Integração da metrologia na fabricação CNC
A metrologia tem um papel significativo na fabricação de precisГЈo. Ele fornece as teorias, conceitos, equipamentos e coordenação para medir diferentes caracterГsticas dimensionais e outras propriedades.
A conversão da peça de trabalho na forma desejada envolve várias etapas, projeto, usinagem e medição. A aceitabilidade de qualquer item fabricado é avaliada por diferentes medições que garantem se o item se encaixa na aplicação exigida.
Este artigo irá discutir o conceito de metrologia, sua importância na fabricação e vários instrumentos de medição em profundidade.
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O que Г© metrologia?
Em um amplo espectro, a metrologia refere-se Г ciГЄncia da medição. Abrange o projeto, desenvolvimento e execução de dispositivos de medição. Tem aplicações significativas na fabricação de engenharia, pesquisa cientГfica e muitos outros setores.
As tolerâncias são os parâmetros fundamentais para garantir a precisão dimensional das peças de fabricação (RAGHAVENDRA, 2013). Metrologia define tolerância, precisão, exatidão, incerteza e todos esses termos.
Vamos entender esses termos, o que eles significam e como eles se relacionam com a manufatura.
TolerГўncia
Em metrologia, a tolerância é definida como a “desvio do parâmetro de dimensão do valor padrão ou especificado, o que é aceitável.” A tolerância é representada em termos de um valor positivo ou negativo. Por exemplo, uma tolerância de ±0.01 mm significa que a peça pode ser até 0.01 mm maior ou menor que o tamanho padrão ou especificado desejado.
Na fabricação, a tolerância é crucial, pois afeta a qualidade e a funcionalidade das peças ou produtos fabricados. As tolerâncias adequadas garantem que a peça se encaixe e funcione como pretendido. Ele não pode funcionar corretamente ou se encaixar com outros componentes conforme pretendido se uma peça estiver fora dos requisitos faixa de tolerância.
PrecisГЈo
A precisГЈo Г© um parГўmetro metrolГіgico que indica o quГЈo prГіximo a mГ©dia dos valores reais estГЎ em relação ao valor padrГЈo ou desejado. Na fabricação, mostra a diferenГ§a entre a dimensГЈo exata, forma e outras caracterГsticas a respeito do modelo CAD.
Os fabricantes usaram várias ferramentas e técnicas metrológicas para garantir a precisão. Instrumentos de medição de precisão, procedimentos de inspeção e processos de controle de qualidade são as partes para garantir a precisão. Essas ferramentas e procedimentos ajudam a garantir que as peças atendam às especificações e padrões necessários.
PrecisГЈo
A precisГЈo refere-se Г proximidade dos valores reais (medidos por instrumentos) da mГ©dia aritmГ©tica desses valores. Geralmente Г© expresso em desvio padrГЈo (рќњЋ).
Ele serve como um medidor para a uniformidade do processo de fabricação. Por exemplo, medições consecutivas das dimensões de uma peça ou outras propriedades fornecerão valores muito próximos se o item for fabricado com alta precisão. Por outro lado, se uma peça for produzida com pouca precisão, a medição subsequente fornecerá valores totalmente diferentes.
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ImportГўncia da Metrologia na Manufatura?
Relação de metrologia e fabricação
Com a evolução da manufatura avanГ§ada, a metrologia contribuiu significativamente para tornГЎ-la um processo mais preciso e exato. Sem metrologia, a fabricação precisa Г© quase impossГvel. A ciГЄncia e a tecnologia fundamentais da metrologia trabalham em conjunto com os processos de fabricação para criar as peГ§as de acordo com os requisitos especГficos.
O Desenho teГіrico ou modelo CAD Г© composto por diversos parГўmetros metrolГіgicos, como tolerГўncias, rigidez da superfГcie, exatidГЈo e precisГЈo. Esses parГўmetros sГЈo usados ​​em todo o processo de fabricação. Permite a criação das peГ§as de acordo com a exigГЄncia e especificações mencionadas no desenho.
