A digitalização 3D é adequada para peças com estruturas internas complexas?
A limitação fundamental da digitalização óptica 3D
Para peças com estruturas internas complexas e totalmente fechadas, os métodos tradicionais de digitalização óptica 3D — como triangulação a laser e luz estruturada — não são adequados. Essas tecnologias funcionam capturando a geometria da superfície externa visível diretamente pelas câmeras e projetores do escâner. Elas não conseguem ver através de materiais sólidos para capturar canais internos ocultos, vazios ou reentrâncias. Isso as torna ideais para inspecionar dimensões externas e contornos de superfície de componentes produzidos por meio de serviços de usinagem de precisão ou serviços de usinagem multieixo, mas ineficazes para a inspeção de características internas.
A solução: Tomografia Computadorizada Industrial (CT)
A tecnologia definitiva para capturar, de forma não destrutiva, as geometrias internas e externas é a Tomografia Computadorizada Industrial por Raios X (CT). Esse método opera com o mesmo princípio dos tomógrafos médicos, mas é especialmente projetado para metrologia de engenharia, oferecendo resolução e precisão significativamente maiores.
Como funciona: A peça é colocada em uma plataforma giratória entre uma fonte de raios X e um detector. À medida que a peça gira, centenas ou milhares de imagens bidimensionais (radiografias) são capturadas. Softwares avançados então reconstruem essas imagens em um modelo tridimensional volumétrico preciso, conhecido como “conjunto de voxels”.
Capacidades: A tomografia CT pode revelar:
Passagens internas e canais de refrigeração.
Porosidades e vazios em peças fundidas ou produzidas por manufatura aditiva.
A geometria precisa e a espessura das paredes de moldes de injeção complexos.
Análises de montagem sem necessidade de desmontagem.
Aplicações práticas e casos de uso na indústria
A capacidade de visualizar o interior de um componente sem cortá-lo é revolucionária para diversas indústrias e processos:
Inspeção de primeira peça (First Article Inspection) de componentes complexos: A tomografia CT é indispensável para validar a geometria interna de uma peça produzida pela primeira vez em prototipagem CNC, como um injetor de combustível com canais internos intricados ou um coletor médico, garantindo que esteja perfeitamente de acordo com o modelo CAD.
Validação da manufatura aditiva: É o padrão de referência para verificar a integridade interna de peças produzidas por impressão 3D, detectando vazios internos, fusão incompleta e porosidades que os escâneres externos não conseguem detectar.
Análise de falhas e engenharia reversa: A tomografia CT permite que engenheiros investiguem falhas internas, como uma nervura trincada ou um canal bloqueado, sem necessidade de corte destrutivo. Também possibilita a engenharia reversa de recursos internos para os quais não existe dado CAD.
Controle de processo de fundição: Para peças produzidas via moldagem rápida, a tomografia CT identifica rapidamente retrações internas ou porosidades gasosas, permitindo a correção imediata do processo de moldagem.
Combinando tecnologias para um gêmeo digital completo
Em muitos fluxos de trabalho de controle de qualidade, a digitalização óptica e a tomografia CT são utilizadas em conjunto para criar um registro digital completo:
Tomografia CT captura toda a geometria interna e externa.
Escaneamento óptico de alta resolução (por exemplo, com luz azul ou laser) é então usado nas superfícies externas para capturar textura superficial ultra-fina e cor, ou para inspecionar detalhes onde a CT pode ter menor resolução na camada superficial.
Essa abordagem híbrida fornece a validação mais abrangente possível, essencial para componentes de alto valor em setores como aeroespacial e aviação e dispositivos médicos.
Em conclusão, embora a digitalização 3D tradicional seja limitada a superfícies externas, a tomografia computorizada industrial (CT) é perfeitamente adequada e altamente eficaz para peças com estruturas internas complexas. Ela oferece um método não destrutivo, completo e dimensionalmente preciso para inspecionar, analisar e realizar engenharia reversa das complexidades ocultas dentro de um componente.
