HandySCAN (casos) – Página 3 – Goaltech Engineering Solutions

EL ESCÁNER 3D AMPLÍA LOS SERVICIOS DE CONTROL DE CALIDAD

Producto: HandySCAN
Industria: Productos de Consumo y Venta

Con sus soluciones líderes en los campos de prueba y medición, sistemas tecnológicos y redes y ciberseguridad, Rohde & Schwarz , una empresa de tecnología con sede en Múnich, es una de las pioneras de un mundo más seguro y en red. Fundado hace más de 85 años, el grupo es un socio confiable para sus clientes en los sectores industriales y gubernamentales de todo el mundo.

HandySCAN 3D para la planta de Teisnach de Rohde & Schwarz

La planta de Teisnach es un proveedor de sistemas y un centro de fabricación mecánica y electrónica dentro de la red de Rohde & Schwarz. Entre los productos fabricados en la planta se encuentran escáneres corporales, carcasas, placas de circuito impreso, transmisores de TV y radio, sistemas de comunicaciones inalámbricos específicos del cliente, piezas micromecánicas de precisión y productos electromecánicos personalizados de todo tipo. Como fabricante por contrato, los servicios de fabricación se ofrecen como parte de la gama completa de servicios, desde el desarrollo de productos y software hasta el servicio posventa.

Tan amplia mente diversificada como es la planta de Teisnach, también lo son las tareas de medición, que pueden ir desde flujos de trabajo de control de calidad en las propias líneas de producción de la empresa hasta tareas completas de ingeniería inversa para proyectos de fabricación aditiva.

Panel frontal que hay que medir en Rohde & Schwarz

Guía de ondas que debe medirse en Rohde & Schwarz

Se iba a introducir un sistema de medición 3D flexible en la planta de Teisnach para poder complementar la gama de servicios ofrecidos por el departamento de control de calidad interno. El objetivo era encontrar una herramienta de medición que ofreciera la mayor flexibilidad posible tanto en las mediciones como en sus aplicaciones: control de calidad, medición de interiores de vehículos para modificaciones, inspecciones de superficies de forma libre y procesos de fabricación aditiva. El objetivo era lograr un alto nivel de precisión en todo momento. Además, el equipo buscaba reducir los tiempos de inspección e implementar un método más rápido y sencillo para crear modelos 3D.

Los requisitos de precisión también incluían poder objetos que van desde el tamaño de un cubo de 10x10x10 mm hasta la geometría del vehículo de un jeep, con una precisión requerida de hasta 25 µm.

Interior del crucero con objetivos preparados para escaneo 3D

El HandySCAN NEGRO | Elite de Creaform cumplió con todos los requisitos del sistema de medición y se integró como una extensión de la gama de servicios de control de calidad en Rohde & Schwarz, donde ya se utilizan otros dispositivos de medición ópticos y táctiles estacionarios.

El factor decisivo para seleccionar la solución de escaneo 3D de Creaform fue la amplia gama de aplicaciones que podía manejar y las siguientes funciones:

Alta precisión y adquisición rápida de superficies de forma libre y componentes grandes, así como evaluación rápida de los datos de escaneo. Gracias al escaneo sin contacto, las superficies y los contornos altamente sensibles nunca se dañan, a diferencia de cuando se usa una sonda táctil para inspeccionar piezas, como componentes chapados en oro.
Ahora se pueden escanear herramientas de estampado o moldeo por inyección antiguas o dañadas para las que no se dispone de un conjunto de datos 3D. Los datos de escaneo generados se pueden usar para generar un modelo CAD y reproducir las herramientas.
Flexibilidad, precisión y facilidad de uso en el manejo del escáner 3D
Debido a las altas velocidades de escaneo, la cantidad de tiempo necesario para el diseño de interiores de vehículos se ha reducido de 1 día laboral a 2 horas laborales.

Escaneo 3D de un reflector con HandySCAN BLACK Elite (Imagen: Supracon AG)

Resumen

El HandySCAN 3D se utiliza regularmente en la planta de Teisnach. Los operadores realizan mediciones 3D en la sala de medición dedicada, directamente en el taller para las inspecciones de componentes y en las instalaciones del cliente.

