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CONTROLLO DIMENSIONALE
GLI ALTRI TEMI
M. Martarelli, A. Annessi, E. Della Santa, G. Pandarese, P. Castellini
Il controllo dimensionale mediante Tomografia a raggi X e CMM Applicazione a componenti ottenuti mediante Additive Manufacturing
DIMENSIONAL CONTROL THROUGH X-RAY TOMOGRAPHY AND CMM Additive Manufacturing, aka 3D printing, is undergoing a remarkable development, both as a prototyping tool and for production of small batches. However, the very nature of additive techniques poses problems related to the structural integrity of the components, their internal defects and dimensional accuracy. In this article we will propose some practical cases of application of X-ray Tomography and coordinate measurement machines for this purpose. RIASSUNTO L’Additive Manufacturing, o stampa 3D, sta conoscendo uno sviluppo notevolissimo, sia come strumento di prototipazione che per la produzione di piccoli lotti. La natura stessa delle tecniche additive pone però dei problemi legati all’integrità strutturale dei componenti, alla loro difettosità interna ed accuratezza dimensionale. In questo articolo verranno proposti alcuni casi pratici di applicazione della Tomografia a Raggi X e delle macchine di controllo delle coordinate a tale scopo. L’ADDITIVE MANUFACTURING
Per Additive Manufacturing si intende un’ampia serie di tecnologie per la costruzione di oggetti attraverso, come dice lo stesso nome, la progressiva aggiunta di materiale, in genere nella forma di strati successivi. Tali tecniche presentano notevoli vantaggi, tra cui la possibilità di realizzare componenti con un ridottissimo tempo di attrezzaggio e quella di realizzare pezzi con geometrie molto complicate, spesso impensabili con altre tecnologie, integrando funzioni e caratteristi-
che in altri casi incompatibili. Di fronte a questi pregi, tali tecnologie possono presentare alcuni svantaggi, tra cui il tempo per la realizzazione del singolo pezzo e, soprattutto, una certa inaccuratezza dimensionale e la tendenza a presentare proprietà meccaniche scarse, rispetto al materiale utilizzato, soprattutto a causa di un’intrinseca propensione a presentare difetti interni o legami tra gli strati non perfetti. Per queste ragioni il controllo di qualità diventa un passo fondamentale nel processo produttivo.
LA TOMOGRAFIA A RAGGI X E LE MACCHINE DI MISURA DELLE COORDINATE
La tomografia a raggi X è una tecnologia che consente l’osservazione delle variazioni di densità all’interno di un componente e, quindi, la valutazione di cavità interne, difetti o porosità, evitando di tagliare o distruggere il componente stesso. Il laboratorio del Dipartimento d’Ingegneria Industriale e Scienze Matematiche dell’Università Politecnica delle Marche è dotato di un tomografo computerizzato industriale ZEISS METROTOM 1500 (Fig. 1 a sin.), in grado di misurare e controllare pezzi in plastica o metallo leggero. Grazie al suo volume di lavoro, pari a 350x350x350 mm3, il tomografo ha la possibilità d’ispezionare differenti componenti meccanici di dimensioni reali, con risoluzioni d’ispezione che possono arrivare sotto i 10 µm. Per il rilievo delle coordinate delle superfici esterne il Dipartimento di spone di una macchina Contura 6206 (Fig. 1 a des.), che garantisce un’accuratezza in scala micrometrica e opera su un volume di misura di 700x1000x600 mm3. ESEMPI APPLICATIVI
Un’interessante applicazione della stampa 3D e delle verifiche dimensionali è quella relativa alla realizzazione di metamateriali. Un metamateriale è un materiale convenzionale (ad esempio plastica o metallo) disposto in un modo particolare, per lo più ma non necessariamente in modo periodico, tale da
Figura 1 – Da sin: Tomografo Metrotom e CMM Contura
Università Politecnica delle Marche, Dip. Ingegneria Industriale e Scienze Matematiche m.martarelli@staff.univpm.it
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