaneos 3D orgánicos, la edición de mallas y el procesamiento de nubes de puntos.

“Geomagic Design X es el mejor software de ingeniería inversa disponible, que proporciona un gran equilibrio de características y la capacidad de manejar enormes nubes de puntos con facilidad”, dice el Sr. Abe. “Va más allá del potente modelado basado en características para ofrecer la flexibilidad de una variedad de métodos de modelado, incluida la creación automática de superficies. Esto lo convierte en la herramienta ideal para una amplia gama de desafíos de modelado”.

Integración del diseño para una mayor estabilidad

Un proyecto reciente para Spoon Inc., una compañía japonesa que proporciona kits de ajuste y piezas especializadas para las carreras y los autos de calle de Honda, ejemplifica el uso experto de Asano de las tecnologías de escaneo 3D.

El proyecto consistió en diseñar una nueva placa para la parte inferior delantera de un automóvil deportivo Honda S660. La pieza original sufrió torsión durante el frenado y el balanceo bruscos. La placa fue diseñada originalmente como parte del complejo ensamblaje de la base del automóvil, lo que habría hecho que fuera muy lento rediseñar desde cero.

En lugar de volver a la mesa de dibujo, Asano escaneó la superficie frontal de la parte inferior de la carrocería del S660. Geomagic Design X se utilizó para procesar los datos de escaneo y diseñar una nueva placa de precisión que pudiera montarse en lugar de la original.

“La placa rediseñada se podía unir al automóvil simplemente, sin ningún procesamiento, y era tan precisa que la cubierta cubierta se podía montar sin alteraciones”, dice el Sr. Abe.

La placa rediseñada proporcionó una mayor estabilidad, según abe, basada en el hecho de que la suspensión y la carrocería estaban integradas en una sola caja como un subchasis.

Hacerlo bien la primera vez

Más allá de la captura y el procesamiento de puntos, Geomagic Control X se ha convertido en una herramienta central para los esfuerzos de la Sección de Garantía de Calidad de Asano para reducir el número de hojas de prueba para sus prototipos y producir un molde preciso en el primer intento.

“Estamos buscando agresivamente varios métodos de prueba nuevos que son más rápidos y precisos que los que hemos utilizado en el pasado”, dice el Sr. Hiroshi Imai, Jefe de Sección de Garantía de Calidad en la Planta Gunma de Asano.

Geomagic Control X permite a los fabricantes tomar medidas precisas de piezas de escáneres 3D y compararlas con precisión con los datos de referencia digitales para la inspección del primer artículo y otras aplicaciones de metrología. El software genera instantáneamente informes 3D de mediciones, tolerancias y desviaciones.

Asano utiliza el escaneo 3D y Geomagic Control X para acelerar el proceso de prueba de piezas y obtener datos más precisos sobre las desviaciones del diseño original.

“Durante la producción de prueba, es importante comprender toda la forma y las superficies de las piezas de chapa”, dice el Sr. Matsumoto, quien está a cargo de probar la Sección de Garantía de Calidad de Asano. “Antes de comenzar a usar Geomagic Control X, si los resultados no eran lo suficientemente buenos cuando presionábamos los prototipos y los medimos con un láser, era difícil determinar si era un problema con la forma o con el láser. Esto hizo perder una cantidad considerable de tiempo”.

Modeling the chassis parts in Geomagic Design X

Dos o tres veces más rápido

Debido al tiempo y el esfuerzo necesarios para capturar y procesar datos, Asano solo podía realizar pruebas de características de productos para productos producidos en masa.

“A excepción de los productos producidos en masa, los únicos métodos de prueba disponibles para nosotros eran verificar la superficie mediante medición 3D para designar y medir puntos arbitrarios en la superficie”, dice el Sr. Tetsuya Matsumoto. “Esto hizo que fuera difícil comprender toda la forma. Se dedicó mucho tiempo y trabajo a aclarar las características del producto”.

Con un dispositivo de escaneo 3D preciso y Geomagic Control X, el Sr. Matsumoto dice que Asano ahora puede comprender la causa de las desviaciones de un vistazo.

“Nuestras pruebas son de dos a tres veces más rápidas que en el pasado, y podemos apuntar a una eficiencia de fabricación mucho mayor”.

La adopción de nuevas tecnologías como la ingeniería inversa y la metrología 3D es un proceso continuo en Asano, algo que está integrado en el ADN de la compañía.