“ Debido a la portabilidad y el alto nivel de precisión del HandySCAN BLACK | Elite, creamos valor agregado para nuestros clientes que no hubiera sido posible con nuestro equipo existente. El sistema Creaform es extremadamente versátil y representa una gran mejora para nosotros, especialmente para la construcción de vehículos especiales. Por ejemplo, ahora podemos medir con precisión y rapidez los interiores de los vehículos para diseños adaptables. Además, podemos verificar de manera eficiente las superficies de forma libre con el escáner. También se debe destacar el excelente servicio y soporte brindado por Creaform. En general, estamos muy satisfechos ”, dijo Josef König, Jefe de Garantía de Calidad/Tecnología de Pruebas en la planta de Rohde & Schwarz en Teisnach.

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Escaneo 3D en la producción de accesorios para motos personalizadas

Producto: HandySCAN 3D
Industria: Automotriz y Transporte

Aftermarket: escaneado 3D como paso preliminar en la producción de prototipos y muestras de accesorios para motos personalizadas

ABM Fahrzeugtechnik GmbH ha estado desarrollando accesorios de alta calidad para motocicletas de todas las marcas establecidas con pasión durante más de 30 años. Su atención se centra en la ergonomía, la tecnología moderna y los estándares de seguridad alemanes. En ABM, la calidad insuperable se combina con un diseño llamativo para una conducción ergonómica divertida. Bajo el paraguas de ABM Fahrzeugtechnik GmbH, la marca personalizada WUNDERKIND desarrolla accesorios premium para motocicletas personalizadas, como motocicletas Harley-Davidson, Triumph, Indian, Victory y otras.

Conversión de guardabarros trasero de un BMW R18

Se requería una conversión completa para la parte trasera del nuevo BMW R18. En lugar del guardabarros trasero original, se requería un guardabarros estrecho y ajustado, que se puede montar en el basculante de la rueda trasera usando puntales de retención. El asiento original fue retirado y reemplazado por un asiento independiente.

Para fijar la matrícula, también se tuvo que diseñar un adaptador que permitiera montar un marco porta matrículas en el lateral del basculante. Para ello, primero se escaneó la motocicleta completamente y luego sin las piezas originales con el escáner 3D HandySCAN de Creaform. Se prestó especial atención a la posición exacta de los puntos de fijación en el bastidor y el basculante donde posteriormente se montarían las piezas desarrolladas por ABM. Las posiciones de las roscas (M6 – M10) y el espaciado de los agujeros debían capturarse con la máxima precisión.

Escaneo 3D de malla azul de motocicleta en VXScan

Modelo CAD 3D azul de motocicleta en VXmodel

Los datos escaneados luego podrían exportarse al programa de diseño de Solid Edge y usarse allí como base para el diseño. El guardabarros prefabricado también fue escaneado y colocado en el conjunto, concéntrico a la rueda. Los puntales y adaptadores podrían diseñarse directamente en el modelo y luego imprimirse para su verificación.

La posición del asiento independiente podría moverse en el modelo y alinearse de manera óptima sin necesidad de montar y desmontar múltiples piezas individuales. Una vez que se comprobaron las piezas impresas, la producción del prototipo y la muestra pudo comenzar de inmediato.

Modelo CAD negro y rojo del asiento de motocicleta de BMW R18 — *escaneado importado a Solid Edge (rojo) y nuevo guardabarros trasero, incluido el portamatrículas (negro)*
*Abajo: motocicleta con datos escaneados*

La mejora de procesos

Antes de que se usaran los escáneres, a menudo tomaba mucho tiempo registrar todos los datos y medir y documentar los componentes, lo que significaba que el vehículo del cliente tenía que permanecer en el sitio durante mucho tiempo. Con el sistema de escaneado de Creaform, los datos se registran y documentan rápidamente. Los componentes a menudo se pueden preparar e imprimir digitalmente. Todo lo que se requiere es volver a tener el vehículo internamente para ensamblar y probar las piezas impresas o fabricadas. No hay viajes innecesarios entre el taller y la oficina de diseño. En general, el proceso de desarrollo hasta el producto terminado se acorta significativamente, lo que ahorra tiempo y dinero.

