Metrología CMM para piezas estampadas: verificación de geometrías 3D complejas

La norma internacional ISO 10360-2 establece que "el error en la medición dimensional mediante máquinas de medición por coordenadas se calibrará y se garantizará su trazabilidad, para mantener la coherencia de los resultados de las mediciones en todo el mundo".

Para seguir rigurosamente este estándar, nuestro laboratorio de metrología lleva a cabo calibraciones de terceros dos veces al año. Además, todas nuestras CMM están instaladas con módulos de compensación de temperatura para que los clientes de todo el mundo puedan utilizar los datos de medición directamente para las inspecciones PPAP. Al mismo tiempo, hemos creado una base de datos que contiene registros de inspecciones de casi mil piezas estampadas complejas, lo que nos permite encontrar rápidamente las mejores alternativas de inspección para procesos similares.

Un sistema de metrología estandarizado y una rica experiencia en proyectos son los requisitos previos principales para una calidad estable de piezas estampadas de alta gama. Para obtener más información sobre los resultados de implementación de proyectos similares, contáctenos para obtener una colección completa de estudios de casos sobre inspección de piezas estampadas complejas, que proporciona una referencia directa a la precisión real de la inspección y los resultados de reducción de costos.

¿Por qué es fundamental la alineación de múltiples datos para una inspección compleja de piezas estampadas?

Las piezas estampadas complejas pueden experimentar una gran recuperación elástica y tensión residual. Los datos de medición sufrirán una desviación fatal si la orientación de la pieza se ajusta sin una alineación de restricciones de múltiples datos. LS Manufacturing combina RPS multipunto con un modelo nominal CAD para lograr la alineación iterativa digital de mejor ajuste, que puede recuperar la orientación geométrica libre de tensiones de la pieza según las condiciones de ensamblaje reales.

Diferencias principales entre la alineación RPS y la alineación 3-2-1 convencional

La alineación 3-2-1 convencional depende de tres planos de referencia principales y, debido a esto, solo es adecuada para piezas rígidas. piezas flexibles estampadas de paredes delgadas que se someten a este método tendrán la deformación de recuperación elástica asignada incorrectamente a las características del orificio clave y no podrán proporcionar datos precisos para el control de recuperación elástica del estampado.

Las principales ventajas de la alineación multipunto RPS son:

1. Selección de mejores referencias: Se eligen seis puntos claveque corresponden a restricciones reales del ensamblaje.
2. Distribuir errores uniformemente: La iteración a través de matrices hace que la deformación se extienda globalmente, evitando así la situación en la que las desviaciones locales se amplifican.
3. Mayor reproducibilidad: Los cambios menores en la orientación de colocación de la pieza ya no causarán variaciones en los resultados finales de la medición.

Este razonamiento es el núcleo para garantizar que los datos complejos de inspección de piezas estampadas sean confiables y también funcionen como una base digital para troquel de estampado compensación.

Resultados de la medición basados en el principio de posicionamiento de seis puntos

Según el principio de posicionamiento de seis puntos, LS Manufacturing impone restricciones de seis grados de libertad en los pasadores de ubicación principales y las superficies de soporte del troquel de estampado y utiliza la iteración matricial entre el sistema de coordenadas físicas de CAD y la nube de puntos digitales de la pieza. Cuando se inspeccionó un resorte de acero inoxidable con una dureza superficial de > HV 380 y un espesor de 0,2 mm , el error de la superposición de tres coordenadas pudo converger dentro de 0,003 mm utilizando este método. Es un requisito previo fundamental para controlar el servicio de estampado de metales a nivel de micras y puede proporcionar el punto de medición inicial para la evaluación de GD&T. Esto también elimina por completo las preocupaciones de los clientes sobre la repetibilidad de las mediciones.

Figura 1: Varias piezas estampadas de chapa metálica, incluidos soportes, discos y carcasas.

¿Cómo puede el escaneo táctil optimizar el control de calidad de sus piezas estampadas?