“Nos anticipamos a las necesidades y aceptamos todos y cada uno de los desafíos”, dice el Sr. Akio Kishi, Director de la Oficina de Promoción de la Gestión de Asano. “Esta postura es una de las principales fortalezas de nuestra compañía”.

Completed parts manufactured from 3D CAD data used with 3D scanning

3D Systems construye mejores impresoras 3D con Geomagic Control X

Producto: Geomagic Control X
Industria: Diseño

3D Systems ha dedicado sus 30 años de historia a permitir a sus clientes optimizar sus diseños, transformar sus flujos de trabajo, llevar productos innovadores al mercado e impulsar nuevos modelos de negocio. Y la compañía se beneficia de las mismas soluciones de tecnología 3D en su propio negocio. Caso en cuestión: cuando llegó el momento de lanzar la impresora 3D ProX® SLS 6100, 3D Systems recurrió a su grupo de software interno Geomagic y socio de confianza Hexagon Manufacturing Intelligence para garantizar que las impresoras coincidieran con la alta calidad de su diseño.

Los componentes de calidad hacen productos de calidad

Control X LiveInspect 3D inspection of 3D Systems ProX SLS 6100

La ProX SLS 6100 es una impresora 3D industrial de precisión que debe cumplir con especificaciones exigentes para garantizar que construye piezas de calidad de producción de manera precisa y confiable, las 24 horas del día, los 7 días de la semana. Lograr esta calidad requiere cumplir con estrictas tolerancias dimensionales, comenzando desde el principio con el marco de acero soldado que sirve como base de la impresora 3D industrial de más de 3000 lb (1360+ kg). Los marcos de la ProX SLS 6100 son fabricados por un proveedor especializado basado en diseños proporcionados por 3D Systems, y luego se entregan a las instalaciones de fabricación de 3D Systems en Rock Hill, Carolina del Sur, donde se ensamblan las impresoras.

Para garantizar que todos los productos se desarrollen y entreguen al más alto nivel con una mejora continua, toda la organización contribuye al control de calidad. Bryan Rough, Gerente del Programa de Fabricación para Sistemas 3D, apoya el proceso de fabricación de ProX SLS 6100, incluida la inspección de componentes como los marcos de las impresoras. “Necesitamos saber que todo sobre este nuevo producto cumple con las especificaciones de ingeniería y funciona extremadamente bien en el campo”, dijo Rough. “Tenemos varios requisitos críticos de planitud y paralelismo, y debemos asegurarnos de que estamos cumpliendo con nuestro compromiso con la calidad en todo momento”.

Ahorro de tiempo y dinero con la inspección 3D

Según Rough, si un marco está fuera de tolerancia y el problema no se descubre antes del ensamblaje, podría conducir a errores de fabricación que cuestan decenas de miles de dólares para corregir, sin mencionar el retraso en la entrega de impresoras a los clientes. Los requisitos de Rough son claros: inspeccionar rápidamente los bastidores grandes y pesados de la ProX SLS 6100 directamente en la fábrica con un compromiso de tiempo mínimo. “Este es un paso muy importante, pero también es solo un aspecto de mi trabajo, por lo que no tengo tiempo para convertirme en un experto en el uso de herramientas de inspección complejas. Necesito un sistema de inspección que pueda recoger un par de veces a la semana, obtener las mediciones que necesito, generar un informe y pasar a mis otros proyectos. Geomagic® Control X™ es perfecto para eso”.

Junto con una MMC óptica portátil AICON MoveInspect XR8 de Hexagon Manufacturing Intelligence, Geomagic Control X permite a Rough y sus compañeros de equipo medir la planitud, el paralelismo, la perpendicularidad y otras dimensiones y tolerancias geométricas (GD&T) directamente en el piso de la fábrica. Lo mejor de todo es que se tarda menos de una hora en configurarse, tomar medidas y generar un informe de inspección completo para cada fotograma ProX SLS 6100.

“El MoveInspect XR8 es ideal para medir estos grandes marcos soldados porque puedo usar la sonda inalámbrica en cualquier lugar en un gran volumen de medición. No tengo que preocuparme por los problemas de línea de visión debido a la capacidad de referencia dinámica del XR8 que me permite mover el dispositivo donde sea que lo necesite sin realinearlo”, dijo Rough. El software también facilita las cosas y fue intuitivo de aprender e incorporar en el proceso de fabricación. “Control X es muy sencillo de usar”, dice Rough. “Tuve medio día de capacitación en Control X meses antes de que el primer marco de la impresora estuviera listo, y cuando llegó el momento de recoger el software nuevamente, pude comenzar y terminar mi primera inspección el mismo día”. Rough dice que esta es una gran distinción de otros software de metrología que ha utilizado en el pasado. “Otro software de inspección que he usado ha sido mucho más complicado y no hay forma de que pudiera haberlos recogido tan rápido como aprendí Control X”.

