I molteplici impieghi di ATOS

ATOS è il sistema di misurazione ottica adottato dalle maggiori aziende leader nei settori automobilistico, aeronautico, aerospaziale e dei beni di consumo, nonché da università e istituti di ricerca.


Fusione e forgiatura

Nei processi di fusione e forgiatura, gli scanner 3D ATOS accelerano tutte le fasi della fusione in sabbia, pressofusione e microfusione: dalla costruzione di modelli e attrezzature alle attività di stampaggio e realizzazione di anime fino alla reportistica dell'analisi primo articolo e all'ottimizzazione della lavorazione CNC.

Soprattutto nelle prime fasi della produzione, ATOS Core viene utilizzato per il campionamento iniziale di parti fuse e forgiate. In questo modo è possibile analizzare con precisione non solo zone di ritiro, distorsioni e misure, ma anche determinare lo spessore delle pareti sulla base dei dati di misura acquisiti. Mediante la misurazione in tempo reale dei movimenti dei componenti – il tracking – è possibile effettuare anche un allineamento mirato dei componenti su pallet o macchine per la lavorazione CNC con un'analisi della tolleranza del materiale. Per le misure in serie e le analisi del trend è possibile automatizzare la misura o l'intero processo di analisi;

la tradizionale marcatura dei grezzi di fusione può inoltre essere sostituita da ATOS. Parti caratteristiche come le linee di tracciatura e le punzonature possono essere proiettate dallo scanner 3D direttamente sul componente.

Oltre a parti fuse e forgiate, con lo scanner 3D ATOS è possibile effettuare misurazioni a superficie intera e senza contatto di modelli, attrezzature, stampi a gravità, anime in sabbia e stampi in sabbia.

Su strumenti, anime e stampi, ATOS è usato per analizzare i risultati della lavorazione CNC. Lo scanner 3D, inoltre, fornisce dati per un'analisi virtuale dell'assemblaggio oltre che alla verifica dell'accoppiamento delle due metà dello stampo, delle cavità e dei carrelli.


Stampaggio a iniezione

Nelle catene di processo per lo stampaggio a iniezione, termoplastica e stampaggio per soffiaggio, gli scanner 3D ATOS accelerano tutte le fasi dalla costruzione delle attrezzature alla reportistica dei test sui campioni iniziali fino all'analisi virtuale dell'assemblaggio.

ATOS Core è utilizzato per il campionamento iniziale delle parti manufatte, soprattutto durante l'analisi del fit delle attrezzature. I risultati della misurazione superficiale consentono di effettuare un'analisi completa di forma e dimensioni, permettendo una rapida analisi del restringimento e della deformazione delle parti.

Per le misure in serie e le analisi del trend è possibile automatizzare non solo la misura zione, ma anche l'intero processo di analisi. Nell'assemblaggio delle parti in plastica, i dati ATOS possono essere utilizzati per controllare giochi e interstizi e per eseguire un'analisi virtuale dell'assemblaggio.

Con l'aiuto di uno scanner 3D ATOS è possibile eseguire misurazioni complete non solo di parti in plastica ma anche di prototipi, elettrodi e attrezzature.

A partire dalla costruzione delle attrezzature, ATOS è impiegato per l'analisi di elettrodi e nella verifica dei risultati della fresatura. Inoltre, uno scanner 3D è in grado di controllare la correttezza della forma delle due metà dello stampo, delle anime e degli inserti al fine di ottimizzare cavità multiple. In aggiunta, lo scanner 3D ATOS offre la base di dati necessaria per il reverse engineering necessario a creare dati CAD, ad esempio dopo lavori di riparazione o per l'archiviazione.


Pale

ATOS Core supporta i produttori e fornitori di pale di turbine nel creare più rapidamente componenti pronti per la produzione in serie con funzioni di analisi integrate acessibili anche durante il processo produttivo.