Otra ventaja es que los datos archivados se pueden utilizar para desarrollos posteriores en cualquier momento sin que el vehículo tenga que estar físicamente presente.

Antes de adquirir el escáner HandySCAN 3D, las mediciones se realizaban manualmente en ABM utilizando calibradores, varillas de medición y cintas métricas. El procedimiento fue extremadamente largo y los resultados de la medición inexactos, por lo que el trabajo posterior en el modelo tuvo que realizarse repetidamente y la impresión 3D tuvo que realizarse varias veces.

Con este método de medición inicial pero común, se podría haber implementado el proyecto descrito anteriormente, pero habría sido muy engorroso y habrían sido necesarias varias impresiones costosas y que consumían mucho tiempo debido a prueba y error. Además, los vehículos de los clientes tendrían que estar disponibles durante mucho tiempo para implementar el desarrollo.

ABM aprecia plenamente las ventajas de HandySCAN 3D : resultados de medición altamente precisos y confiables, distancia de medición pequeña (útil en espacios reducidos), apenas se requiere spray de escaneo (no hay necesidad de remoción laboriosa después del escaneo), fácil manejo del escáner y el software

Escaneo superpuesto sobre una motocicleta BMW R18 de 1800 cc

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EN ALTURAS ELEVADAS: ESCANEADO 3D DE ÁLABE DE TURBINA EÓLICA

Producto: HandySCAN
Industria: Energía

Dos empleados que trabajan encima del rotor de una turbina eólica

El mantenimiento de turbinas y parques eólicos completos es un desafío. Normalmente, las turbinas eólicas están diseñadas para operar durante 20 años. Durante estos 20 años están expuestas a todo tipo de condiciones climáticas y cargas pesadas, pero gracias a la tecnología de adquisición moderna y a los modelos numéricos avanzados, tales condiciones pueden abordarse e incluso convertirse en una mayor producción anual de energía.

Para optimizar la producción a lo largo de su vida útil, sus condiciones de funcionamiento deben entenderse en detalle y luego mantenerse regularmente sobre esta base. El objetivo es mantener bajo control el desgaste y evitar la generación de vibraciones inesperadas y/o puntos débiles que puedan comprometer la integridad de la estructura y de los componentes de la turbina, maximizando al mismo tiempo la producción de energía.

La empresa española Nabla Wind Power forma parte del grupo Nabla Wind Hub, un proveedor de servicios independiente que ofrece soluciones únicas y multitecnológicas para la extensión de la vida útil de los parques eólicos, la mejora del rendimiento y la optimización del mantenimiento.

Digitalización en condiciones difíciles

En 2020, se solicitó a Nabla Wind Power que ampliara los álabes del rotor de una turbina eólica para aumentar el rendimiento de la instalación existente en un 10 %. Para ello, hubo que digitalizar los últimos metros de un álabe de rotor para posteriormente diseñar la extensión del álabe. En un primer intento, se utilizaron escáneres láser terrestres para la digitalización. Pero Nabla necesitaba una incertidumbre considerablemente menor en las mediciones y, por lo tanto, comenzó a buscar una solución alternativa y finalmente pidió a Creaform Services que los apoyara.

*Preparación de escaneado: Escalador industrial pegando los objetivos en el álabe*

El escáner 3D portátil más adecuado para esta tarea fue el HandySCAN 3D | BLACK. Gracias a su función de referencia dinámica, puede digitalizar con precisión en condiciones adversas. Las vibraciones no afectan los resultados y la incertidumbre de las mediciones es mucho menor a un milímetro. Como la tarea tenía que realizarse directamente en la turbina eólica, un ingeniero de aplicaciones de Creaform capacitó a dos escaladores industriales de la empresa Asaken y les enseñó a utilizar el HandySCAN 3D. Los escaladores subieron a lo alto de la turbina eólica a 130 metros, tuvieron que salir del buje y bajar en rappel 65 metros hasta el suelo.

