L'importanza dell'ispezione ottica dei cuscinetti ad aria

Air Bearings Ltd (ABL), uno dei principali fornitori mondiali di soluzioni di cuscinetti ad aria, utilizza lo stereomicroscopio Lynx privo di oculari e con funzione di zoom di Vision Engineering per l'ispezione critica di parti di componenti lavorate a macchina.

Le parti di componenti formano un mandrino in grado di raggiungere un'incredibile velocità di rotazione di 350.000 RPM. La loro ispezione assume pertanto un'importanza critica nel mantenere prestazioni ottimali a questa strabiliante velocità di rotazione.

ABL, costituita nel 1993, si dedica alla progettazione, produzione e servizio di mandrini con cuscinetti ad aria di qualità elevata, offerti a prezzi competitivi, per una varietà di applicazioni specialistiche.

Azienda del gruppo Hitachi, ABL è dedicata alla fornitura di mandrini per applicazioni industriali specifiche incluse la rettifica di precisione, la tornitura e fresatura di materiale non ferroso e la foratura di circuiti stampati.

Il controllo della qualità è fondamentale per la produzione

L'integrazione del controllo della qualità all'interno di tutto il processo produttivo è fondamentale per la produzione, in quanto consente a ABL di fabbricare prodotti ad alte prestazioni.

Con una gamma di mandrini che operano a velocità comprese tra 80.000 e gli eccezionali 350.000 rpm, è imperativo che i componenti critici siano lavorati con una precisione inferiore al micron.

Quasi tutti i componenti sono fabbricati internamente e solo una piccola quantità di lavoro viene esternalizzata a subappaltatori, si tratta di processi speciali come il trattamento termico, l'anodizzazione e la bronzatura degli alberi.

Un mandrino tipico prodotto da ABL
La Fig. 1.0. mostra un mandrino tipico
prodotto da ABL

Una delle priorità di ABL è che tutti i componenti lavorati a macchina siano ispezionati meticolosamente al fine di rilevare eventuali anomalie che potrebbero avere ripercussioni sul mandrino una volta completamente assemblato. A velocità di rotazione così estreme, tutti i componenti, e particolarmente i cuscinetti ad aria, devono essere ispezionati per verificarne la precisione.

L'albero rotante, il componente principale del mandrino, viene ispezionato con il microscopio Lynx.

Su tutta la lunghezza dell'albero in acciaio sono presenti scanalature nelle quali viene inserito il rame. Il rame forma metà del motore elettrico che guida l'albero e in condizioni di velocità estreme, è assolutamente vitale che aderisca all'acciaio dell'albero. Se il rame si solleva, provoca un danno istantaneo e di dimensioni catastrofiche.

Una volta fresato l'albero ma prima che il rame sia applicato a intarsio, viene ispezionato meticolosamente con Lynx.

Adrian Farwell, Responsabile Qualità presso ABL, spiega l'importanza dell'ispezione ottica:

“Può essere difficile, a volte, assegnare tolleranze significative ai componenti per cui la valutazione degli stessi mediante ispezione ottica è essenziale e rappresenta una parte importante delle nostre rigorose procedure di qualità”.

La fresatura viene ispezionata otticamente per individuare bave, bordi erosi e graffi sulla superficie del metallo. Questo è assolutamente essenziale nel garantire che il rame sia depositato in modo facile e preciso sull'albero. Se la finitura di superficie non è pulita e precisa, il rame non aderirà all'albero.

I componenti fabbricati da ABL e critici per il funzionamento del mandrino, sono soggetti ad un'ispezione completa. Altri componenti che rivestono un'importanza minore ai fini del funzionamento, vengono ispezionati in lotti.

L'ispezione ottica rivoluzionaria di Lynx offre la soluzione

Stereomicroscopio Lynx con funzione di zoom

Le procedure di ispezione ottica sono condotte sotto le ottiche dello stereomicroscopio Lynx con funzione di zoom.

Lynx è un rivoluzionario stereomicroscopio con funzione di zoom che elimina l'esigenza degli oculari avvalendosi di una tecnologia brevettata.

Il risultato è un microscopio ergonomico che offre comfort ottimale all'operatore grazie ad una visione senza affaticamento, aumentando di conseguenza produttività e precisione.

Adrian continua a spiegare i vantaggi derivanti dall'uso di Lynx quale strumento stereoscopico di ispezione.

“Innanzitutto, il visore privo di oculari è l'aspetto che ci ha colpiti inizialmente, perché affatica molto meno gli occhi rispetto allo stereomicroscopio da noi usato in precedenza. Quando poi abbiamo visto le prestazioni del prisma per la visione obliqua e diretta, la decisione è stata immediata.
A nostro parere, Lynx con prisma per la visione obliqua e diretta è un eccellente strumento da ispezione ed è divenuto per noi estremamente prezioso.”

Il prisma per la visione diretta e obliqua è un accessorio ottico che permette ai tecnici di ispezionare i componenti da un angolo di 34º che può essere successivamente ruotato di 360º per agevolare l'ispezione attorno a un componente, consentendo di passare tra la visione diretta e quella obliqua.

Il microscopio Lynx è anche dotato di un attacco per fotocamera a supporto del processo di qualità per acquisire digitalmente differenze incerte, che possono essere inviate elettronicamente e documentate nell'ambito del processo di miglioramento continuo della qualità.

Ispezione degli ugelli dei cuscinetti ad aria

Microscopio Lynx

Un altro componente critico dei mandrini ABL sono gli stessi cuscinetti ad aria, ciascuno contenente ugelli che controllano la pellicola di aria tra l'albero e il cuscinetto.

Tra molti altri componenti, gli ugelli montati hanno un'importanza cruciale ai fini del funzionamento del mandrino e vengono completamente ispezionati.

L'aria che passa attraverso gli ugelli funge da cuscino tra l'albero e il cuscinetto, permettendone la libera rotazione.

Sebbene alcuni ugelli abbiano un'apertura solo di qualche micron, vengono ispezionati con Lynx per verificare la qualità della lavorazione e assicurare che i biselli siano puliti e non presentino bordi irregolari.

Anche le dimensioni, forma e profondità della tasca devono essere perfette in quanto qualsiasi irregolarità potrebbe provocare problemi con il flusso d'aria e causare la collisione dell'albero con altri componenti all'interno del mandrino.

“Il prisma per la visione obliqua ti offre quella dimensione extra senza la quale non possiamo eseguire l'ispezione completa. Utilizziamo davvero molto Lynx per le nostre applicazioni. È estremamente prezioso, una vera manna", afferma Adrian.

Il controllo della qualità offre la precisione più assoluta e prestazioni molto elevate

Da molti anni ABL si occupa di produzione e l'integrazione del controllo della qualità in tutti i processi di progettazione, fabbricazione, assemblaggio e collaudo ha consentito all'azienda di raggiungere livelli di prestazioni ammirati dai clienti e invidiati dai concorrenti.

Lo stabilimento di ABL è estremamente bene equipaggiato con le apparecchiature più avanzate. La moderna tecnologia combinata con metodi tradizionali sperimentati e verificati ed una forza lavoro competente garantisce che i componenti prodotti da ABL siano fabbricati con assoluta precisione.

Perseguendo un piano di espansione dai ritmi alquanto pressanti, ABL guida il cammino nell'utilizzo della tecnologia dei cuscinetti ad aria. Con il costante aumento della domanda di mandrini più piccoli e più veloci, ABL è in grado di sviluppare la propria attività commerciale e al contempo continuare a fornire ai clienti prodotti di alta precisione abilmente fabbricati.

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