I digitalizzatori 3D ATOS sono impiegati nella costruzione di attrezzature, come ad esempio nell'analisi del processo di fresatura ed erosione su stampi a iniezione e fusi. Il sistema, inoltre, fornisce dati per un'analisi virtuale dello spessore delle pareti e per controllare la correttezza della forma dei cursori e il fit delle due metà dello stampo. Nel corso del collaudo degli stampi in cera, ATOS è utilizzato per analizzare i modelli in cera (restringimento, nervature e bolle) al fine di modificare gli stampi.

Misurare le pale di turbine con geometria dei profili di mandata e aspirazione, radice e punta è facile con ATOS Core. Sulla base dei dati è possibile effettuare un'analisi su restringimento, deformazione e piegatura delle pale oltre che sull'usura di stampi e strumenti. In questo modo risultano di facile individuazione piccole deviazioni nel processo.

ATOS Core è utilizzato anche per analizzare gli stampi e le misure delle anime in ceramica, ad esempio per l'analisi di nuove anime o per il campionamento iniziale. L'assemblaggio virtuale consente di esaminare i canali di raffreddamento, mentre i processi di misura e analisi possono essere automatizzati per garantire la qualità in processo. Manutenzione e riparazione delle turbine sono enormi fattori di costo nell'intero ciclo produttivo. A questo proposito, oltre all'analisi dell'usura, ATOS supporta la preparazione e il controllo delle attività di riparazione, come ad esempio tramite acquisizione di aree danneggiate, analisi delle tolleranze dei materiali e della riparazione finale.

Quando le turbine vengono modernizzate o riequipaggiate, ATOS fornisce, inoltre, dati di misura precisi dei componenti da sostituire, come ad esempio le pale delle turbine. I dati 3D sono alla base del reverse engineering in CAD: sulla base dei modelli CAD è possibile fabbricare rapidamente e precisamente i componenti da sostituire.


Costruzione di attrezzature e stampi

Nonostante l'esperienza, i calcoli a monte e le simulazioni, dopo l'esecuzione delle analisi primo articolo raramente i componenti rispettano i requisiti della geometria nominale. Questo perché i parametri di processo e le influenze delle deviazioni sono troppo complessi. Spesso sono necessarie molte iterazioni perchè un'attrezzatura venga approvata. Il lungo e costoso processo necessario a questo scopo

può essere significativamente ridotto utilizzando lo scanner 3D ATOS, un sistema che combina la metrologia con la costruzione delle attrezzature.

Sulla base dei dati di misura a superficie intera e della chiara presentazione dei risultati sotto forma di scala di colori in un confronto nominale/reale con il CAD, è possibile individuare rapidamente le modifiche necessarie dei parametri della macchina (come pressione, temperatura, lubrificazione, forze di tenuta ecc.).

Viene visualizzata una panoramica chiara delle distorsioni, ritiri e segni di restringimento sulle parti stampate a iniezione e pressofuse così come ritorno elastico, taglio e crepatura delle parti in lamiera.

La vasta quantità di dati, inoltre, consente di applicare in modo flessibile diversi metodi di allineamento al sistema di coordinate CAD (3-2-1, RPS o best-fit). Questo è particolarmente importante quando non risulta possibile fabbricare il componente con la qualità desiderata anche se sono stati modificati i parametri della macchina. Per la correzione delle attrezzature, il produttore ha bisogno in tempi brevi di dati di misura esaustivi. L'efficacia della correzione dipende sostanzialmente dall'individuare un allineamento dei dati di misura con il set di dati CAD che richieda modifiche minime dell'attrezzatura.

In questo modo, aziende come Lego, Samsung e Jabil Greenpoint hanno ridotto di oltre la metà i tempi di avvio per l'introduzione dei loro prodotti sul mercato.

I sistemi di misura ATOS sono impiegati anche per implementare e archiviare le modifiche degli strumenti (morphing o reverse engineering) e durante la duplicazione delle attrezzature approvate (fresatura a copiare).

Durante la produzione, ATOS rileva il grado di usura delle attrezzature e supporta la manutenzione e la riparazione individuando e localizzando gli eventuali punti di usura. ATOS è usato inoltre per analizzare la quantità di materiale di riparazione applicato e il suo posizionamento (ad es. saldato sul materiale) oltre alla rilavorazione finale delle misure del componente a riparazione avvenuta..