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1. Verificação das dimensões da matéria-prima
A verificação das dimensões das matérias-primas é uma etapa essencial no processo de fabricação porque a precisão dimensional das matérias-primas afetará a precisão do produto acabado. Se as matérias-primas não tiverem o tamanho ou a forma correta, isso pode levar a problemas no processo de fabricação e resultar em produtos defeituosos.
Para verificar as dimensГµes das matГ©rias-primas, os fabricantes usam vГЎrias ferramentas e tГ©cnicas de metrologia, como paquГmetros, micrГґmetros e mГЎquinas de medição por coordenadas (CMMs). Essas ferramentas permitem que os fabricantes meГ§am com precisГЈo as dimensГµes das matГ©rias-primas para garantir que atendam Г s especificações exigidas. Se as matГ©rias-primas nГЈo atenderem Г s especificações, os fabricantes podem precisar rejeitГЎ-las ou ajustar o processo de fabricação para compensar as discrepГўncias.
2. Manutenção da precisão dimensional e repetibilidade.
Nos processos de prototipagem e produção em massa, a repetibilidade Г© crucial para criar peГ§as com consistГЄncia dimensional. Isso sГі Г© possГvel com medição regular e identificação de falhas.
A repetibilidade garante que os produtos acabados atendam às especificações exigidas e sejam de alta qualidade. Dimensões imprecisas ou variáveis ​​podem levar a problemas posteriores no processo de fabricação, como mau ajuste ou função do produto acabado.
VГЎrias ferramentas e procedimentos de metrologia sГЈo usados ​​para manter a precisГЈo dimensional e a repetibilidade. Os fabricantes tambГ©m usam tГ©cnicas de controle de processo, como controle estatГstico de processo (SPC), para monitorar e controlar as dimensГµes de peГ§as ou produtos de fabricação.
3. Identificação e solução de problemas
Identificar e solucionar problemas no processo de fabricação Г© outro aspecto da metrologia. Esses problemas podem causar produtos defeituosos, atrasos na produção e aumento de custos. Ao identificar e solucionar esses problemas, os fabricantes podem melhorar a eficiГЄncia e eficГЎcia de seus processos de produção. Os fabricantes podem evitar esses problemas e melhorar a qualidade geral e a confiabilidade dos produtos identificando e solucionando problemas desde o inГcio.
Os fabricantes podem usar métodos de solução de problemas, como análise de causa raiz e hit-and-trial, para encontrar a causa de um problema e resolvê-lo. Ao usar a metrologia para identificar e solucionar problemas no processo de fabricação, os fabricantes podem melhorar a eficiência e eficácia de seus processos de produção e produzir produtos de maior qualidade.
A metrologia e equipamentos relacionados podem detectar defeitos precocemente, melhorar o controle do processo e facilitar a manutenção preventiva (O que é Metrologia e Tecnologia de Manufatura? 2022).
4. A vantagem econômica da metrologia na fabricação
A metrologia não está relacionada apenas à fabricação em termos de controle de qualidade. Também contribui para o controle de custos de um projeto de manufatura.
A medição precisa na fabricação elimina o risco de superprodução, desperdГcio de material e produção de peГ§as defeituosas. Portanto, a metrologia garante que as peГ§as sejam feitas com a especificação correta e ajuda a reduzir o nГєmero de defeitos e diminuir seus custos de produção.
5. Papel da metrologia na pesquisa e desenvolvimento
A metrologia ajuda pesquisadores e engenheiros a entender e melhorar novos produtos e processos, medindo com precisГЈo suas principais caracterГsticas.
Por exemplo, uma empresa que fabrica um novo dissipador de calor medirГЎ sua descarga de calor, taxas de fluxo, energia necessГЎria e outras caracterГsticas para entender e melhorar seu desempenho.
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Equipamento de Metrologia Comum na Manufatura
Medindo instrumentos
Vários instrumentos de metrologia são usados ​​na fabricação para medir as dimensões, recursos e propriedades. Vamos discutir alguns deles em detalhes.
calibrador
Os calibradores medem dimensГµes lineares e angulares de matГ©ria-prima, peГ§as processadas e peГ§as acabadas. PaquГmetros vernier, paquГmetros Dial e paquГmetros digitais sГЈo comumente usados ​​na fabricação. No entanto, o digital Г© mais preciso e fГЎcil de usar.