El escaneo continuo por contacto utiliza una sonda de fuerza constante que toca físicamente las superficies metálicas en movimiento para identificar ubicaciones espaciales en 3D de agujeros, ranuras y cambios geométricos con densidad muy alta. La cobertura de datos es más de 10 veces mayor que la detección punto a punto, por lo que el método establece la base tecnológica de un fino control de calidad de piezas estampadas.

Tecnología de control de microfuerzas para sondas activas

Las piezas estampadas generalmente tienen un acabado con bordes metálicos que tienen rebabas de corte de alta dureza. Los procedimientos simples de activación de un solo punto funcionan mal cuando se trata de errores de deslizamiento que probablemente los acompañen. Por lo tanto, es difícil cumplir los criterios de adquisición de datos para la medición de características de estampado de alta precisión. Una de las grandes características del sistema CMM avanzado de LS Manufacturing es la sonda de escaneo activo.

Algunos de sus principales beneficios son:

• Control de microfuerza constante: La medición continua de la fuerza se mantiene constante en 0,02 N. De esta manera se evitan rayones en recubrimientos flexibles y deformación de piezas de paredes delgadas.
• Adquisición de datos de alta densidad:obtiene automáticamente 120 puntos de coordenadas X, Y y Z por segundo, cubriendo así completamente los detalles de todas las características.
• Capacidad de adaptación de bordes: Esta función puede evitar errores de deslizamiento de la sonda que se producen al cortar rebabas de forma eficaz.

Teniendo en cuenta estos factores, un sistema de control de calidad de piezas estampadas de alta precisión está respaldado por una gran densidad de datos para el perfilado de superficies de estampado.

Mecanismo de compensación dinámica del radio de la bola de rubí

En la región de deformación por estiramiento del punzón de estampado, el sistema ajusta automáticamente el vector normal de contacto 3D del radio de la bola de rubí de la sonda, que es la forma en que estos servicios profesionales de inspección de MMC muestran su valor técnico. Aborda y elimina el problema de distorsión de la medición causado por el adelgazamiento del ángulo del radio. De esta manera, la confiabilidad de la evaluación de la precisión dimensional del estampado mejora considerablemente y se minimiza el retrabajo no válido del molde.

Si sus piezas tienen problemas con la detección inexacta de características menores, puede enviar dibujos para recibir una evaluación DFM gratuita. Proporcionaremos sugerencias específicas para optimizar el control de calidad de las piezas estampadas.

Figura 2: Sonda de escaneo táctil CMM que mide un componente metálico mecanizado.

¿Qué papel desempeña la CMM óptica en un servicio profesional de estampado de metales?

Las rejillas sin contacto de luz azul capturan instantáneamente millones de puntos de superficie de una pieza y, además, el mapa de color diferencial muestra distorsiones en las piezas. Cuando se combina con las CMM de contacto, esto se convierte en un sistema de calidad de circuito cerrado y es una parte importante del servicio profesional de estampado de metal.

Principio de la tecnología antiinterferencias de luz azul de longitud de onda estrecha

Una vez limpia la superficie de las piezas estampadas de metal, es muy reflectante. El escaneo 3D normal crearía fácilmente nubes de puntos ruidosas, que no son capaces de soportar cálculos estables de coincidencia de nubes de puntos de estampado. LS Manufacturing emplea un equipo de escaneo 3D de luz azul de alta gama con una longitud de onda fija de =450 nm, que puede eliminar eficazmente la interferencia de luz del entorno y mejorar la calidad de las nubes de puntos en superficies muy reflectantes.

El impacto del efecto de aplicación de la compensación dinámica de la intensidad de la luz

En cuanto a las áreas curvas resaltadas y las áreas de sombra del fondo del pozo, el sistema ofrece una ganancia de intensidad de luz punto por punto. Esta técnica puede producir una diferencia de color 3Dun mapa con 5 millones de nubes de puntos en sólo 15 segundos y tiene una resolución espacial de 0,02 mm. Este es un instrumento clave para la identificación rápida de alteraciones en la metrología de alta gama de piezas metálicas y para la captura visual de colapsos de esquinas localizados causados por una dureza desigual en la lámina de metal que ayuda en el control de la consistencia del lote de estampado.