Inspección 3D flexible y fácil con LiveInspect

Rough utiliza los archivos CAD 3D del marco para definir exactamente lo que necesita medir en control X. A continuación, el software planifica automáticamente una rutina de medición y se conecta directamente al MoveInspect XR8. Todo lo que Rough o sus compañeros de equipo deben hacer es caminar hasta el marco y seguir las indicaciones en pantalla y habladas del Control X para tomar medidas donde sea necesario utilizando mi.probe del XR8, en un proceso llamado LiveInspect. Cuando sea necesario, también pueden tomar otras medidas. A diferencia de una rutina de inspección basada en scripts, el proceso LiveInspect es flexible para que los usuarios puedan medir lo que necesiten y agregarlo al informe de inspección con un par de clics.

“Ahora podemos ser proactivos en lugar de reactivos cuando se trata de calidad porque podemos ver los problemas antes de que ocurran”, dijo Rough. “El uso del MoveInspect XR8 con Control X nos permite cumplir con los elevados estándares de calidad de 3D Systems para nuestros clientes en todo momento, y ha sido extremadamente útil para la introducción del nuevo ProX SLS 6100”.

El uso de Control X por parte de 3D Systems para su propio control de calidad es otro ejemplo de cómo el software de inspección simple e intuitivo ayuda a las empresas a garantizar la calidad en todas partes al capacitar a más personas para medir más cosas en más lugares. Obtenga más información sobre Geomagic Control X hoy mismo.

Cummins utiliza el software Geomagic y la impresión 3D en metal para restaurar un auto de carreras de 1952 y lograr que corra 50 % más rápido

Producto: Geomagic Design X/Control X
Industria: Maquinaria y Equipo Industrial

El Cummins Diesel Special n.º 28 conmocionó al mundo de las carreras en 1952 cuando consiguió la primera posición en la línea de salida en Indianápolis 500 (Indy 500) con el tiempo de vuelta más rápido de la historia. Esta hazaña, junto con las muchas otras innovaciones del auto, le permitió ganar un lugar destacado en la historia de las carreras.

Sesenta y cinco años más tarde, el n.º 28 recibió una invitación del Festival de velocidad de Goodwood en el Reino Unido para participar en la legendaria Carrera de montaña de Goodwood junto con cientos de autos modernos y clásicos. Durante la preparación del n.º 28, los ingenieros de Cummins descubrieron que la bomba de agua estaba tan corroída que probablemente no sobreviviría al evento. El auto n.º 28 necesitaba una nueva bomba de agua para llegar a Goodwood en buenas condiciones.

La bomba de agua original tenía un diseño único específico para el auto n.º 28, lo que significaba que no había una pieza de repuesto compatible. Para complicar aún más la situación, tenían que enviar el n.º 28 en cuestión de semanas, de modo que los ingenieros descartaron los métodos tradicionales de fundición en arena para producir un repuesto, ya que ese proceso tenía un tiempo de entrega estimado de 10 semanas. En cambio, los ingenieros de Cummins recurrieron a la ingeniería inversa y la fabricación aditiva (AM) de metales mediante una impresora 3D para metal ProX DMP 320 de 3D Systems con la ayuda de 3rd Dimension Industrial 3D Printing, un fabricante de metales de alta calidad especializado en impresión directa en metal (DMP) 3D. La nueva bomba de agua se imprimió en 3D en solo tres días y el proceso completo tomó cinco semanas en lugar de 10.

Una página de la historia de las carreras

El n.º 28 fue el primer auto de Indy 500 equipado con un turbocompresor y el primero cuya aerodinámica se optimizó en un túnel de viento. Corrió las cuatro vueltas de clasificación a una velocidad promedio récord de 138,010 mph.

Desde su trascendental carrera en 1952, el n.º 28 se exhibió en el Indianapolis Motor Speedway Museum y en el edificio de oficinas corporativas de Cummins. En 1969, el n.º 28 corrió una vuelta por la pista de Indy antes del inicio de la carrera para conmemorar el 50.º aniversario de Cummins. La última vez que el n.º 28 corrió fue en el Festival de velocidad de Goodwood a finales de 1990.