Lo primero que había que hacer era pegar objetivos en uno de los álabes del rotor en los últimos 7 metros. El HandySCAN 3D utiliza estos objetivos como puntos de referencia. Luego comenzaron el escaneado. Mientras uno de los escaladores industriales llevaba el portátil, el otro manejaba el escáner. Mientras tanto, el ingeniero de aplicaciones de Creaform estaba revisando el escaneado desde el suelo a través de Teamviewer. A esta altura, las condiciones del viento son siempre un problema y, en varias ocasiones, hizo tanto viento que el trabajo se detuvo debido a los fuertes vientos. Además, algunos problemas técnicos de la turbina eólica perturbaron el proceso de escaneado: por ejemplo, el rotor se bloqueó y no se pudo colocar en posición vertical. Pero finalmente, el escaneado se realizó con éxito.

Dos empleados anclados a un álabe de turbina eólica con una cuerda utilizando un escáner HandySCAN BLACK y una computadora portátil para escanear piezas a gran altura

El software de adquisición utilizado fue VXmodel, un módulo de VXelements. El archivo .stl se transfirió luego a CATIA para realizar ingeniería inversa.

Escaneado del álabe del rotor en VXelements — Escaneado en VXelements con visualización de malla

CAD del álabe del rotor de ingeniería inversa en CATIA

El jefe de operaciones de Nabla, Eder Murga, se mostró muy satisfecho con los resultados: “El manejo del servicio proporcionado fue profesional, tanto de Creaform como de Asaken. A pesar de las duras condiciones y de las tantas interrupciones por fuertes vientos, todos los involucrados afrontaron el cambio de las condiciones con gran flexibilidad y, al final, logramos obtener los resultados perfectos. Un sistema de medición manual con autorreferencia como el HandySCAN 3D es la única forma de realizar una medición de este tipo en un entorno hostil.”

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Escaneo De Una Pieza Brillosa Con El HandySCAN De Creaform

Escaneo de una pieza opaca con el HandySCAN de Creaform

La prestigiosa empresa Atlas Weyhausen elige Creaform

Producto: HandySCAN
Industria: Automotriz y Transporte

Muestreo inicial de componentes y comprobación de piezas de producción con el escáner Handyscan 3D

Además de innovar en el desarrollo y la construcción de sus excavadoras de ruedas, la prestigiosa empresa Atlas Weyhausen GmbH también innova en el terreno del control de calidad: desde comienzos de 2011, la compañía ha empleado el escáner tridimensional Handyscan 3D de Creaform con software Geomagic no solo para medir componentes y equipos, sino también con objeto de obtener datos de prueba de las piezas de prototipos.

Atlas Weyhausen lleva más de 40 años produciendo excavadoras de ruedas para los sectores de construcción, la jardinería y el paisaje, la agricultura, el manejo de materiales y el reciclaje, siempre haciendo hincapié en la calidad y la innovación. Esto significa que el departamento de Control de calidad desempeña un papel esencial en esta empresa de tamaño medio.

El antiguo sistema de medición, y el nuevo

Aunque en el pasado se utilizaron en procesos de control de calidad los sistemas de medición tradicionales, como los brazos de medición coordinados, en 2011 la empresa decidió que había llegado el momento de modernizar este aspecto y comenzó a buscar un sistema de medición más innovador y flexible. El brazo de medición solamente podía registrar puntos individuales de medida, no superficies completas. Dicho brazo no era adecuado para su uso en entornos de trabajo variables, ya que era necesario recalibrarlo constantemente e instalarlo en entornos de trabajo estables. Las vibraciones o inestabilidades en el entorno de trabajo afectaban a la precisión de los resultados de las medidas. Ni siquiera la posibilidad de un accesorio de escaneado adicional resultó una alternativa convincente.