Comparación de parámetros básicos para tres tipos de tecnologías de inspección de MMC

ISO 1101, un estándar internacional, dice: "las reglas para marcar y evaluar tolerancias geométricas requieren una verificación completa de la zona de tolerancia en un sistema de coordenadas tridimensional".

Precisión de resorte posicionada con múltiples orificios y curvaturas: la precisión posicional de los orificios circulares puede decidir el grado en que el ensamblaje automatizado funciona de manera eficiente.

Trabajar con LS Manufacturing que utiliza software avanzado de máquina de medición de coordenadas (CMM) para respaldar la verificación de tolerancia posicional en condiciones máximas de material (MMC). Sus valores fundamentales incluyen:

• Calculando automáticamente tolerancias adicionales debido a desviaciones de apertura.
• Producir criterios de lanzamiento de calidad que correspondan a la lógica de ensamblaje real.
• Evitar errores de juicio demasiado estrictos y controlar los costes generales de adquisición.

El método de evaluación anterior es la razón fundamental por la que la inspección de piezas estampadas complejas es profesional, lo que facilita aún más la confirmación por parte de GD&T de los escenarios de ensamblaje. relacionado.

Verificación de la precisión del contorno de la superficie de forma libre

A través de la comparación de la nube de puntos medida con el modelo CAD m, el sistema puede verificar completamente la precisión del contorno de superficies complejas. El modelo CAD no sólo se utiliza como referencia para inspecciones sino que también determina globalmente la deformación de la pieza, puede usarse para evitar omisiones de desviaciones, modelando intuitivamente visualizaciones directas de desviaciones y al mismo tiempo, actúa como referencia principal para la consistencia de las auditorías del servicio de aprobación de piezas de producción (PPAP) en la verificación de calidad. Además, admite la compensación de recuperación elástica del molde y también se mejora la precisión del control de estampado y la precisión del contorno.

Para calcular los costos de inspección de piezas, proporcione dibujos y requisitos de tolerancia, y le proporcionaremos una estimación de costos integral para la inspección de piezas estampadas complejas sin cargo.

¿Por qué el muestreo dinámico es fundamental para el servicio de aprobación de piezas de producción en masa?

De acuerdo con el Proceso de aprobación de piezas de producción (PPAP), se debe mantener un índice de capacidad de proceso (Cpk) estable desde el principio hasta el final del ciclo de producción. Las decisiones de muestreo dinámico basadas en datos en tiempo real son factibles gracias a la incorporación de la inspección automatizada CMM dentro de la línea de producción de estampado en LS Manufacturing, lo cual es un paso vital para respaldar el servicio de aprobación de piezas de producción.

La lógica preventiva del circuito cerrado de SPC

Imagínese una prensa estampada funcionando a una velocidad increíblemente alta de 200 ciclos por minuto. El desgaste del punzón o el adelgazamiento de la película de aceite provocarán una derivación unidireccional a nivel de micras. Sólo después de que finaliza la producción y la inspección por muestreo encuentra los productos defectuosos, los métodos tradicionales pueden ayudar. El muestreo dinámico junto con el SPC permite tomar acciones preventivas. De esta manera, se cumplen los requisitos de estabilidad a largo plazo del servicio de aprobación de piezas de producción, se minimiza el riesgo de desperdicio y, de hecho, se pueden obtener datos en tiempo real sobre el estado de desgaste de la herramienta de estampado.