Progettazione

L'obiettivo del processo di sviluppo del prodotto è coniugare un design perfetto con i requisiti economici e funzionali.
Nel corso di questo processo vengono realizzati, a scopo illustrativo e di analisi funzionale, dei modelli che possono essere modificati più volte, le cui modifice devono essere riconvertite rapidamente in dati digitali per i software CAD/CAM/CAE.
Lo scanner 3D ATOS è in grado di scansionare rapidamente e con precisione le geometrie dei modelli. La scansione dei profili esterni e dell'interno di un autoveicolo, ad esempio, richiede solo qualche ora.

I dati di misura 3D ATOS sono la base per il reverse engineering, soprattutto delle superfici di classe A, mentre l'analisi superficiale e delle linee di contorno,

caratteristiche fondamentali per qualsiasi produttore, sta assumendo gradi d'importanza sempre maggiori all'interno del processo produttivo.

I sistemi ATOS, in combinazione con il software GOM Inspect Professional, sono lo strumento giusto per analizzare la posizione esatta e la forma di queste linee di contorno così importanti nella fase di progettazione. L'analisi di giochi e interstizi è un'altra fase importante della progettazione che può essere controllata e ottimizzata grazie alla metrologia ottica durante il processo di sviluppo di beni di consumo come dispositivi elettronici, pannelli di carrozzerie o interni di veicoli.

I dati di misura forniti da ATOS sono la base per test avanzati di materiali e componenti. Le geometrie acquisite con la misura dei componenti sono parametri di input affidabili per calcoli simulati e calcoli CFD ottimizzati nel campo della fluidodinamica computazionale.

Lo scanner 3D ATOS permette di ridurre i tempi durante le fasi di progettazione e modellizzazione: i dati di misura, infatti, consentono di analizzare le geometrie dei modelli funzionali e ottimizzare l'affidabilità dei componenti durante le simulazioni.


Lamiera

Nello stampaggio della lamiera, lo scanner 3D ATOS si è affermato come strumento per l'analisi della lamiera e la analisi della carrozzeria nuda (BIW).

ATOS è inoltre impiegato per la costruzione di attrezzature, infatti per le matrici di grandi dimensioni realizzate a partire da grezzi di fusione, la scansione 3D con ATOS offre numerosi vantaggi che consentono di risparmiare tempo durante la fresatura CNC. Sulla base dei dati di scansione (reti STL), la fresatura può essere effettuata direttamente sulla geometria reale del pezzo grezzo. Il vantaggio risiede nel ridurre i tempi di funzionamento della macchina, evitando ad esempio la fresatura a vuoto.

Nella fase di collaudo delle attrezzature, le parti realizzate in lamiera possono essere analizzate immediatamente con ATOS Core per verificare la precisione di forma e dimensioni. È possibile analizzare principalmente taglio e ritorno elastico, quest'ultimo è poi corretto sulla geometria CAD, ma anche schemi dei fori e spessori dei materiali. I dati di misura 3D forniti da ATOS aiutano a ridurre il numero dei cicli d'iterazione durante lo sviluppo delle attrezzature. ATOS viene impiegato anche per l'analisi primo articolo e il controllo di qualità delle parti in lamiera: possono essere nuovamente analizzati lo schema dei fori, taglio, ritorno elastico, linee tornado, dimensioni di giochi e interstizi e altre caratteristiche tipiche dello stampaggio lamiera.

I processi di misura e analisi possono essere automatizzati per il controllo qualità della produzione in serie di parti in lamiera e moduli assemblati, ma anche le modifiche apportate a mano sull'attrezzatura possono essere misurate dal sistema ATOS.

Grazie al reverse engineering l'archivio CAD viene tenuto aggiornato affinché il CAD corrisponda allo strumento effettivo e possa esserne fresata una copia direttamente sulla base dei dati forniti da ATOS.