Durante la búsqueda de un nuevo sistema más flexible, Creaform fue una de las compañías invitadas a presentar su sistema portátil de medición 3D. El escáner Handyscan 3D causó impresión prácticamente desde el principio.

El escáner portátil Handyscan 3D, con posicionamiento automático, genera datos 3D precisos y reproducibles en alta resolución. La tecnología TRUaccuracy integrada permite la referencia dinámica, de modo que es posible mover la pieza que se desea medir durante el proceso de escaneado en 3D. El montaje no es rígido, como era el caso con los brazos de medición. El Sr. Ralf Vosteen, empleado de Control de calidad, explica: «La ventaja principal del escáner es evidente: las superficies de formas libres son más fáciles de alinear, junto con los datos 3D. Una ventaja adicional es además la obtención de datos que podemos introducir en nuestro sistema de CAD».

Atlas Weyhausen está utilizando ahora el Handyscan 3D con el software Geomagic Qualify y Studio para el muestreo inicial de componentes nuevos y especialmente para la comprobación de piezas de producción. Sin embargo, la empresa se encuentra con que cada vez más a menudo es preciso inspeccionar varios componentes instalados sin desmontarlos, o registrar datos de maquinaria en el extranjero, en las instalaciones del proveedor. El escáner se utiliza también para obtener datos de piezas experimentales fabricadas en la propia empresa para la producción de prototipos.

Escaneado de una cabina y aplicación de ingeniería inversa

Uno de los proyectos en los que se empleó el escáner Handyscan 3D con software Geomagic fue la producción en serie de una cabina de excavadora.

Las ventajas de este manejable escáner 3D se hicieron patentes: las primeras piezas experimentales se escanearon para su medición, se alinearon en el modelo 3D del software Geomagic Qualify, y se realizó una comparación de colores para detectar desviaciones.

Se situó una parte de la cabina en el escaneado para comprobar las dimensiones individuales.

Esto permite verificar las dimensiones relevantes de modo que pueda darse el visto bueno a la herramienta para su producción en cadena.

Además, una serie de funciones se comprueban directamente en el escaneado.

El proyecto podría haberse creado también sin el escaner 3D de Creaform, pero esto habría supuesto un gran esfuerzo, ya que solamente sería posible registrar puntos de medida individual con el brazo de medición antiguo, y habría sido imposible digitalizar la cabina completa.

El uso del Handyscan supone para Atlas Weyhausen un ahorro de tiempo y dinero, ya que el práctico Handyscan 3D es fácil de usar en cualquier lugar y puede digitalizar en muy poco tiempo incluso los elementos más complejos. También significa que es posible comprobar in situ, en las instalaciones del proveedor, el equipo de producción y las piezas fabricadas con este equipo, y los resultados se pueden evaluar inmediatamente. Ni siquiera el transporte en avión es un problema, ya que el dispositivo se puede llevar en el equipaje de mano.

Disponer de archivos digitales para un componente es una ventaja adicional para la empresa. Cuando se crea un escaneado completo durante el muestreo inicial, por ejemplo, las medidas pueden tomarse más tarde en cualquier momento, ya que se dispone de una muestra inicial en formato digital. Esto ha resultado de gran utilidad para Atlas Weyhausen en más de una ocasión. Por ejemplo, se ha digitalizado la construcción en acero de una nueva cabina de conductor y varias secciones de paneles, y los archivos de CAD que se han creado están ahora disponibles para realizar comparaciones cuando se desee.

El Sr. Vosteen, empleado de Control de calidad en Atlas Weyhausen, se muestra entusiasmado: «Utilizar el escáner es un juego de niños: no es necesario inmovilizar el componente que se va a comprobar, y solamente hay que fijar unos cuantos puntos de posición en la pieza que se va a medir, de modo que el escáner láser se alinee con la superficie de escaneado. Hecho esto, no hay más que empezar a escanear. Creo que es importante destacar que Creaform no se limita a hacer promesas, sino que también las cumple. Por mi parte, solamente tengo cosas buenas que decir a ese respecto. Si surge un problema, siempre es posible contactar por teléfono con un empleado que puede ayudar o ponerle en contacto con la persona adecuada. También hay que mencionar que Creaform ofrece frecuentemente talleres en los que es posible entablar contacto con otros usuarios».