Reglas de activación de alerta temprana de muestreo dinámico

LS Manufacturing está elevando la calidad de los sistemas de circuito cerrado para el muestreo dinámico de las tres coordenadas para los fabricantes de automóviles de clientes de nivel 1. Las reglas de alerta temprana del sistema son:

1. Los gráficos de control para X-bar R se generan y actualizan en vivo para revelar la tendencia de deriva dimensional.
2. La advertencia de Nivel 1 se activa cuando hay 7 desviaciones idénticas consecutivas lo que lleva a una solicitud de más muestras.
3. La advertencia de nivel 2 se da a través del valor de Cpk cerca del punto de decisión de 1,33, lo que provoca cambios en el moho.

Los tres niveles del sistema de advertencia brindan la posibilidad de un control completo de la calidad de las piezas estampadas durante el ciclo de vida y también garantizan un procesamiento estable incluso con un alto nivel de estampado.

Correspondencia entre los niveles del índice de capacidad del proceso (Cpk) y el riesgo de calidad

Si desea obtener más información sobre los métodos de implementación del control de calidad de la producción en masa, comuníquese con nosotros para obtener el documento técnico sobre garantía de calidad del proceso de estampado.

Terminal automotriz de precisión de fabricación LS: solución de un defecto personalizado de posición verdadera de ±0,015 mm

Dilema del cliente

El proveedor global de nivel 1 estaba trabajando en el desarrollo de interconectores estampados para baterías de vehículos de nueva energía. Utilizan cobre de alta elasticidad de ±1,5 mm y después de un estampado progresivo de 8 estaciones, la tensión térmica residual hizo que los cuatro orificios de montaje en los extremos se desviaran en su posición entre 0,05 mm y 0,08 mm, lo que supera con creces el requisito de dibujo de 0,015 mm. El robot de soldadura seguía insertando a ciegas los puntos equivocados, lo que provocaba la incautación de la línea de producción y posibles reclamaciones por retrasos. El trabajo del proveedor original en pruebas de matrices ciegas durante cuatro semanas y los 500 kg de chatarra de cobre sin el posicionamiento deseado muestran que los proveedores de servicios de gama baja son muy débiles en el control de precisión del estampado.

Solución de fabricación LS

1. Nuestro equipo técnico inició el proceso de estampado de inspección digital del primer artículo, una sonda de escaneo continuo activo que captura nubes de puntos de superficie de forma libre en 3D del área de deformación por tracción mientras se aplicaba una microfuerza constante de 0,02 N. Al mismo tiempo, se filtró la interferencia del derrame de petróleo en la superficie.
2. Al mismo tiempo, se utilizó el algoritmo de alineación digital de mejor ajuste de puntos objetivo de Datum multinivel para realizar la iteración matricial entre los datos medidos y el modelo nominal CAD nativo.
3. El mapeo de diferencia de color del software CMM indicó claramente que la tensión de descarga desigual en el tercer proceso de flexión causó una inclinación hacia arriba de 0,042 mm en el extremo trasero de la pieza en la dirección del eje Z, que es el inicio de la reacción en cadena que resulta en la desviación posicional.
4. Con estos datos precisos, el grupo de proceso insertó un bloque de precompensación elástico inverso en el quinto paso del método de matriz progresiva, eliminando totalmente el springback y probó el modo de ajuste de matriz de estampado basado en datos como el productivo.

Resultados y valor

Tras la iteración del proceso, 100 muestras sobresalieron en la prueba del servicio de aprobación de piezas de producción automatizada de tres coordenadas: la precisión posicional de los cuatro orificios clave estuvo entre 0,008 mm y 0,011 mm, con un Cpk de 1,67, muy por encima del punto de referencia de la industria de 1,33. El período de desarrollo del nuevo molde se redujo en 18 días, por lo que el plazo de producción en masa se cumplió a tiempo.

Al recibir el informe de prueba con el estándar de trazabilidad ISO 10360, el cliente quedó muy satisfecho y transfirió todo el pedido de inmediato.

Si tiene problemas de desviación dimensional similares, puede cargar su CA 3DPlanos D para obtener una solución personalizada y una cotización precisa. Nuestro equipo técnico le proporcionará comentarios en un plazo de 24 horas.

