Reverse engineering di testa motore

Reverse Engineering di testa motore

Introduzione

In seguito al prolungato utilizzo, gli stampi per fonderia vengono erosi dal metallo colato in pressione e si usurano. Ciò comporta il degrado delle geometrie e il progressivo allontanamento del prodotto reale da quello ideale di progetto. Quando le tolleranze a disegno non sono più rispettate dal processo fusorio lo stampo deve essere sostituito. Ma cosa accade se il disegno dello stampo non è più a disposizione o comunque non è attendibile? Occorre risalirvi partendo dal rilievo sperimentale della geometria del prodotto stampato. È questo il caso delle teste motore recentemente scansionate in TEC Eurolab.

Scansione volumetrica 3D

Per rilevare adeguatamente la geometria dei componenti è stata utilizzata la tomografia industriale. La scansione a raggi X, contrariamente alle tradizionali scansioni laser che consentono solamente il rilievo delle geometrie esterne in vista, ha permesso di ottenere con precisioni centesimali l’immagine tridimensionale, comprensiva di tutti i condotti interni, delle teste motore in analisi. Il risultato è quindi stato ottenuto senza necessità di operare tagli meccanici o calchi che avrebbero introdotto considerevoli incertezze di rilievo.

Estrazione delle superfici

Ciascun volume tomografico in scala di grigi è poi stato elaborato con il software di analisi VGStudio MAX per determinare accuratamente la superficie di interfaccia fra il materiale costituente la testa motore e l’aria circostante. Questa superficie è quindi stata estratta e salvata in formato STL (Standard Tessellation Language). Per consentirne la lettura e l’elaborazione da parte dei software CAD, tale file è stato alleggerito e filtrato con algoritmi evoluti, in grado di ridurne la dimensione senza comprometterne la definizione.

Reverse Engineering

L’STL, adeguatamente alleggerito ed esportato, è infine stato utilizzato come input per il processo di reverse engineering. Il ridisegno del componente è stato eseguito in Pro Engineer mantenendo il confronto costante per sovrapposizione con la geometria STL acquisita sperimentalmente. Particolare cura è stata prestata all’ottenimento dei condotti di aspirazione e scarico, la cui curvatura è determinante per le prestazioni del motore. Ciò ha consentito di ottenerne il file STEP compatibile ed elaborabile da ogni software CAD.

Conclusioni

Lo STEP ottenuto dalla procedura di reverse engineering è stato inviato allo studio di progettazione stampi ed è diventato la base per il loro disegno. Il processo seguito con la scansione tomografica si è concretizzato in pochi giorni e ha consentito la drastica riduzione dei tempi e costi di progettazione.