“Mientras preparamos el automóvil para que volviera a funcionar por primera vez en casi 20 años, descubrimos corrosión y desgastes severos en la bomba de agua”, dijo Greg Haines, líder de diseño y desarrollo del motor X15 y miembro del equipo de historia y restauración de Cummins. “En algunas partes, la carcasa estaba completamente desgastada y los depósitos de minerales que cubrían los agujeros era lo único que evitaba una filtración. Necesitábamos rápido una carcasa nueva si queríamos cumplir con nuestro compromiso de correr con el auto en Goodwood”.

Carrera para producir una nueva bomba de agua

El método básico para construir la nueva carcasa de la bomba es el mismo que se utilizó para construir la bomba original: mecanizar un patrón de plástico o madera y utilizarlo para formar un molde de arena para la fundición. Con este método, el equipo hubiese tardado alrededor de 10 semanas en construir la carcasa, lo que los dejaba afuera de Goodwood. El nuevo patrón de fundición se podría haber impreso en 3D o incluso se podría haber impreso en 3D el propio molde de impresión para reducir el plazo de entrega de la nueva carcasa de la bomba de agua. Sin embargo, el mayor aumento de productividad se produjo al evitar el proceso de fundición por completo y utilizar la ingeniería inversa y la impresión en 3D para producir la pieza final directamente en solo cinco semanas, un 50 por ciento más rápido.

Análisis

Los ingenieros de Cummins comenzaron por escanear la carcasa de la bomba de agua existente con un escáner de TC. Eligieron un escáner de TC porque la bomba contenía muchos rebajados y otras geometrías internas que habrían sido imposibles de capturar con un escáner láser u otra herramienta de procesado de imágenes de línea recta.

Inspección

Para verificar que los datos escaneados fueran precisos antes de avanzar, los ingenieros importaron los datos de la nube de puntos generados por el escáner de TC al software de inspección y metrología Geomagic Control X donde separaron y alinearon la geometría interna y externa de la bomba.

“Para un proyecto como este, solemos separar la geometría interna en espiral del cuerpo para poder modelarla como un núcleo y hacer una comparación con los datos de la nube de puntos para asegurarnos de que todo nuestro trabajo sea preciso”, explica Chris George, líder del equipo de modelos CAD para el diseño de sistemas avanzados de Cummins.

Ingeniería inversa

Con una buena geometría escaneada para iniciar su trabajo de diseño, Cummins utilizó el software de ingeniería inversa Geomagic Design X para convertir la nube de puntos en un modelo sólido no paramétrico para realizar comprobaciones de ajuste de CAD. Estas comprobaciones ayudaron al equipo de Cummins a determinar las dimensiones de ensamblaje adecuadas para el impulsor y el eje, y cómo todo encajaría y se sellaría en última instancia.

Según George, Cummins utiliza Geomagic Control X y Geomagic Design X como su software principal para la manipulación de nubes de puntos. “El software Geomagic de 3D Systems proporciona una solución completa para procesar e inspeccionar los datos de escaneado y convertirlos en un modelo sólido”, afirmó. “Los usamos para cada proyecto de ingeniería inversa, que a menudo requiere conciliaciones geométricas, análisis de la estructura y el flujo de elementos finitos, y comparaciones de modelo a escaneo reportadas a nuestros clientes de ingeniería”.

“El software Geomagic de 3D Systems proporciona una solución completa para procesar e inspeccionar los datos de escaneado y convertirlos en un modelo sólido. Usamos esta solución en cada proyecto de ingeniería inversa que realizamos”.

—Chris George, director del Equipo de modelos CAD para diseños avanzados de sistemas, Cummins

Diseño

Debido a la gran corrosión de la pieza original, Cummins no pudo utilizar el modelo creado a partir de los datos escaneados como base para la impresión 3D. En su lugar, los ingenieros de Cummins importaron el modelo no paramétrico al software de CAD 3D de PTC Creo® para que sirviera de plantilla a fin de crear un modelo paramétrico. Ante los daños físicos de la bomba escaneada, el equipo de Cummins tuvo que tomar decisiones informadas mientras modelaban el repuesto en 3D para conseguir un modelo final funcional.

Impresión 3D

Luego, enviaron este archivo al equipo de 3rd Dimension, que lo limpió, lo analizó para obtener una orientación de impresión óptima y asignó soportes para una impresión estable. Los ingenieros de 3rd Dimension dividieron y prepararon la pieza para definir el movimiento del láser durante la construcción.

