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Evaluación de la precisión de los escáneres 3D con una norma ISO para mejorar la calidad de fabricación

En metrología, la precisión y la exactitud son fundamentales para garantizar la calidad en los procesos de fabricación. La utilización de tecnologías avanzadas como escáneres 3D y Máquinas de Medición por Coordenadas (CMMs) en industrias como la Automotriz y la Aeronáutica permite obtener mediciones precisas esenciales para el control de calidad.

Es importante evaluar el rendimiento de un escáner 3D cuando la calidad y la precisión son cruciales. En este contexto, la norma ISO 10360-08 proporciona un marco riguroso para probar y validar el rendimiento de los escáneres 3D utilizando los términos prueba de forma (P Form) y prueba de Tamaño (P Size). Sin embargo, una comprensión incompleta o errónea de esta norma puede llevar a elecciones subóptimas de tecnologías de escaneo 3D, afectando negativamente el control de calidad de las piezas producidas. Para profundizar en este tema, examinaremos dos aspectos que a menudo son fuente de confusión: las pruebas P Form y P Size, así como la interpretación de los resultados de las pruebas expresadas en términos de 1 sigma (±1σ) o 2 sigma (±2σ).

¿Cuál es la diferencia entre las pruebas P Size y P Form?

La confusión entre estos dos tipos de pruebas puede llevar a una evaluación inadecuada del rendimiento de un escáner 3D.

P Form: Esta prueba determina la distribución de puntos en una superficie escaneada.

Puede usarse para evaluar el ruido de la medición. Realizado en una esfera calibrada, dibuja un sobre alrededor de la esfera (como una concha) que cubre el 95% de los puntos escaneados (2 σ). Para el resultado de la prueba, el grosor de la concha se divide por dos, ya que se expresa en ±2 σ. Cuanto más cercano sea el valor a cero, menos ruidosa será la nube de puntos.

Ilustración que describe el cálculo de la propiedad PForm

P Size: Esta prueba determina el error de escaneo al medir una dimensión.

Realizada en una esfera de referencia, proporciona la diferencia entre el diámetro medido por el escáner (deducido por el método de mínimos cuadrados a partir del 95% de los puntos escaneados) y el diámetro real de la esfera escaneada. Cuanto más cercano sea el resultado a 0, más preciso será el escáner al medir el tamaño de formas geométricas.

Ilustración que describe el cálculo de la propiedad PSize

4 posibles casos de precisión y exactitud

Ilustración que describe la diferencia entre exactitud y precisión

Saber más sobre la norma ISO 10360-08.

En el campo de la metrología, se utilizan las pruebas ISO 10360-08 para analizar y evaluar un sistema de medición 3D, tanto su precisión (a través de la prueba P Size) como su exactitud (a través de la consistencia de las pruebas P Form y P Size). Una esfera (o plano) calibrada con precisión es esencial para pruebas rigurosas.

Estos parámetros ayudan a garantizar que las mediciones cumplan con los estándares de calidad requeridos y proporcionen datos confiables para diversas aplicaciones industriales, incluyendo control de calidad, inspección e ingeniería inversa.

¿Qué es 2 sigma? ¿Es lo mismo que ±2sigma?

La desviación estándar es una métrica estadística que cuantifica la cantidad de variabilidad o dispersión de un conjunto de valores. Específicamente, mide cuánto se desvían en promedio los puntos individuales del valor de la media (promedio) de las mediciones.

En la industria de la metrología, σ (sigma) se utiliza para evaluar la consistencia y confiabilidad de las mediciones obtenidas de los escáneres 3D. Esto ayuda a comprender la precisión de estas herramientas de escaneo.

Manipulación de la precisión de un escáner 3D basada en la prueba P Form

A veces, los fabricantes son tentados a manipular pruebas para valorizar sus productos. Un ejemplo notable concierne a la especificación de la desviación de la forma (P Form). Considere dos escáneres, uno con un error de forma de 15 µm y otro con 18 µm.

A primera vista, el primer escáner puede parecer superior. Sin embargo, su error de forma se calcula utilizando 1 sigma (σ), capturando solo el 68% de los puntos más precisos, en contraste con el segundo escáner que utiliza 2 sigma (σ), englobando el 95% de los puntos de datos (consultar la figura abajo). Por lo tanto, es probable que el segundo escáner sea más efectivo. Aunque un observador conocedor podría reconocer esta táctica, las pruebas especializadas diseñadas por los fabricantes pueden hacer que sea extremadamente difícil comparar productos de manera justa.