Digitalización de herramientas metálicas y piezas de compuestos de fibra de carbono con el escáner HandySCAN 3D

Producto: HandySCAN 3D
Industria: Maquinaria y Equipo Industrial

La EADS (Compañía europea de aeronáutica, defensa y espacio) es una empresa líder internacional en el sector aeroespacial, de defensa y servicios relacionados. La empresa lleva varios años utilizando los productos de medición 3D portátiles de Creaform.

Más concretamente, EADS utiliza tanto HandySCAN 3D como el escáner CMM óptico MetraSCAN 3D para digitalizar herramientas y piezas compuestas (carbono/resina epoxi) y para elaborar comparaciones entre piezas y archivos CAD. Para realizar sondeos, EADS utiliza el escáner CMM óptico HandyPROBE. Además de VXelements, el software de adquisición de datos de los sistemas Creaform, EADS utiliza también el módulo VXtrack para realizar mediciones dinámicas, así como VXlocate, un módulo de software desarrollado mediante una asociación entre Creaform y EADS.

Ejemplo de aplicación de HandySCAN 3D

Como parte de un estudio sobre la posible distorsión geométrica de las piezas compuestas de fibra de carbono, y con la ayuda de un dispositivo HandySCAN 3D, EADS escaneó herramientas de 1 000 mm x 800 mm, así como piezas de 650 x 300 mm, con el fin de evaluar posibles deformaciones tras su fabricación.

Partes de herramientas

En primer lugar, EADS escaneó las herramientas para verificar que estas cumplieran con el plan en CAD.

Escaneado de herramientas con el HandySCAN 3D

A continuación se escanearon dos de las piezas elaboradas con esta herramienta y se compararon los resultados.

Escaneado de las piezas y resultados

El segundo paso consistió en utilizar herramientas de simulación muy potentes para calcular la distorsión de las piezas antes de su fabricación, con el objetivo de comparar los archivos de las piezas escaneadas.

Simulación

Los resultados obtenidos por EADS permitieron validar el software de simulación, desarrollado para optimizar la gama de fabricación mediante la identificación de parámetros y procesos adecuados.

Este proyecto podría haberse llevado a cabo con un sistema de escaneado con proyección periférica, pero el sistema de estas características que posee EADS no puede utilizarse en superficies tan amplias, y el proceso es mucho más complejo cuando se han de medir las dos caras de las piezas compuestas. Además, podría haberse utilizado un escáner CCM, pero esta opción presentaba varios inconvenientes, ya que debían realizarse mediciones únicas que, a su vez, conllevan un tiempo de adquisición mucho mayor.

“El sistema de Creaform nos permitió escanear rápidamente las herramientas metálicas y las piezas de compuestos de fibra de carbono. Muchos de los sistemas disponibles en el mercado no funcionan muy bien con estas piezas compuestas, puesto que son de color oscuro y, en ocasiones, bastante brillantes. El hecho de que el equipo fuera portátil nos permitió realizar las mediciones en la misma planta de fabricación”, explicó Catherine Bosquet, del departamento de ingeniería sanitaria (NDT & shm) de EADS.

“Antes de utilizar los sistemas de Creaform empleábamos equipos de proyección periférica, ya que adquirimos un sistema HOLO3 hace más de 15 años. También probamos algunos de los sistemas disponibles (Konica Minolta, Metris, Steinbichler, Aicon, Kreon Technologies, Ettemeyer, GOM), pero las soluciones de medición 3D de Creaform nos convencieron gracias a su rápida adquisición y configuración, su facilidad de uso, su rendimiento en la medición de muchos tipos de estados de superficie y su portabilidad. Está a cargo de la gestión, la dirección estratégica y el desarrollo de todo el Grupo Creaform, así como de sus oficinas de todo el mundo.”

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