Aunque la carcasa original de la bomba de agua se había fabricado con magnesio para reducir el peso, la sensibilidad del magnesio a la corrosión tras una exposición prolongada al agua y al refrigerante era un factor importante en el problema que Cummins intentaba resolver. Por lo tanto, 3rd Dimension fabricó la pieza impresa en 3D final utilizando material de acero inoxidable LaserForm 316-L en una impresora 3D para metal ProX DMP 320.

“El mayor volumen de construcción de ProX DMP 320 nos permitió tener algunas opciones adicionales con la orientación de las piezas, lo que nos ayudó a optimizar los soportes. Además, la velocidad de impresión nos permitió realizar la impresión en el tiempo que teníamos”, afirmó Bob Markley, presidente de 3rd Dimension. “ProX DMP 320 no utiliza aglomerantes para unir el material, lo que da como resultado una aleación pura que funciona como el metal real, porque es lo es. Esto beneficia el rendimiento final de las piezas debido el entorno operativo”.

Solo tres días después de recibir el archivo 3D de la geometría de la bomba de agua, 3rd Dimension envió a Cummins la carcasa completa de la bomba.

Volver a hacer historia en las carreras

La carcasa se ensambló perfectamente con los otros componentes de la bomba y nos ofreció un rendimiento que parecía como nuevo durante más de seis carreras de montaña de Goodwood. Al igual que en Indy, el n.º 28 entusiasmó a los aficionados en Goodwood y apareció en “Las 10 mejores cosas que vimos en el Festival de velocidad de Goodwood de 2017” de la revista Car and Driver.

Además, al igual que en el 50.º aniversario de Cummins en 1969, el n.º 28 tuvo un papel destacado en la celebración del 100.º aniversario de Cummins al dar una vuelta de desfile alrededor de la pista antes del comienzo de la carrera de Indy 500 de 2019.

Revelar los secretos de una tumba antigua con Geomagic Control X

Producto: Geomagic Control X
Industria: Académica

Cuando los investigadores del Instituto Nacional de Investigación gaya del Patrimonio Cultural (GNRICH) querían saber todo lo que podían sobre una antigua tumba descubierta en Changnyeong, Corea del Sur, recurrieron al escaneo 3D y al software 3D Systems para hacer el trabajo.

Recapturando el pasado

Con el fin de analizar todos los datos que podían encontrar en la tumba sin tener que estar físicamente presentes o arriesgarse a dañar los restos en su interior, los investigadores necesitaban encontrar una manera de digitalizar toda la tumba, incluyendo cuatro esqueletos humanos antiguos, a un alto grado de precisión y detalle en 3D completo.

Para hacer las cosas aún más difíciles, tendrían que tener todo junto en un archivo maestro para su análisis, por lo que necesitaban trabajar con una gran cantidad de datos simultáneamente. Por último, planeaban construir modelos físicos de los restos humanos encontrados en la tumba, por lo que necesitaban una solución lo suficientemente flexible como para que dividiera los datos y los optimizara para su reproducción en resina.

Uncovering the mysteries of a 1500-year-old Korean tomb

Aprovechar el poder del 3D

El equipo de investigación de GNRICH escaneó por primera vez la forma general de la tumba utilizando un escáner al aire libre de largo alcance (el RIEGL LMS-Z390i). Luego, para acercarse y capturar el alto detalle que necesitaban en algunos de los restos humanos, escanearon varios de los huesos con un Konica Minolta VIVID 910. Estos escáneres 3D registraron toda la información espacial y los datos 3D detallados que necesitaban, pero este proceso se combinó para un total de 3,7 Gigabytes de datos, ¡una gran cantidad para cualquier estándar!

From real to virtual using 3D scanning and Geomagic Control X software

El equipo encontró que Geomagic Control X era el único software capaz de manejar enormes cantidades de datos de escaneo con relativa facilidad en sus computadoras existentes. Control X también les proporcionó herramientas sofisticadas pero sencillas para alinear, fusionar y reducir significativamente el tamaño de los datos sin sacrificar la calidad o resolución del escaneo. Los investigadores incluso fueron capaces de unir todo en un sistema común de coordenadas 3D para crear un modelo virtual 3D exacto y completo de los huesos en la tumba.