Más productividad gracias al escaneo 3D con CMM

Las máquinas de medición por coordenadas (CMMs) son herramientas avanzadas que miden automáticamente objetos con precisión en el espacio tridimensional utilizando palpadores y software. Estas máquinas pueden programarse para medir puntos específicos o escanear superficies completas, creando modelos digitales de objetos. Sin embargo, las CMMs utilizadas con palpadores están limitadas para adquirir detalles y geometrías complejas y no son muy rápidas. Por lo tanto, un escáner 3D integrado en una CMM es una excelente solución para digitalizar pequeños detalles y una herramienta de metrología de adquisición rápida que acelera los procesos de medición en CMM.

Ilustración que describe el cálculo de la propiedad Sigma en la nube de puntos

Precisión del sistema de escaneo. ¿Qué se puede esperar?

Con la ayuda de la tabla, podemos ver que las mediciones tomadas de un escáner 3D integrado con una CMM son más precisas (14 µm) en comparación con un escáner montado en un brazo de medición.

Tabla con atas sobre la precisión que cabe esperar en distintos sistemas de medición

Calibración de los escáneres 3D

Con el tiempo, la precisión y los resultados de medición de los escáneres 3D pueden verse afectados por el uso prolongado. La recalibración implica verificar y ajustar su escáner para asegurarse de que continúe cumpliendo con las especificaciones garantizadas por Kreon.

Descubre en 7 puntos por qué la recalibración de un escáner 3D es tan importante.

Escáneres 3D Kreon

Los escáneres 3D son una adición valiosa a las CMMs para cumplir con los requisitos de producción y retorno de inversión, ganar tiempo de control y maximizar el potencial de las máquinas CMM.

Uso en aplicaciones industriales

Los escáneres 3D Kreon Zephyr III ofrecen una versatilidad y rentabilidad mejoradas al hacer una transición fluida entre las aplicaciones en una Máquina de Medición por Coordenadas (CMM) y en un brazo de medición Kreon. Estos escáneres cuentan con capacidades de escaneo excepcionales, lo que proporciona una ventaja significativa para diversos fines, como inspección, Inspección del Primer Artículo (FAI), ingeniería inversa, prototipado rápido y otras aplicaciones exigentes.

Precisión con la gama de escáneres Kreon Zephyr III

Su precisión de medición excepcional, alcanzando hasta 5 µm (±2σ) con el Zephyr III 50, es crucial para obtener los resultados esperados. Diseñado para escanear los detalles más pequeños, el Zephyr III 50 también cuenta con una resolución fina de 15 µm.

Satisfacer las crecientes necesidades de productividad con la gama Zephyr III

Disponibles con líneas láser de 300 mm, 150 mm o 50 mm, los escáneres 3D Zephyr III son productos de alta gama que permiten escanear fácilmente las piezas más complejas en un tiempo récord. Al ser un producto versátil, está completamente automatizado en CMM y cubre todas las necesidades de mediciones 3D, desde el posicionamiento automático del escáner hasta el uso de un palpador directamente debajo del escáner.

Certificación ISO de Kreon

Kreon certifica sus productos para garantizar total confianza en sus mediciones 3D. Los escáneres Kreon están calibrados y certificados según las normas ISO 10360-08. Fieles a sus especificaciones, los escáneres Kreon se integran perfectamente en un enfoque de calidad riguroso. Kreon ofrece planes de garantía y mantenimiento para garantizar la confiabilidad a largo plazo de las especificaciones del producto.

En resumen, comprender correctamente las normas ISO y comprender parámetros como P Size y P Form son elementos esenciales para lograr precisión en la fabricación. La calidad de los productos es el resultado directo de un sólido compromiso con el cumplimiento de los estándares establecidos.

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En resumen, comprender correctamente las normas ISO y comprender parámetros como P Size y P Form son elementos esenciales para lograr precisión en la fabricación. La calidad de los productos es el resultado directo de un sólido compromiso con el cumplimiento de los estándares establecidos.