Le pale delle turbine sono tra i componenti più critici dei moderni motori aeronautici. Soprattutto i minuscoli fori di raffreddamento svolgono un ruolo decisivo nel determinare la durata, l’efficienza e la sicurezza. Al Paris Air Show di quest’anno, Bruker Alicona presenta una soluzione di misura completamente automatizzata che stabilisce nuovi standard.
L’applicazione è stata sviluppata in stretta collaborazione con MTU Aero Engines, uno dei principali produttori di motori al mondo.
Un progetto strategico
La soluzione per i fori di raffreddamento, ora utilizzata da MTU Aero Engines nella produzione di serie, è infatti il risultato di un’intensa collaborazione iniziata nel 2018. Inizialmente, MTU Aero Engines si era rivolta a Bruker Alicona con un robot collaborativo per ispezioni ottiche.
Oggi, la µCMM Bruker Alicona, dotata di un obiettivo per distanze di lavoro da 130 mm, progettato su misura, di un software personalizzato e attrezzature dedicate, è parte integrante del controllo qualità nello stabilimento di Monaco di Baviera, in Germania.
“Abbiamo subito capito che la metrologia ottica 3D di Bruker Alicona aveva un grande potenziale per la nostra applicazione”, afferma Michael Duffek, Project Manager dell’Assicurazione Qualità di MTU Aero Engines. “Soprattutto per l’acquisizione di geometrie complesse e per l’automazione, abbiamo notato chiari vantaggi rispetto ai metodi convenzionali come la sonda a fibre ottiche”.
Misure precise completamente automatizzate
Combinando l’AFV-Advanced Focus Variation con il VFP-Vertical Focus Probing, il sistema consente di effettuare misure 3D senza contatto dei fori di raffreddamento, senza stilo, compresi diametro, posizione, angolo, lunghezza cilindrica minima e geometria del diffusore. Questi parametri vengono attualmente introdotti nell’ispezione seriale. Il setup si basa sulla macchina di misura ottica a coordinate di Bruker Alicona, la µCMM, e comprende:
un obiettivo da 130 mm progettato su misura;
il Cooling Hole Package con funzioni di plugin, modalità di misura ed esportazione;
l’allineamento 3D intelligente (3-2-1, linea, foro);
la piattaforma software MetMaX per l’automazione, basata sull’autoapprendimento.
Il flusso di lavoro automatizzato consiste in quattro fasi: caricamento del modello CAD, definizione dei punti di riferimento, apprendimento dei fori e avvio della misura. Ciò consente un’efficiente ispezione in serie di numerosi fori di raffreddamento.
Attualmente MTU Aero Engines ispeziona regolarmente tre diversi tipi di pale con questo sistema. Le misure vengono eseguite direttamente in produzione, in una sala metrologica dedicata, utilizzando i sistemi di serraggio 3R e le attrezzature personalizzate sviluppate dalla stessa MTU Aero Engines.
Una partnership basata sulla collaborazione tecnologica
Lo sviluppo di un’applicazione così specializzata comportava naturalmente requisiti tecnologici elevati. Temi come la stabilità del software e i processi di apprendimento si sono rivelati complessi, come è tipico in un progetto di questa portata. Tuttavia, la collaborazione su un piano di paritario ha sempre portato a delle soluzioni.
“A convincerci non è stata solo la tecnologia, ma anche la disponibilità a crescere con noi”, spiega Duffek. “Bruker Alicona è sempre stata aperta al feedback e questo ha creato fiducia”.
L’applicazione per i fori di raffreddamento in MTU Aero Engines dimostra che le soluzioni visionarie emergono quando fornitori di tecnologia e utenti lavorano a stretto contatto. Ciò che è iniziata come una semplice prova, è diventata un processo di ispezione altamente specializzato, con ulteriori fasi di sviluppo già in corso. Vi è infatti ancora molto potenziale per continuare la ricerca e lo sviluppo.
Al Paris Air Show, in programma dal 16 al 22 giugno, a Paris Le Bourget, allo stand C 17 di Bruker Alicona, nel padiglione 4, è possibile vedere e provare dal vivo la Cooling Hole Solution qui descritta.