Aprendizaje rápido

Los investigadores de GNRICH fueron capaces de sacar muchas conclusiones científicas de los datos de escaneo 3D que procesaron a través de Geomagic Control X. Después del procesamiento utilizaron el Control X para analizar los datos resultantes, midiendo características como el volumen, la longitud y las estructuras anatómicas de los cuatro cadáveres en la tumba. A través de estos análisis y otras técnicas como la datación por carbono y la secuenciación del ADN mitocondrial (MTDNA), los investigadores pudieron estimar todo tipo de datos como la altura, el peso, la edad, la herencia y los hábitos dietéticos de cada uno de los hombres y mujeres enterrados. Incluso pudieron realizar análisis forenses sobre los cuerpos antiguos, concluyendo que los ocupantes de la tumba podrían haber muerto por veneno o asfixia. Notablemente, también encontraron evidencia de Soon-jang, una antigua costumbre funeraria en la que los siervos fueron enterrados vivos con sus amos muertos.

Más estudios

Finalmente, el equipo de investigación de GNRICH utilizó el software Geomagic Control X y Geomagic Design X para preparar sus datos de escaneo 3D para su producción como modelos físicos 3D. Estos modelos fueron hechos de 108 resinas diferentes para que coincidan estrechamente con las propiedades físicas del hueso y para ayudar en el estudio posterior. En 2009, el equipo planea continuar su investigación sobre las causas de muerte, enfermedades, habilidades atléticas y más. También planean hacer modelos de cuerpo entero utilizando una tecnología innovadora para añadir músculo artificial y piel a sus modelos óseos de resina. El equipo está muy entusiasmado con la potencia que el escaneo 3D y la tecnología de 3D Systems han contribuido a sus esfuerzos.

MEYER WERFT construye cruceros con la ayuda de Geomagic Control X

Producto: Geomagic Control X
Industria: Automotriz y Transporte

KG con sede en Papenburg, Alemania, ha logrado una excelente reputación mundial en la construcción de buques de propósito especial. Son especialmente conocidos por la construcción de grandes, modernos y sofisticados cruceros. 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 cámara LizardQ para crear panoramas de 360 grados, hasta 8.000 cada año.

Para comparaciones 3D y ajustes precisos de modelos complejos de nube de puntos, los ingenieros de metrología MEYER WERFT utilizan el software de inspección y metrología Geomagic Control X.

El viaje del plano CAD a la nave terminada es largo en el que hay muchos desafíos. “Para tener una idea de la complejidad de la tarea a la que nos enfrentamos en MEYER WERFT, tienes que imaginar la construcción de una ciudad completa y flotante cada seis meses, incluyendo agua y saneamiento, logística, alojamiento para miles de personas, restaurantes, servicio de comida, teatros, salas de cine y una serie de otras atracciones de ocio que van desde toboganes de agua hasta pistas de karting”, dice Ralph Zimmermann, jefe de metrología/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 denominan secciones, pueden tener dimensiones de 30 x 30 x 2,5 metros. Cuando la nave se ensambla, todo debe encajar perfectamente. Para las mediciones geométricas y el modelado de nube 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 calidad, lo que es un factor crucial en la construcción exitosa y a tiempo de cruceros. El software de inspección Geomagic Control X ofrece resultados fiables rápida y fácilmente. Desarrollamos continuamente el software para asegurarnos de que podemos seguir cumpliendo con los exigentes requisitos de nuestros clientes en el futuro”.

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

La comparación 3D del 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 mostrar desviaciones problemáticas cuando se trata del ensamblaje final. Por lo tanto, las comparaciones de destino frente a reales son esenciales y se crean mediante análisis 3D en Geomagic Control X. Los requisitos actuales incluyen análisis de superficies, inspecciones de geometría, comprobaciones de ajuste y realidad virtual.

Los análisis de superficies y cubiertas ayudan a reducir los costes de seguimiento

André Schreiber, tecnólogo del departamento de metrología MEYER WERFT, explica: “En nuestros análisis superficiales, nuestro objetivo es identificar 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 de escáneres y tecnologías, lo que permite a los usuarios medir y validar objetos geométricamente y crear informes de prueba.

Figure 1: The color map of the surface analysis from Geomagic Control X shows significant differences in height and depth on the deck surface. Image © MEYER WERFT

El análisis de superficie muestra claramente dónde hay elevaciones y huecos reales en la superficie de la cubierta en comparación con el estado de destino. La irregularidad superficial de sólo unos pocos milímetros en la cubierta de un crucero puede resultar en charcos. Desviaciones de este tipo también pueden ocurrir debajo de la cubierta. Por ejemplo, algunas áreas de la nave están alicatadas y un piso irregular podría hacer que los azulejos del piso se agrietan.