Preguntas frecuentes

P1. Para la inspección de alta precisión de piezas estampadas de paredes delgadas, ¿cómo garantiza LS Manufacturing la precisión estable y el cumplimiento de los estándares de su servicio de inspección CMM?

Monitoreamos de cerca y ajustamos la temperatura del laboratorio para que sea de 20 ± 0,5 ℃. Además, se utilizan sensores de microfuerza de 0,02 N con plantillas de contorno de poliuretano impresas en 3D para garantizar que las piezas de trabajo de paredes delgadas se mantengan libres de tensión durante la adquisición de coordenadas espaciales.

P2. ¿Cuál es el rango dimensional máximo de piezas de chapa metálica que su servicio de metrología es capaz de manejar?

Tenemos una máquina de medición de coordenadas fija con una capacidad de medición de 2500×1500×1000 mm, y cuando se combina con un brazo de escaneo 3D de luz azul portátil, es capaz de cubrir un espectro completo de tamaños entre terminales microelectrónicos y grandes paneles de carrocería de automóviles.

P3. ¿Sus servicios de aprobación de piezas de producción son capaces de producir informes de inspección automatizados en PDF que cumplan con los estándares automotrices IATF 16949?

Realmente, el software de inspección que utilizamos puede exportar un informe completo en PDF automáticamente. Este informe puede incluir desviaciones de GD&T, gráficos de tendencias de SPC y evaluaciones de Cpk. Además, puede pasar fácilmente la revisión de PPAP y cumple con los estándares automotrices internacionales.

P4. ¿Qué métodos utiliza su empresa para inspeccionar piezas estampadas complejas cuyos dibujos no contienen datos CAD 3D?

Con el sistema de escaneo Blu-ray 3D, el equipo de ingeniería tiene la capacidad de realizar ingeniería inversa de nubes de puntos espaciales a partir de muestras físicamente calificadas y puede reconstruir un modelo digital CAD de alta precisión para definir valores de tolerancia nominal para inspecciones posteriores. Puede cargar dibujos o muestras para obtener una cotización y combinaremos y probaremos rápidamente el plan de aterrizaje.

P5. En comparación con proveedores de bajo costo que solo utilizan herramientas manuales básicas, ¿cuáles son los principales beneficios de confiar en su servicio de estampado de metal?

Las herramientas manuales simples no pueden medir las tolerancias geométricas espaciales. Nuestro Servicio de Estampado de Metales, que está equipado con las tecnologías más avanzadas, es capaz de verificar características geométricas 3D complejas con la ayuda de metrología Blu-ray automatizada complementada con sondeo de contacto de alta precisión, y esta solución funciona muy rápido (en segundos) y libera el ensamblaje por lotes de defectos de interferencia.

P6. ¿Qué estándares metrológicos internacionales sigue su empresa al realizar calibraciones de alta gama para determinar la autoridad de prueba?

El estricto cumplimiento de las normas metrológicas internacionales ISO 10360 e ISO 15530 es un requisito previo para todas nuestras máquinas de medición por coordenadas y procesos de calibración. Nuestros datos son totalmente rastreables y brindan datos de precisión espacial 3D objetivos e imparciales a clientes industriales de todo el mundo.

P7. Si los pedidos son urgentes, ¿qué tan pronto puede su personal de ingeniería entregar un informe completo de inspección del primer artículo del estampado?

Mediante el uso de canales de programación fuera de línea totalmente automatizados, máquinas de medición por coordenadas y software de simulación de mediciones, podemos inspeccionar digitalmente una muestra de tamaño completo dentro de las 24 horas posteriores al primer lote de estampado de prueba y prepararnos para la emisión de un informe formal de calidad FAI con un retraso mínimo.

P8. ¿De qué manera su sistema de garantía de calidad para el proceso de estampado combina la imprevisibilidad de las características físicas de los lotes de materias primas?

