POSSO FARE IL CONTROLLO DIMENSIONALE CON LA TOMOGRAFIA?

Una delle grandi rivoluzioni apportate nel mondo dei controlli non distruttivi dalla tomografia computerizzata industriale è la possibilità di fare l’analisi dimensionale di tutte le superfici interne ed esterne di un oggetto senza distruggere il campione, anche quando non è possibile procedere con altri strumenti di misura.
Questo si rileva particolarmente utile quando bisogna misurare componenti interni, geometrie complesse e punti inaccessibili, come spesso succede in manufatti prodotti in additive manufacturing o stampa 3D.

Una delle domande che mi vengono fatte da un cliente che non ha mai fatto tomografie dei suoi campioni è se si può fare il controllo dimensionale e come si fa.

LA RISPOSTA DI PAOLO MURGIA DI MOTIVEXLAB

Come sempre quando si parla di tomografia, non c’è una risposta univoca.
Come direbbe Paolo Murgia, Assistente Tecnico Personale esperto di tomografia, dipende.

Paolo Murgia (sulla destra), Assistente Tecnico Personale esperto di tomografia

Te la ricordi la canzone tormentone di Jarabe de Paolo “Todo depende“?
Todo depende anche in questo caso!
Tutto dipende da cosa serve al cliente.

CONVERSAZIONE CON DAVIDE BARATTO, COO DI GILARDONI SPA

Ho parlato di questo aspetto con Davide Baratto, COO di Gilardoni SPA, e pubblico qui di seguito un estratto della nostra conversazione.

ELISABETTA RUFFINO:

Quando parliamo di tomografia, intendiamo la tecnica diagnostica di tipo non distruttivo che permette di ricavare i dati di un manufatto di qualsiasi forma e materiale. Tra questi dati ci sono ad esempio le misure dimensionali.
Dopo aver scannerizzato un oggetto che, grazie all’impianto tomografico Gilardoni da 450 KV in dotazione presso i laboratori MotivexLab, può essere di dimensioni 700 X 1200 fino a 500 kg, si ricava una nuvola di punti, che viene elaborata con software di analisi e ricostruzione grafica.
La nuvola di punti così rielaborata può essere trasformata in un’immagine virtuale delle superfici e dei volumi che vengono analizzate in relazione a cosa serve al cliente.

CONFRONTO OGGETTO REALE MODELLO NOMINALE

Per esempio posso procedere a un confronto tra oggetto reale e modello nominale. Prendo un oggetto, lo scannerizzo con la tomografia, confronto il file estratto con la matematica e il programma di analisi post acquisizione mi mette in evidenza le zone verdi quando il nominale e il reale corrispondono e le zone rosse quando c’è uno scostamento.

Analisi spessori con la Tomografia

LA TOMOGRAFIA DIMENSIONALE

DAVIDE BARATTO:

E’ esattamente così, e se in altre occasioni abbiamo parlato di reverse engineering, in questo caso parliamo di tomografia dimensionale. Quindi, a partire dal disegno, con le sue tolleranze l’oggetto viene scansionato e viene classificato in base alla sua reale dimensione. Ciò che si va a verificare è se l’oggetto esaminato sta dentro o no al nominale, se è dentro o fuori dalle tolleranze.
In alcuni casi il cliente ti chiede le quote specifiche di un oggetto, in altri casi il confronto tra reale e nominale, spesso non saprà cosa chiederti e sarai tu a dover capire cosa è meglio per lui.
Se un cliente ti chiede un’analisi dimensionale, di solito ci sono due motivi per cui lo fa:
1. lo scopo dell’analisi non è avere le singole quote ma ha bisogno della comparazione reale – nominale, quindi lui ti chiede le quote e poi va a verificarle con il suo disegno, se sta facendo questo, è meglio che gli dai subito la comparazione, perché gli risparmi del lavoro.
2. se lui non ce l’ha il disegno, sta facendo reverse engineering, quindi lui vuole il disegno tutto quotato e non lo compara con niente. Per esempio dirà io voglio sapere quanto è questo raggio, quanto è questa lunghezza ecc. vuole quotare il disegno e nella tomografia puoi farlo.