Si la línea naviera de puesta en marcha descubriera tales problemas al entregar el barco, el resultado sería costoso trabajo de reparación. Gracias al trabajo realizado por los ingenieros de metrología utilizando 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 requerido, lo que significa que no hay charcos ni pasajeros que lleguen a sus tumbonas con los pies mojados.

Figure 2: The deck analysis from Geomagic Control X shows where the data of the CAD model deviates from the actual conditions on site. This knowledge is used to ensure necessary adjustments are made in good time. Image © MEYER WERFT

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. 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, los bordes de la superficie del vaciado son incongruentes; el resultado del escaneo es visiblemente diferente del modelo CAD. En el proceso de aseguramiento de la calidad, la comparación 3D se utiliza para decidir si una desviación debido 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 regulaciones de seguridad.”

Fit Check ayuda a ahorrar tiempo y dinero

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 se modificó significativamente y ya no tenían nuestras dimensiones originalmente planificadas. En el astillero teníamos que asegurarnos de que los barcos redimensionados todavía cabían en los davits de botes salvavidas previstos y podían ser bajados correctamente.” Una comparación simple de las dimensiones (longitud, anchura, altura) era demasiado arriesgada. Dado que la única otra alternativa viable habría sido transportar un bote salvavidas de Italia a Alemania para su ajuste, en su lugar fue escaneado por ingenieros de MEYER WERFT en las instalaciones del fabricante. A continuación, el departamento de metrología realizó una comprobación de ajuste utilizando Geomagic Control X. El resultado fue positivo: los nuevos botes salvavidas encajaban perfectamente y no se requerían más modificaciones en la estructura del barco.

Conclusión

Herramientas como escáneres láser y potente software para la metrología y la gestión de la calidad se han vuelto indispensables en la construcción naval moderna. Desempeñan un papel clave para garantizar que los componentes se ajusten 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, contamos con un socio fiable de nuestra parte que entiende nuestras necesidades y está mejorando constantemente el software de inspección. Esto nos permite en MEYER WERFT construir cruceros, transbordadores y buques de investigación increíbles”.

easyJet reduce el tiempo de evaluación de daños a las aeronaves en un 80% con Geomagic Control X

Producto: Control X
Industria: Aeroespacial

Si ha volado en cualquier parte de Europa en las últimas dos décadas, es muy probable que haya volado en easyJet. Esta aerolínea líder europea de bajo coste lleva a los viajeros a más de 30 países en más de 600 rutas de forma segura y conveniente, todo mientras ofrece algunas de las tarifas más bajas en todo el continente. ¿Cómo lo hacen? Con un enfoque en la seguridad, simplicidad y eficiencia operativa. La organización de ingeniería de easyJet personifica este espíritu poniendo la seguridad en el corazón de todo lo que hace e innovando para mejorar continuamente el rendimiento y reducir los costos.

easyJet assesses aircraft damage faster with Geomagic Control X

Minimizar las aeronaves en tiempo de tierra

Una de las formas más importantes de que easyJet pueda minimizar los retrasos y mantener bajos los precios de los billetes es reduciendo el tiempo de Aircraft on Ground (AOG). Los eventos imprevistos de AOG ocurren cuando cualquiera de los 298 aviones Airbus de la compañía están dañados o experimentan fallas mecánicas, y pueden ser muy costosos, por no hablar de inconvenientes para los pasajeros. Está claro que cuanto más rápido se pueda comprobar un avión dañado, mejor será para la aerolínea y sus pasajeros.

“Uno de nuestros mayores desafíos es tratar de reducir el tiempo de AOG de las aeronaves y mantener registros precisos cuando se producen daños”, dijo Andrew Knight, ingeniero de estructuras de flota en easyJet. Si bien es raro, el granizo, los ataques con aves y otros eventos pueden dañar las alas y el fuselaje y requerir inspección antes de volar de nuevo. La comprobación de los daños de este tipo de eventos ha sido tradicionalmente un proceso de baja tecnología, manual y lento que requiere que el personal de mantenimiento evalúe los daños de las aeronaves utilizando herramientas de medición manual, como reglas y pinzas vernier. Peor aún, interpretar el alcance de cualquier daño usando esta técnica es altamente subjetivo y no repetible entre los miembros del personal. El equipo de ingeniería estructural de easyJet fue a buscar una solución moderna para acelerar las cosas y proporcionar resultados más precisos y trazables.

