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Alicona表面测量验证新的制造技术

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航空航天研究中心 METALLICADOUR 应用光学测量来验证新的制造技术,即自动化和缺陷检测。

自动3D测量以及可重复和可追溯的 3D 测量数据使技术转移中心 Metallicadour 选择了 Alicona表面测量。为了在航空航天应用中开发创新工具和自动化加工解决方案,他们使用光学 3D 计量验证工具和组件的几何尺寸和表面光洁度。

Metallicadour 的开发工程师Pierre Courbun

“用于加工航空航天部件的刀具必须满足高速加工的最高精度要求。因此,需要解决几何和边缘条件。有了 Alicona 3D光学测量,我们找到了我们正在寻找的东西:一种测量解决方案,它为我们提供了精确、可重复的测量以及使用的简单性和灵活性。”

使用光学 3D 测量来满足日益增长的工具需求

航空航天业的新应用和技术变革的快速步伐导致对工具的需求不断增加。借助 Alicona 的光学测量技术,Metallicadour 的专家团队找到了测量复杂几何形状和难以加工的材料(如钛、复合材料和耐热合金)的正确解决方案。

测试和自动化加工过程

Metallicadour 是一个资源和技术转移中心,专门致力于金属工业和机械加工、装配和过程自动化领域。它于 2015 年在法国塔布国立工程学院 ENIT 的学术支持下成立。该中心位于法国阿杜尔工业盆地的中心,特别针对航空业的中小企业。该中心的工作得到了当地主要飞机制造商的支持,其中包括赛峰、达赫和达索。Metallicadour 使零部件制造商能够测试和自动化加工过程,并展示对新切割技术的兴趣,例如超高压润滑和低温车削。

真实和伪彩色转子叶片表面的 3D 可视化。使用 Alicona 自动测量局部表面缺陷,从而可以轻松量化缺陷的形状和大小

改进部件的表面光洁度

形状和粗糙度的验证对工具的使用寿命有重大影响,有助于显着减少磨损和颤振,从而改善部件的表面光洁度。 “用于加工航空航天部件的刀具必须满足高速加工的最高精度要求。因此,需要解决几何和边缘条件”,Metallicadour 的开发工程师 Pierre Courbun 解释说,“通过 Alicona 表面粗糙度测量仪,我们找到了我们正在寻找的东西:为我们提供精确、可重复的测量以及简单和灵活的测量解决方案用。”

“我们还测量太小而无法通过触觉测量的零件的粗糙度!”

由于被测零件和要求各不相同,Courbun 和他的同事很高兴为各种测量任务找到了解决方案,包括铣刀、刀片和钻头的形状和粗糙度测量。Pierre Courbun:“我们的部件通常具有陡峭的侧面、深长和光线反射。使用 Alicona 光学测量系统,我们可以测量小表面连接半径和非常复杂表面的几何形状。我们还能够验证表面非常光滑的组件或太小而无法通过触觉测量的部件的粗糙度。对于我们的测量任务,激光解决方案通常不够精确。”

粗糙度是基于轮廓和面积测量的

基于焦点变化技术,该测量系统允许进行轮廓(Ra、Rq、Rz)和基于区域的测量(Sa、Sq、Sdr)。它拥有多达 5 亿个测量点,可提供稳健的测量数据。粗糙度测量的准确性可以通过可追溯到 PTB(德国国家计量研究所)的粗糙度标准进行验证

通过改变旋转速度和进给率,Metallicadour 研究铣削参数,以实现航空部件的最佳表面光洁度。

切削力、磨损行为和刀具性能之间的相关性

可以将 3D 测量值与 CAD 数据或参考几何形状进行比较,以验证准确性。这有助于 Courbun 和他的合作伙伴研究了解切削现象和相关指标:“通过我们的测量,我们比较了不同的工具和材料,以研究磨损行为。我们研究了刀具的切削力、磨损行为和性能之间的相关性,分别是刀具在其整个生命周期内产生的粗糙度。此外,我们还研究了与表面材料物质以及机械表面张力变化的联系。”

结合机器人技术的光学计量传感器

Alicona 还用于开发新的加工解决方案。Courbun 继续说道:“我们正在研究一种自动化制造解决方案,其中工件由铣削机器人加工。在每个工艺步骤之后,都会自动测量组件以验证尺寸和与目标几何形状的可能偏差。这是由另一个配备了 Alicona 光学传感器的机器人实现的。根据高分辨率测量数据,机器会自动修改工艺参数以进行进一步制造。”

Alicona 自动化3D测量

飞机部件的自动缺陷测量

在联合研发项目中,Metallicadour 和 Alicona 还实施了转子叶片自动缺陷测量以及新的协作机器人解决方案 (Cobots),用于起落架、涡轮盘和大型部件的质量控制。转子叶片以及发动机和其他飞机部件上的缺陷会引起应力点,进而产生裂纹,因此这些缺陷对安全至关重要。当局部应力集中变得过高或裂纹达到临界尺寸时,剩余的材料无法承受所施加的载荷。这可能会导致骨折或突然破裂。缺陷可能是由加工误差、腐蚀或外部影响(即石头和碎屑的影响)引起的。 “以前,组件只能由专家的肉眼评估。

Alicona 可以自动测量局部表面缺陷,因此可以在 MRO 和工艺开发中量化缺陷的形状和大小”,Pierre Courbun 指出。如果缺陷超出规定的公差,则必须通过修整将其去除,直到可接受为止,或者,如果不可能,则必须报废并更换工件。

关于马路科技

马路科技成立于1996年,从逆向工程与快速原型应用整合,今日为华人市场上最专业的3D列印与3D扫描专家于各种产业。

马路科技陆续引进了工业设计(ID)、工业辅助检测(CAV)、雷射加工机设备、公仔设计服务、工程服务等的关键知识与技术。

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