Medición de alta velocidad de álabes

Los álabes de ventiladores y turbinas en la generación más reciente de motores a reacción constituyen una hazaña impresionante de diseño e ingeniería. Sin embargo, su complejidad constituye un desafío para las tecnologías convencionales de inspección de álabes. Generalmente, los álabes actuales de ventiladores y turbinas combinan un perfil de álabe de composite de fibra de carbono con un borde de ataque con aleación de titanio. Las avanzadas tecnologías de fabricación permiten crear perfiles de composite de álabes aerodinámicamente eficientes con complejas formas libres 3D, delgadas secciones transversales, áreas de grosor variable y radios pequeños en los bordes.

Los diseños resultantes ofrecen beneficios al funcionamiento como un peso reducido del motor a reacción y menor consumo de combustible, así como una duración mejorada del motor. Pero también producen formas intrincadas de álabes que pueden ser un obstáculo para la medición de alta velocidad, particularmente cuando se une la necesidad de alcanzar tolerancias muy exigentes.

Alcanzar un equilibrio

Sin embargo, es posible alcanzar un equilibrio entre velocidad y alta precisión por medio de una combinación del sensor óptico adecuado y un sensor táctil. El sensor táctil debe ser lo suficientemente preciso para llevar a cabo la alineación crítica del encastre del álabe que constituye la base del resto de las mediciones. También debe ser capaz
de medir superficies con fuerte inclinación en la forma de álabe en forma de abeto o encastre de cola de milano, a los cuales no es fácil acceder con un sensor óptico. El sensor de escaneo HP-S-X1C de Hexagon combina precisión y flexibilidad, al medir tanto de punto a punto como en modo de escaneo continuo, que lo hace ideal para la tarea.

Asimismo, el sensor de luz blanca debe ser capaz de medir todo tipo de materiales mate y reflectante, incluyendo fibra de carbono. También es importante incrementar el alcance y flexibilidad de la inspección al elegir un sensor óptico que esté fijo horizontalmente al eje Z.

Tanto el palpador como el sensor óptico deben ser usados en combinación con una máquina de medición por coordenadas que haya sido ajustada para precisión y dimensionada para medir piezas grandes, como una Leitz Reference, de Hexagon, que es una MMC especializada para álabes de ventiladores y turbinas de hasta 900mm de
altura.

Adquisición del mejor perfil

El sensor óptico de luz blanca Precitec S3 de Hexagon es líder en el mercado en medición de álabes sin contacto y es compatible con el Leitz Reference BX. Además de efectuar mediciones en todo tipo de material y superficies mate y reflectivas, el PRECITEC S3 está diseñado para capturar un perfil detallado rápidamente, aún en radios muy pequeños de los bordes de ataque y bordes de salida de un ventilador de motor a reacción o un álabe de turbina. Esto lo logra al combinar sus capacidades de escaneo en 4 ejes, la alineación de sensor horizontal y un amplio alcance de medición de 3mm, todo lo cual asegura un buen acceso al perfil completo del álabe.

Como resultado, el PRECITEC S3 puede reducir el tiempo del ciclo de medición hasta en un 50%, comparado con la medición táctil tradicional. Esto es posible en parte debido a que no existe contacto directo con la pieza que limita la velocidad máxima de escaneo, permitiendo así que el escaneo óptico de 4 ejes use toda la dinámica de la MMC.
Con la adquisición de datos con intervalo de 1000 puntos por segundo durante el escaneo, el PRECITEC S3 asegura una alta densidad de puntos. El tiempo de medición también se reduce ya que la inspección óptica del álabe solo requiere de un escaneo por sección del perfil, comparado con dos escaneos con medición táctil.

Para incrementar la productividad durante la transferencia entre sensores ópticos y palpadores táctiles, resulta esencial colocar una interface de intercambio de sensores completamente automática. SENMATION SX de Hexagon permite un intercambio entre los sensores ópticos y táctiles en menos de 30 segundos y su sistema de identificación automática de sensor se traduce en la eliminación de la necesidad de recalibración. 

Al combinar la MMC Leitz Reference BX con la precisión, velocidad y flexibilidad tanto del sensor HP-S-X1C y del sensor óptico PRECITEC S3, y del intercambio automático del sensor ofrecido por el SENMATION SX, los fabricantes de álabes pueden obtener un mayor rendimiento en la medición sin sacrificar la precisión.