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COMUNICAÇÃO TÉCNICA ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Nº 175224
Laboratório de Metrologia Mecânica do IPT: serviços tecnológicos das áreas dimensional, força, torque, dureza e impacto. Douglas Mamoru Yamanaka Carlos Alberto Fabricio Junior
Palestra apresentada na Jornada da Engenharia, Mogi das Cruzes, 2018.
A série “Comunicação Técnica” compreende trabalhos elaborados por técnicos do IPT, apresentados em eventos, publicados em revistas especializadas ou quando seu conteúdo apresentar relevância pública. ___________________________________________________________________________________________________
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Laboratório de Metrologia Mecânica do IPT
Serviços tecnológicos das áreas
Dimensional, Força, Torque, Dureza e Impacto
Jornada da Engenharia 2018
Douglas Mamoru Yamanaka
Carlos Alberto Fabricio Junior
Sumário
• Contextualização
• IPT
• Centro de Metrologia Mecânica, Elétrica e de Fluidos
• Laboratório de Metrologia Mecânica (LMM)
• Infraestrutura do LMM
• Dimensional
• Força, torque, dureza e impacto
• Temperatura e umidade
• Pressão
• Massa
Laboratório de Metrologia Mecânica
Laboratório de Metrologia Mecânica / CTMetro / IPT
O Laboratório de Metrologia Mecânica integra as competências do IPT em metrologia, oferecendo serviços tecnológicos e projetos de P&D&I, que abrangem desde serviços de calibração de instrumentos, padrões e equipamentos, como também a solução de problemas metrológicos complexos.
Possui acreditação nas áreas de força, impacto, torque, dureza, temperatura, umidade, dimensional, pressão e massa.
Metrologia Dimensional Exemplos de Soluções Tecnológicas em Metrologia
• Calibração de grandezas dimensionais • calibrações de referência para laboratórios de metrologia
• calibrações especiais / alto valor agregado para indústrias
• Medição de peças complexas • medição de lote piloto de peças (PPAP)
• medição de características GD&T / GPS
• comparação de dados contra o modelo nominal CAD
• engenharia reversa de peças e ferramental
• medição de contorno (perfil) e rugosidade
• medição de superfícies de forma livre
• medição de elementos roscados
• Projetos de cooperação com institutos, fabricantes e indústrias.
Máquina de medição de forma
Talyrond 565
Diâmetro: 400 mm
Altura: 500 mm
Peso: 75 kg
Máquina de medição de forma
Parâmetros de avaliação
1) Circularidade
2) Retitude
3) Paralelismo
4) Perpendicularidade
5) Planeza
6) Cilindricidade
Máquina de medição de forma
Anel padrão / Esfera padrão /
Padrão de circularidade
Parâmetro avaliado: Circularidade
Máquina de medição de forma
Cilindro Padrão
Parâmetro avaliado: Retitude
Máquina de medição de forma
Cilindro Padrão
Parâmetro avaliado: Paralelismo
Máquina de medição de forma
Esquadro Cilíndrico
Parâmetro avaliado: Perpendicularidade
Máquina de medição de forma
Plano Óptico
Parâmetro avaliado: Planeza
Máquina de medição de forma
Cilindro Padrão
Parâmetro avaliado: Cilindricidade
Máquina de medição de forma
Estudo de caso
Cilindro de laminação: Análise do desgaste pela caracterização metrológica
Máquina de medição de forma
Máquina de medição de forma
Estudo de caso
Cilindro de laminação
CMM Manual e CMM Óptica CNC Características Técnicas
Características metrológicas:
Volume de medição (200 x 150 x 150) mm / Resolução 1 µm
Erro máximo em E2 = (2,0+L/250) µm
Gama de aplicação:
Medição de dimensões e geometrias no plano (2D) em peças prismáticas de materiais delicados, danificados pelo contato físico com um apalpador.
Características metrológicas:
Volume de medição (500 x 700 x 400) mm / Resolução 0,5 µm
Erro máximo admissível MPEE = (4,0+L/200) µm
Cabeçote de medição indexado, apalpador comutador
Gama de aplicação:
Medição de dimensões e geometrias no volume (3D) em peças prismáticas de materiais rígidos.
Micro-Vu Vertex 220
Mitutoyo Crysta M574 BR
CMM Óptica CNC Aplicação
Calibração de peneira
Detalhe do posicionamento na mesa de medição
Software de medição
CMM Multissensor para Macrogeometrias Características Técnicas
Werth VideoChek IP
Capacidade multissensor de medição:
WLP sensor laser para varredura de superfícies
WCP sensor para medição de contornos e rugosidade
SP25 apalpador passivo para medição ponto a ponto e contínua
IP sensor baseado em microscopia de luz branca
Volume de medição (400 x 200 x 200) mm
Resolução 0,1 µm
Erro máximo admissível:
E1 = (1,4+L/300) µm
Gama de aplicação:
Avaliação dimensional e geométrica de peças prismáticas, medição e avaliação de formas livres, digitalização de superfícies, algoritmos de ajuste contra o CAD, medição e avaliação de engrenagens, medição e avaliação de contornos e rugosidade.