3D scanned deviation location using Geomagic Control X

Inspección 3D móvil, repetible, precisa

“Hemos estado buscando un sistema que sea fácil de usar para el ingeniero de mantenimiento, pero que tenga la capacidad de proporcionar informes más detallados si así lo requiere el personal de soporte. Debe ser preciso, repetible y, sobre todo, móvil, ya que los eventos de AOG pueden ocurrir en cualquier lugar dentro de nuestra red de 136 destinos en toda Europa”, continuó Knight. “El mayor desafío era el lado del software porque necesitaba ser una interfaz simple y fácil de usar para obtener un informe básico de daños, pero lo suficientemente potente como para proporcionar detalles más detallados en las oficinas de soporte. El escaneo 3D debe proporcionarnos una evaluación precisa y rápida de los daños con resultados repetibles independientemente de la experiencia del usuario.”

Por estas razones, easyJet recurrió al distribuidor de 3D Systems OR3D, una firma del Reino Unido con experiencia en escaneo 3D y software Geomagic. Robert Wells, un experto en escaneo 3D en OR3D, informó que “basándose en el requisito de easyJet de escanear rápidamente grandes áreas, como toda la longitud de ala de un Airbus A320, en el asfalto, recomendamos un escáner 3D portátil portátil. Y sabíamos que Geomagic Control X™ era el software adecuado porque necesitaban una forma automatizada de evaluar abolladuras que fuera fácil de aprender y usar para su personal”. Con esta solución, realizar una evaluación de daños en los aproximadamente 21 metros de los flaps de un A320 toma sólo unas horas, en comparación con varios días con frotamientos de cera en el papel de calco, ahorrando easyJet decenas de miles de libras / euros por evento de daño.

Geomagic Control X inspection shows dent locations to easyJet quickly and accurately

Informes instantáneos para una documentación rápida

Una vez completados los escaneos, los ingenieros de easyJet pueden recibir informes de daños del software Geomagic Control X en el acto. No necesitan cargar modelos CAD ni alinear los datos de escaneado con cualquier otra cosa en el software, y no necesitan tener una profunda experiencia en metrología para obtener resultados confiables. Control X utiliza su motor CAD para crear automáticamente geometría idealizada que cumple con los estándares de continuidad de la superficie definidos por Airbus, y mide el avión escaneado contra esa geometría idealizada para proporcionar resultados instantáneos. En cuestión de minutos, los ingenieros de easyJet tienen un informe de daños inicial consistente, repetible y cuidadosamente documentado que les permite decidir qué reparaciones, si las hay, son necesarias antes de que la aeronave pueda ser puesta de nuevo en servicio.

Potente inspección 3D que es fácil de aprender

easyJet ha adoptado el Control X para evaluaciones de daños a gran escala porque es tan accesible para ingenieros ocupados con muchas otras responsabilidades. Knight comentó sobre esto específicamente, diciendo que “los ingenieros no usarán el sistema si es demasiado complejo y requiere un conocimiento profundo del software y / o una amplia formación”. Control X cumple estos requisitos mejor que cualquier otro software de inspección basado en escaneo porque es intuitivo, fácil de aprender y lo suficientemente potente como para manejar escenarios de medición complejos. Cualquier persona familiarizada con el uso de software 3D puede recoger Control X y obtener resultados en cuestión de minutos, con la flexibilidad de medir lo que necesita, sin pre-programación o macros inflexibles.

¿Qué significa este nuevo y moderno enfoque de la inspección de daños para easyJet? “Hemos estimado un ahorro aproximado del 80% en el tiempo para realizar evaluaciones utilizando los sistemas 3D que tenemos actualmente con un ahorro potencial del 80% en términos de divisas”, dice Knight. Hay beneficios adicionales más allá del tiempo reducido de AOG y una mejor toma de decisiones con respecto a las reparaciones, así: mantener informes detallados de daños, con datos de escaneo precisos, puede ayudar a la compañía años a partir de ahora cuando llegue el momento de vender o devolver aviones a sus arrendatarios.

El uso de Control X por parte de easyJet es otro ejemplo de cómo el software de inspección simple e intuitivo ayuda a las empresas a garantizar la calidad en todas partes al capacitar a más personas para medir más cosas en más lugares. Obtenga más información sobre Geomagic Control X hoy mismo.

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