Máquina de Medição por Coordenadas (CMM)
Uma MГЎquina de Medição por Coordenadas (CMM) Г© o instrumento de medição mais comum na indГєstria de manufatura. O CMM Г© baseado em princГpios de medição Гіptica e a laser, que medem as caracterГsticas fГsicas geomГ©tricas. Ele pode medir dimensГµes, forma, posição e orientação, o que ajuda a calcular formas e recursos complexos.
Braços de digitalização a laser
É um instrumento de medição avançado que mede simultaneamente uma ampla gama de dimensões. O braço de varredura a laser pode escanear automaticamente os vários pontos geométricos e fornecer as dimensões necessárias com cálculos matemáticos complexos.
Testadores de acabamento de superfГcie
O acabamento superficial do material Г© medido por Testadores de acabamento de superfГcie. Esses dispositivos medem os vГЎrios parГўmetros de acabamento da superfГcie, como nГєmero mГ©dio de rugosidade, ondulação, inclinação e muito mais.
Outros instrumentos de metrologia incluem;
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- Balanças e balanças
- MicrГґmetros
- ProfilГґmetros
- medidores de altura
- medidores de profundidade
- medidores de Гўngulo
- medidores de rosca
- NГveis espirituais
- Comparadores Гіpticos
- Testadores Rockwell
- testadores de tração
- testadores de compressГЈo
- Testadores de torque e muito mais.
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ConclusГЈo
A metrologia tem um papel significativo na fabricação, desde simples medições de dimensões até garantia de qualidade de peças ou produtos. A metrologia é usada em vários estágios do processo de fabricação, incluindo a verificação das dimensões da matéria-prima, inspeção de peças usinadas e teste de produtos acabados. É um componente essencial da fabricação precisa e desempenha um papel vital na garantia da qualidade e funcionalidade dos produtos fabricados.
A Boda Г© a fornecedora de serviГ§os de fabricação sob demanda para mais de 50 opções de materiais. Usamos instrumentos de medição de ponta, como uma MГЎquina de Medição de Coordenadas (CMM), para garantir a qualidade e alcanГ§ar tolerГўncias rГgidas. VocГЄ pode solicitar uma cotação se precisar de um serviГ§o de fabricação para o seu projeto. Transformaremos seu projeto em realidade.
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Perguntas Frequentes
O que Г© metrologia?
Metrologia é a ciência que envolve o projeto, desenvolvimento e execução de vários instrumentos de medição.
O que Г© tolerГўncia em metrologia?
Tolerância em metrologia é o desvio de um parâmetro de dimensão de um valor padrão ou especificado que é aceitável e não influencia a funcionalidade das peças.
Como a precisão é usada na fabricação?
A precisГЈo na fabricação Г© um parГўmetro metrolГіgico que mostra a diferenГ§a entre dimensГµes reais, forma e outras caracterГsticas em comparação com um modelo CAD.
Como a precisão está relacionada à uniformidade do processo de fabricação?
A precisão na fabricação refere-se à proximidade dos valores reais com a média desses valores. Ele serve como um medidor para a uniformidade do processo de fabricação.
Por que a metrologia é importante na fabricação?
A metrologia é vital na fabricação porque ajuda a garantir a exatidão e a precisão de peças e produtos, o que afeta sua qualidade e funcionalidade.
Como a metrologia é usada no processo de fabricação?
A metrologia é usada em vários estágios do processo de fabricação, incluindo a verificação das dimensões da matéria-prima, inspeção de peças usinadas e teste de produtos acabados. É um componente essencial da fabricação de precisão.
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Bibliografia
- RAGHAVENDRA, N. (2013). METROLOGIA E MEDIÇÕES DE ENGENHARIA. IMPRENSA DA UNIVERSIDADE DE OXFORD.
- (2022). O que Г© Metrologia e Tecnologia de Manufatura? Universidade GOODWIN, em https://www.goodwin.edu/.
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