¿Es el escaneo 3D adecuado para piezas con estructuras internas complejas?
La limitación fundamental del escaneo óptico 3D
Para piezas con estructuras internas complejas y totalmente cerradas, los métodos tradicionales de escaneo óptico 3D —como la triangulación láser y el escaneo de luz estructurada— no son adecuados. Estas tecnologías funcionan capturando la geometría de la superficie externa visible directamente para la cámara y el proyector del escáner. No pueden ver a través de materiales sólidos para capturar canales internos ocultos, vacíos o socavados. Esto las hace ideales para inspeccionar las dimensiones externas y los contornos superficiales de los componentes producidos mediante el servicio de mecanizado de precisión o el servicio de mecanizado multieje, pero ineficaces para la inspección de características internas.
La solución: tomografía computarizada (CT) industrial
La tecnología definitiva para capturar de forma no destructiva tanto geometrías internas como externas es la tomografía computarizada (CT) industrial por rayos X. Este método opera bajo el mismo principio que los escáneres médicos de CT, pero está diseñado específicamente para la metrología de ingeniería, ofreciendo una resolución y precisión significativamente mayores.
Cómo funciona: La pieza se coloca en una plataforma giratoria entre una fuente de rayos X y un detector. A medida que la pieza rota, se capturan cientos o miles de imágenes bidimensionales (radiografías). Luego, un potente software reconstruye estas imágenes en un modelo volumétrico 3D preciso, conocido como un “conjunto de vóxeles”.
Capacidades: El escaneo CT puede revelar:
Pasajes internos y canales de enfriamiento.
Porosidad y vacíos dentro de piezas fundidas o fabricadas mediante manufactura aditiva.
La geometría precisa y el espesor de pared de moldes de inyección complejos.
Análisis de ensamblajes sin desmontaje.
Aplicaciones prácticas y casos de uso en la industria
La capacidad de ver el interior de un componente sin cortarlo es revolucionaria para múltiples industrias y procesos:
Inspección de primeras piezas (FAI) en piezas complejas: El escaneo CT es indispensable para validar la geometría interna de una pieza de primera producción proveniente del servicio de prototipado CNC, como un inyector de combustible con canales internos intrincados o un colector médico, asegurando que coincida perfectamente con el modelo CAD.
Validación de manufactura aditiva: Es el estándar de oro para verificar la integridad interna de piezas fabricadas mediante impresión 3D, detectando vacíos internos, fusiones incompletas y porosidad que los escáneres externos no pueden detectar.
Análisis de fallos e ingeniería inversa: El CT permite a los ingenieros investigar fallos internos, como una nervadura interna agrietada o un canal obstruido, sin necesidad de seccionar destructivamente la pieza. También permite la ingeniería inversa de características internas cuando no existen datos CAD.
Control del proceso de fundición: Para piezas producidas mediante moldeo rápido, el escaneo CT puede identificar rápidamente contracciones internas o porosidad gaseosa, lo que permite la corrección rápida del proceso de moldeo.
Combinando tecnologías para un gemelo digital completo
En muchos flujos de control de calidad, el escaneo óptico y el escaneo CT se utilizan juntos para crear un registro digital integral:
El escaneo CT captura la geometría completa interna y externa.
El escaneo óptico de alta resolución (por ejemplo, usando luz azul o láser) se aplica posteriormente a las superficies externas para capturar textura superficial ultra fina y color, o para inspeccionar características donde el CT podría tener menor resolución en la superficie.
Este enfoque híbrido proporciona la validación más completa posible, lo cual es crucial para componentes de alto valor en sectores como la aeronáutica y aviación, así como en dispositivos médicos.
En conclusión, aunque el escaneo 3D tradicional se limita a las superficies externas, la tomografía computarizada industrial es perfectamente adecuada y sumamente eficaz para piezas con estructuras internas complejas. Ofrece un método no destructivo, exhaustivo y dimensionalmente preciso para inspeccionar, analizar y realizar ingeniería inversa de las complejidades ocultas dentro de un componente.
