Una conseguenza delle tecnologie di produzione avanzate è che alcune strutture interne tendono ad essere inaccessibili e quindi il controllo della qualità è necessariamente distruttivo. Questo è chiaramente problematico per i prodotti ad alto valore aggiunto, dove i clienti si aspettano comunque affidabilità e qualità certificata. La tomografia computerizzata (TC) è stata annunciata come una risposta, rendendo visibili le strutture interne e combinando inoltre metrologia dimensionale e analisi dei difetti dei materiali. Però, la tecnologia ha i suoi limiti.

Il progetto INTERAQCT, finanziato dall'UE, ha creato un ambiente di ricerca, sfruttando un ampio set di competenze per migliorare il flusso di lavoro della TC a raggi X industriale. Tra gli altri successi, i 15 ricercatori hanno migliorato le procedure di verifica per i test di accettazione delle nuove apparecchiature CT, migliorato un metodo per determinare i disallineamenti nei sistemi CT (compresa la compensazione del software, riduzione degli errori di misurazione) e ha sfruttato la potenza della TC per ridurre al minimo la formazione di porosità nelle parti stampate in 3D.

Verso i controlli non distruttivi

Le tecniche di produzione innovative hanno consentito una gamma di caratteristiche desiderabili per componenti ad alto valore aggiunto, come alta personalizzazione (es. per impianti) e leggerezza (es. per l'industria aerospaziale), a costi inferiori e con maggiore efficienza. Però, prendendo l'esempio della stampa 3D, sottolinea il coordinatore del progetto INTERAQCT, il professor Wim Dewulf, "Le parti hanno spesso strutture interne complesse per combinare elevata resistenza e rigidità, con peso ridotto. Poiché questi non sono accessibili agli strumenti di controllo qualità convenzionali, possono essere ispezionati solo aprendosi in modo distruttivo, dopo di che la parte deve essere rifatta, speriamo con una qualità simile."

la tomografia computerizzata (TC) acquisisce immagini a raggi X di un oggetto da una varietà di prospettive, quindi li combina per costruire un modello 3D dell'oggetto. L'uso dei raggi X significa che i produttori possono anche ricostruire l'interno dell'oggetto. Mettendo questo in un contesto, il professor Dewulf si entusiasma, "La TC a raggi X apre una ricchezza senza precedenti di opportunità per il controllo di qualità non distruttivo, per esempio ora possiamo misurare le dimensioni di strutture interne complesse, possiamo verificare se le fibre all'interno di un composito sono orientate correttamente e possiamo rilevare difetti interni del materiale, come crepe e pori. Possiamo anche fare tutto questo contemporaneamente".

Contribuire al flusso di lavoro CT, compresi miglioramenti all'efficienza delle apparecchiature CT, software CT, controlli non distruttivi, metrologia dimensionale, produzione di additivi, la micro-produzione e la produzione di compositi richiedevano un team altamente interdisciplinare. I ricercatori selezionati rappresentavano un'ampia gamma di competenze che comprendevano fisica, metrologia dimensionale, scienze dei materiali, ingegneria di precisione, e ingegneria di produzione, a cavallo dell'industria europea, il mondo accademico e gli Istituti Nazionali di Metrologia.

Sostenere la forza trainante dell'economia europea

Negli ultimi anni c'è stata una spinta per un rinascimento industriale europeo, in un contesto di crescente esternalizzazione della produzione di massa verso economie a salari più bassi. Gli sforzi per salvaguardare e migliorare questa competitività trarranno beneficio da uno spostamento dell'attenzione da un vantaggio competitivo basato sui costi a quello di fornire prodotti personalizzati e di alta qualità basati sulla domanda.

Sebbene le tecnologie di produzione innovative siano fondamentali per questo, un'ampia accettazione dipende dalla disponibilità di tecniche che ne possano certificare la qualità. Come riflette il professor Dewulf, "Questa rimane una grande sfida, poiché la qualità dipende da strutture e caratteristiche interne che non possono essere ispezionate con mezzi convenzionali. Migliorando l'ispezione di qualità basata sulla TC a raggi X, INTERAQCT ha contribuito a una maggiore accettazione di questi nuovi metodi di produzione nell'industria".

Nonostante i miglioramenti nelle scansioni TC di alta qualità, sono ancora in gran parte eseguiti offline, richiede l'intervento di un esperto quando viene scansionata una nuova geometria. Il team INTERAQCT sta attualmente lavorando per realizzare la prontezza della TC industriale rendendola veloce, autonomo, robusto e completamente integrato. Come conclude il professor Dewulf, "La visione è quella di integrare la CT in un ambiente di produzione in modo da consentire il controllo della qualità al 100% di tutte le parti realizzate, e utilizzare tutti i dati della scansione TC per adattare e migliorare automaticamente il processo di produzione."