CMM Multissensor para Macrogeometrias
Avaliação de desgaste de matrizes de prensagem
- Escaneamento da superfície das matrizes em diferentes momentos do ciclo de vida, utilizando
pontas de prova.
perfil 1º ciclo Perfis coletados
amostra escaneamento
perfil 2º ciclo
CMM Multissensor para Macrogeometrias Características Técnicas
Capacidade multissensor de medição:
SP25 apalpador passivo para medição ponto a ponto e contínua
LLP sensor de medição por laser
PH10 cabeçote de indexação para SP25 e LLP
Volume de medição (800 x 1500 x 700) mm
Resolução 0,1 µm
Erro máximo admissível:
E1 = (2,5+L/500) µm
Gama de aplicação:
Avaliação dimensional e geométrica de peças prismáticas, medição e avaliação de formas livres, digitalização de superfícies, algoritmos de ajuste contra o CAD.
Werth ScopeCheck MB
CMM Multissensor para Macrogeometrias Sensor óptico
CMM Multissensor para Macrogeometrias Sensor laser 3D
CMM de Alta Exatidão para Microgeometrias Características Técnicas
Capacidade multissensor de medição:
WFP 3D apalpador de fibra óptica (Ø ≈ 20 µm, vide figura)
SP25 apalpador analógico de medição
IP sistema de processamento de imagem
Volume de medição (400 x 400 x 250) mm
Resolução 0,001 µm
Erro máximo admissível:
MPEE = (0,25+L/600) µm
Gama de aplicação:
Avaliação dimensional e geométrica de peças prismáticas, medição e avaliação de formas livres, digitalização de superfícies, algoritmos de ajuste contra o CAD, medição e avaliação de perfis em micro(roscas), medição e avaliação de (micro)engrenagens, medição e avaliação de rugosidade, caracterização da geometria de ferramentas de corte.
Werth VideoChek UA
Metrotomografia Características Técnicas
Capacidade multissensor de medição:
WFP 2D apalpador de fibra óptica (Ø ≈ 20 µm)
SP25(+PH10) apalpador analógico de medição
Tomografia
Volume de medição (300 x 300 x 300) mm
Melhor resolução para tomografias 5 µm
Erro máximo admissível:
MPEE = (4,5+L/75) µm
Gama de aplicação:
Inspeção de estrutura interna, detecção de poros e trincas, avaliação de distribuição de densidade, avaliação de montagem, avaliação dimensional, digitalização de superfícies, algoritmos de ajuste contra o CAD, medição e avaliação interna e externa.
Werth TomoScope HV
Metrotomografia
- Princípio de funcionamento de uma máquina TCRX
Metrotomografia Fluxo de Medição e Avaliação
2. Amostra posicionada no sistema 1. Modelo CAD 3. Imagem 2D do CT
4. Nuvem de pontos 3D 5. Comparação contra CAD 6. Avaliação GD&T
Metrotomografia
Nuvem de pontos do escaneamento de uma caneta, configurado para
exibir a parte externa
A mesma nuvem, cortada por um plano
Metrotomografia
Metrotomografia
Marcapasso
Sistema Laser Interferométrico Características Técnicas
Características metrológicas:
Faixa de medição de 80 m
Erro máximo em medições lineares ≤ 0,5 µm/m
Resolução ≥ 1 nm
Gama de aplicação:
Calibração de escalas lineares de medição de máquinas de medição por coordenadas e de máquinas operatrizes.
Sistema de Medição Laser
Renishaw XL-80
Sistema Laser Interferométrico Caracterização de superfícies
Desempeno de granito Gráfico da superfície
Metrologia de Força, Torque, Dureza e Impacto Exemplos de Soluções Tecnológicas em Metrologia
• Rastreabilidade das grandezas • calibrações de referência para laboratórios de metrologia
• calibrações especiais / alto valor agregado para indústrias
• Calibração de equipamentos • Escalas de medição: escalas de máquina universal de ensaios, máquinas de ensaio
de comprimidos, máquinas de ensaio charpy.
• Instrumentos de medição de força: célula de carga, dinamômetro, macaco hidráulico.
• Instrumentos de medição de torque: Torquímetro, transdutor e flange de torque.
• Escalas de medição: escalas de máquina de dureza Rockwell, Brinell, Vickers, Shore.
• Padrões de dureza: bloco padrão de dureza Rockwell, Brinell, Vickers.
• Penetradores de dureza: penetrador de dureza Rockwell, Brinell, Vickers.
Máquina de Peso Morto
Princípio de Funcionamento
Através da Segunda Lei de Newton
𝐹 = 𝑚 × 𝑎 Onde:
𝐹 =Força (N)
𝑚 =massa (kg)
𝑎 =aceleração da gravidade (m/s²)
Células de Carga
Aplicação:
• Medição de forças nos sentidos
de tração e/ou compressão;
• Pesagem
Células de Carga
Dinamômetro
Macaco Hidráulico
Torquímetro
Princípio de Funcionamento
𝑇 = 𝐹 × 𝑑
Onde:
𝑇 =Torque (N.m)
𝐹 =Força (N)
𝑑 =distância (m)
Torquímetro
Transdutor de torque
Transdutor de torque
Máquinas de Ensaio
Máquina de Ensaio de Comprimidos
Máquinas de Ensaio de Dureza
Ensaio Rockwell Ensaio Vickers Ensaio Brinell
Máquina de Ensaio de Impacto por Pêndulo Charpy
Penetradores de dureza
Blocos Padrão de Dureza
Obrigado pela atenção!
Carlos Alberto Fabricio Junior ([email protected])
Douglas Mamoru Yamanaka ([email protected])
Laboratório de Metrologia Mecânica
Obrigado!