3D vision inspectie voor gietdelen

Inleiding

De automotive sector, zijnde dé thuismarkt van Manders Automation, stelt ieder jaar weer hogere eisen aan aluminium gietdelen in het algemeen en aan functionele delen in het bijzonder. Aluminium componenten zijn belangrijk voor deze sector vanwege het lichte gewicht, de stijfheid, corrosiebestendigheid en de warmtegeleiding.

Huidige situatie

Steeds meer functionele componenten zoals versnellingsbakken en (bewegende) delen van motoren bestaan uit aluminium of legeringen daarvan. Deze componenten worden op grote schaal gefabriceerd door middel van een complex hogedruk gietproces. Inherent aan dit proces is de relatieve grove maatvoering en oppervlaktegesteldheid, waardoor (mechanische) nabewerking noodzakelijk is.

Probleemstelling

Een ander fenomeen dat bij het gietproces optreedt, is het ontstaan van gasinsluitingen in de gegoten massa met porositeit en het ontstaan van putjes in het bewerkte oppervlak als mogelijk gevolg. Met name voor functionele vormdelen, waar bijvoorbeeld gladheid en vloeistofafdichting cruciaal zijn, leiden dat soort oppervlaktebeschadigingen tot lekkages en/of drukverlies en zelfs tot het uitvallen van complete systemen. Voor iedere original equipment manufacturer (OEM) is dit met het oog op productaansprakelijkheid, kwaliteitsimago en reputatieschade daarom een heel belangrijk onderwerp.

Kwaliteitscontrole

Momenteel is het mogelijk om afmetingen en interne kwaliteit objectief met technologische hulpmiddelen vast te stellen. De oppervlaktecontrole wordt daarentegen nog steeds 100% visueel uitgevoerd door vakmensen. Deze wijze van kwaliteitscontrole is onbetrouwbaar en gaat gepaard met hoge arbeidskosten. Bestaande technologische hulpmiddelen zoals 2D vision systemen en röntgen voldoen niet, omdat deze systemen last hebben van reflecties en pseudofouten (bijv. verkleuringen). Tevens is de meetnauwkeurigheid te laag en is er sprake van te hoge tacttijd, waardoor geen inline oplossing gerealiseerd kan worden.

Marktvraag

Toeleveranciers uit de automotive branche (tier 1 en 2) erkennen deze tekortkomingen in de kwaliteitscontrole. Men zoekt naar een systeem dat opgenomen kan worden in een lopende productielijn en autonoom controles met 100% betrouwbaarheid kan uitvoeren.

Projectdoel

Sense It Innovations en Manders Automation willen inspelen op deze marktvraag door het ontwikkelen, testen en valideren van een 3D porositeiten scanner. Het doel van de innovatie is het meten en classificeren van oppervlaktefouten van bewerkte gietdelen in termen van gietgallen, krimpholtes en (micro) porositeit.

Functionaliteit van het systeem

Het systeem dient de metingen te converteren naar Pore classes (PK-classes), hierin zijn de evaluatierichtlijnen (grootte, concentratie en afstand) voor bewerkte delen opgenomen. Daarnaast wordt het mogelijk om trendanalyses uit te voeren op productielijnen (statistical process control).

Doelstellingen

Het project sluit hierbij aan bij de doelstellingen van de topsectoren Hightech Materialen en Systemen & ICT (advanced instrumentation) en Logistiek (ketensamenwerking).