No continuamos con el modelo de inspección posterior, sino que cambiamos al muestreo dinámico mediante unidades de máquina de medición de coordenadas (CMM) automatizada casi lineal en los talleres, y transmitimos datos de deriva dimensional al servidor en tiempo real. Cuando las fluctuaciones en la dureza de un nuevo lote de material de bobina provocan tendencias de recuperación elástica, el sistema solicitará un ajuste fino del molde antes de que las piezas excedan las tolerancias.

Resumen

Los métodos tradicionales de medición de dos puntos simplemente ya no pueden cumplir con los requisitos de ensamblaje de alta precisión para piezas estampadas complejas. La solución de alineación de datos de múltiples niveles CMM de LS Manufacturing, que se ve reforzada aún más por la tecnología de escaneo de modo dual, es capaz de registrar la deformación a nivel de micras y usar esa información para optimizar en reversa los procesos de troquel progresivo, evitando así de manera preventiva problemas de calidad y garantizando la entrega sin interrupciones de piezas de precisión.

¿Sufre de formas de muestras fuera de especificaciones a lo largo de la línea, intentos repetidos de cambios progresivos de troquel o compensaciones costosas por deformaciones en la producción en masa? LS Manufacturing, ubicada en Humen Dongguan, se complace en ofrecerle servicios completos de subcontratación de estampado de metal, incluido el uso de las últimas tecnologías de metrología. Además de la compensación de formación de materiales y los informes de pruebas conformes, LS Manufacturing también representa la auditoría FAI y la entrega de producción en masa de PPAP.

Diga adiós a los defectos de fabricación, comenzando con una evaluación profesional: Cargue sus dibujos CAD 3D nativos (admite formatos STEP/IGES/X_T). Nuestro equipo de I+D y metrología proporcionará una evaluación DFM gratuita y una cotización precisa del proyecto en un plazo de 24 horas, utilizando capacidades técnicas líderes en la industria para salvaguardar su cadena de suministro de alto nivel.

📞Tel: +86 185 6675 9667
📧Correo electrónico: info@lsrpf.com
🌐Sitio web: https://lsrpf.com/

Descargo de responsabilidad

El contenido de esta página tiene fines informativos únicamente. Servicios de fabricación de LS No existen representaciones ni garantías, expresas o implícitas, en cuanto a la exactitud, integridad o validez de la información. No se debe inferir que un proveedor o fabricante externo proporcionará parámetros de rendimiento, tolerancias geométricas, características de diseño específicas, calidad y tipo de material o mano de obra a través de la red de LS Manufacturing. Es responsabilidad del comprador. Requerir piezas cotización Identifique los requisitos específicos para estas secciones.Contáctenos para obtener más información.

Equipo de fabricación de LS

LS Manufacturing es una empresa líder en la industria. Centrarse en soluciones de fabricación personalizadas. Tenemos más de 20 años de experiencia con más de 5000 clientes y nos centramos en mecanizado CNC, fabricación de chapa metálica, 3D impresión, moldeo por inyección. Estampado de metales y otros servicios integrales de fabricación.
Nuestra fábrica está equipada con más de 100 centros de mecanizado de 5 ejes de última generación, con certificación ISO 9001:2015. Brindamos soluciones de fabricación rápidas, eficientes y de alta calidad a clientes en más de 150 países alrededor del mundo. Ya sea que se trate de producción en pequeño volumen o personalización a gran escala, podemos satisfacer sus necesidades con la entrega más rápida en 24 horas. Elija Fabricación LS. Esto significa eficiencia en la selección, calidad y profesionalismo.
Para obtener más información, visite nuestro sitio web:www.lsrpf.com

Gloria

Experto en creación rápida de prototipos y fabricación rápida

Nos especializamos en mecanizado CNC, impresión 3D, fundición de uretano, herramientas rápidas, moldeo por inyección, fundición de metales, chapa y extrusión.

Got thoughts or experiences to share? We'd love to hear from you!