Misura delle Coordinate con la Tomografia

QUOTE NOMINALI E QUOTE REALI, ATTENZIONE AGLI ERRORI

Uno degli aspetti da non dimenticare quando si fa una tomografia dimensionale è ricordarsi che tu quoterai delle dimensioni reali e quindi non saprai mai se quella misura lì è 15 mm perché nominalmente era 14±1 quindi sei ancora dentro, ma l’oggetto è 15, oppure se era 15 ±1 e quindi andrebbe bene anche da 16 o da 14, non lo sai.
Tu sai che hai un oggetto da 15.
Non sai qual è la quota nominale, tu sai qual è la quota reale.
Questo può portare a chi lo fa in maniera un po’ sprovveduta a degli errori.
Se io prendo la scansione del mio oggetto e suppongo erroneamente che tutte le quote dell’oggetto siano le quote ideali, dico va be’ il mio oggetto sarà 10 cm ± 1 cm perché l’ho misurato, magari chi lo aveva disegnato aveva fatto 9±1, te ne è venuto uno da 10 va bene, ma 10 non è la quota nominale, perché 11 non va bene e tu quando misuri 10, se non sai, puoi prendere un granchio perché potresti dire questo 10 va bene da 8 a 10, 11 non va bene, perché era 9±1, nel disegno originale.
Come lo risolvi questo problema? Lo risolvi normalmente facendo misure di tanti pezzi e quindi vedendo dove variano le misure e quindi puoi capire quali erano le tolleranze. Però devi fare un campione sufficientemente grande, se no la quota che hai misurato è la quota reale, non ideale, non nominale.
Se io dico gli uomini devono essere alti 1 metro e 80, e poi prendo il primo per strada e lo misuro e viene 1,70, dico ah allora gli uomini sono 1,70. no, sono 1,80 però questo qui è 1,70. Se prendi un altro sarà 1,90, in media 1,80, anzi forse non ne troverai mai uno da 1,80 ma ne troverai tanti la cui media è 1,80.

ELISABETTA RUFFINO:

non stiamo parlando di reverse engineering, stiamo parlando di analisi dimensionale con la tomografia computerizzata. Mi trovo nella situazione in cui il cliente arriva con un pezzo che gli hanno fatto, e dice me lo misuri. Domanda: è meglio il confronto nominale reale con il software che permette una comparazione geometrica dei dati CAD, oppure ti dico per l’uso che ne farai, tu hai bisogno delle misure quota per quota?

DAVIDE BARATTO:

Tutto sta se il cliente te lo permette o vuole dirtelo, potrebbe anche essere un segreto suo cosa vuole. Perché se il vero motivo di quotarlo è compararlo con un disegno, cioè sapere se è in tolleranza o no, la cosa più bella da offrirgli è l’analisi attraverso il software di comparazione che in maniera molto intuitiva ti fornisce un prospetto a colori dal verde al rosso in funzione della corrispondenza tra oggetto reale e modello matematico.
Anche questo tipo di controllo deve essere fatto con attenzione. Tu devi partire da dei datum, cioè da dei punti che tu devi tenere fissi e poi in base a quei punti procedi con la comparazione.
Mi spiego meglio.

BEST FIT PER LA COMPARAZIONE REALE NOMINALE IN TOMOGRAFIA

Dato il 3D dell’oggetto ideale e dato il 3D dell’oggetto reale devi sovrapporli e per sovrapporre due cose che non sono uguali, perché una è un po’ più storta dell’altra, tu devi cercare il best fit, (il miglior vestito) cioè scegliere come posizionare l’oggetto. Scelgo una posizione che sposta tutti gli angoli del minimo, oppure scelgo di tenere fisso l’angolo destro in alto, o quello in basso? In teoria è il cliente che te lo deve dire, ma un buon tecnico di tomografia capisce da solo qual è il best fit.
Io posso confrontare due rettangoli e posizionarli come nelle immagini di seguito.

La scelta deve esser indicata dal cliente, se no dove è rosso e dove è verde non lo sai, perché per ognuna di quelle scelte ci sono zone rosse o zone verdi o tutte zone gialle, qual è il risultato giusto? Devo sapere quali sono i datum, quali sono i criteri per fare il best fit.

Gli Assistenti Tecnici Personali di MotivexLab esperti di Tomografia

COME SCEGLIERE IL CONTROLLO DIMENSIONALE PIU’ ADATTO

DAVIDE BARATTO:

Però, tornando alla tua domanda, se un cliente mi arriva con un oggetto e mi dice quotamelo, teoricamente ogni oggetto avrà mille quote, chiaro che quel cliente deve sapere che pagherà un tecnico di tomografia che sta lì e tirerà giù mille quote di quell’oggetto.
Se il cliente mi dice, mi misuri il diametro di questo tubo? Tu vai lì, tiri una quota e hai finito. Se lui non sa cosa gli serve o io non so cosa gli serve, rischio di fare un sacco di lavoro che lui poi butta via perché prende poi solo quella quota, a lui interessava solo quella, e io gliel’ho dovuto quotare tutto. Oppure glielo quoto tutto e lui poi mi va a comparare quota per quota e va a fare a mano un lavoro che io potevo fargli in automatico se mi avesse detto a cosa gli serviva. Quindi la capacità di capire a cosa serve, è determinante per il risultato che ne ottieni.
Perché la macchina ti dà il 3D dell’oggetto, poi cosa ci devi fare è tutto un altro discorso, quindi mi viene da dire, le dimensioni, la densità del materiale? Non lo so, io posso analizzare tante cose di un oggetto, ma se non mi dici cosa stai cercando, è difficile che io lo trovi.
Tu mi porti una nave e mi dici guarda se è tutto a posto. E, se mi dici quale saldatura devo controllare, faccio prima, se no ti dico la vernice è nuova, la saldatura non lo so perché non l’ho neanche guardata. E quindi se non mi dici cosa vuoi è difficile aiutarti, poi se mi dici cosa vuoi ci sono strumenti specifici per arrivare al risultato nella maniera migliore e più economica e più veloce.
Grazie Davide Baratto che è sempre disponibile a spiegare in maniera semplice le applicazioni e le problematiche legate ai controlli non distruttivi mediante tomografia.

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