Ispezione CT Temporanea per Garantire l’Avvio della Produzione in Serie

Autori: Prof. Dr. Lutz Hagner | CEO, Dr. Robin Höhne | Responsabile CND, Benjamin Schlosser | Ingegnere Software Senior (Microvista GmbH)

Nonostante la crescente digitalizzazione, il processo di fusione rimane complesso e difficile da controllare completamente. La costruzione leggera e l’integrazione funzionale aumentano ulteriormente le esigenze di stabilità e trasparenza del processo. I rischi tipici, soprattutto nelle fasi iniziali, comprendono tempi di sviluppo ristretti che richiedono feedback rapidi sulla qualità dei componenti – spesso senza una capacità di ispezione sufficiente. In molti casi, i clienti bloccano i componenti a causa della qualità incerta, anche se sono urgentemente necessari per mantenere il flusso produttivo.

In questi scenari, l’ispezione CT temporanea può rappresentare una soluzione efficace – a condizione che sia rapidamente disponibile, configurabile secondo le esigenze specifiche ed economicamente sostenibile.

Requisiti per un Sistema CT Temporaneo

La tomografia computerizzata è ormai una tecnica consolidata di ispezione e molte fonderie possiedono sistemi propri. Tuttavia, questi sono generalmente progettati per analisi di laboratorio, richiedono valutazioni manuali e un elevato livello di competenza. Non sono pensati per flussi di ispezione rapidi – o se lo sono, sono legati a specifiche linee di produzione. Un’alternativa flessibile deve essere mobile, immediatamente operativa, adattabile a diversi componenti e tipi di difetti, e offrire un funzionamento automatizzato e intuitivo. Deve inoltre integrarsi nei sistemi di qualità esistenti ed essere economicamente sostenibile.

L’implementazione avviene all’interno di un container da 20 piedi (Figura 1), dotato di schermatura dalle radiazioni, un’ampia camera di misura e un avviamento semplificato. Il sistema è controllato tramite un’interfaccia utente intuitiva. L’analisi si basa su software modulare con moduli predefiniti per l’elaborazione delle immagini, confronto CAD, estrazione di pori e canali, analisi dello spessore delle pareti e report automatici dei risultati.

Caso Studio 1: Analisi dello Spessore delle Pareti in un Alloggiamento di Statore

Nonostante un’intensa preparazione, con simulazioni, prototipi e produzione pilota, dopo l’inizio della produzione (SOP) di un alloggiamento statorico con canali di raffreddamento integrati si sono verificati problemi di qualità inattesi. Disallineamenti dei nuclei hanno causato spessori di parete fuori tolleranza, mentre la rottura dei nuclei ha provocato bave e trucioli nei canali. È quindi risultata necessaria un’ispezione temporanea al 100%.

Dopo una breve formazione, il personale di produzione è stato in grado di gestire il sistema. Una scansione a codice a barre identifica il supporto corretto, carica automaticamente il programma di ispezione appropriato ed elabora solo le aree rilevanti – in questo caso, dodici zone predefinite per la misurazione dello spessore minimo. L’analisi avviene in parallelo con la scansione CT. Poiché l’analisi è leggermente più veloce della scansione, è quest’ultima a determinare il tempo ciclo (Figura 2). Si ottiene così un’ispezione completa di ogni statore ogni 100 secondi.

Grazie alla flessibilità nell’elaborazione dei dati, il programma è stato esteso per includere il rilevamento di bave e trucioli – senza allungare il tempo ciclo. I risultati vengono visualizzati in tempo reale per decisioni immediate (accettazione/scarto). Per analisi approfondite, i dati di misura sono disponibili su un portale online (Figura 3).

Caso Studio 2: Rilevamento di Bave e Residui di Nucleo in una Testata

Per un nuovo modulo testata con un complesso sistema di canali, il rischio di formazione di bave e residui di nucleo era elevato. Poiché il banco prova per il test di flusso non è stato consegnato in tempo, è stata adottata una soluzione CT mobile come misura temporanea.

La difficoltà principale era legata agli spessori elevati delle pareti e alle ampie tolleranze, che rendevano difficile un allineamento CAD preciso a causa della qualità limitata delle immagini. Un algoritmo intelligente genera uno "scheletro" attraverso i canali e valuta i volumi lungo il percorso. Per ciascun segmento, vengono calcolati la copertura materiale e la sezione minima perpendicolare all’asse del canale.

L’analisi avviene confrontando i risultati con i dati CAD. In caso di interpretazioni divergenti delle tolleranze, è possibile un riesame da parte di esperti tramite portale web. Questa valutazione automatizzata consente un giudizio rapido e preciso (Figura 4).

Valutazione Cloud come Chiave della Scalabilità

L’ispezione CT temporanea deve spesso essere scalabile rapidamente – ad esempio, durante un ramp-up produttivo o un richiamo. Le connessioni satellitari e 5G permettono di stabilire un collegamento sicuro e stabile in pochi minuti. A seconda del volume e della complessità dei dati, l’analisi viene eseguita nel cloud, che offre risorse praticamente illimitate per l’elaborazione parallela, l’analisi con supporto IA e l’elaborazione statistica.

Le soluzioni presentate non sono limitate ai soli sistemi CT mobili. Si basano su ricostruzioni CT completate e sono adattabili a qualsiasi sistema CT – a condizione che i dati siano disponibili in formato standardizzato. Ciò apre molteplici scenari applicativi, indipendentemente dal luogo o dal tipo di impianto.

I sistemi CT mobili con analisi automatizzata offrono nuove possibilità per l’assicurazione qualità nelle fasi critiche della produzione. Combinano i vantaggi della tecnologia CT moderna con un’elevata flessibilità, tempi ciclo brevi e potenza di calcolo scalabile – in locale o nel cloud.