GE Druck (một bộ phận của GE Sensing) đang sử dụng nhiều hệ thống đo lường và kiểm tra quang học của Vision Engineering để tối đa hóa tiêu chuẩn chất lượng trong thiết bị cảm biến hàng không vũ trụ của họ.
GE Druck, có trụ sở tại Leicestershire, là một bộ phận của GE Sensing ở Vương quốc Anh. Một trong những lĩnh vực sản phẩm chính tại cơ sở này là sản xuất nhiều loại cảm biến áp suất được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm cả hàng không vũ trụ.
Cảm biến áp suất chính xác
Thương hiệu Druck từ lâu đã gắn liền với cảm biến áp suất chính xác và các dụng cụ kiểm tra/hiệu chuẩn liên quan.
Phạm vi sản phẩm của họ bao gồm các thiết bị OEM có chi phí tương đối thấp cho đến cảm biến khí áp silicon cộng hưởng có độ chính xác rất cao, đo áp suất từ dưới 0,015psi đến 15.000psi. Ngoài ra, dòng sản phẩm Druck bao gồm Bộ kiểm tra dữ liệu không khí được sử dụng để hiệu chỉnh các thiết bị tĩnh pitot máy bay từ máy bay trực thăng đến máy bay chiến đấu siêu âm.
Từ dữ liệu không khí đến hệ thống nhiên liệu máy bay và điều khiển chuyến bay đến giám sát động cơ, Cảm biến cơ sở hạ tầng GE đóng một vai trò quan trọng trong vô số ứng dụng đo áp suất trên mặt đất/chuyến bay và đo áp suất trên chuyến bay đòi hỏi khắt khe đối với ngành hàng không vũ trụ toàn cầu.
Các sản phẩm bao gồm cảm biến áp suất và thiết bị kiểm tra, được các nhà sản xuất và hãng hàng không sử dụng rộng rãi cho máy bay cánh cố định và cánh quay trong các lĩnh vực dân dụng và quân sự. Các phê duyệt của ngành bao gồm CAA/FAA và tuân thủ các tiêu chuẩn RVSM mới nhất.
Thiết bị cũng như nhiều loại cảm biến được sản xuất tại cơ sở Leicestershire của GE Druck và được sản xuất theo nhiều hệ thống quản lý, mang lại cho mỗi giai đoạn sản xuất một tiêu chuẩn xuất sắc. Một phần của quy trình chất lượng yêu cầu GE Druck phải đáp ứng các tiêu chuẩn cực kỳ cao trong mọi khía cạnh sản xuất của họ.
Hàn chùm tia điện tử cho độ chính xác đến từng micron
GE Druck sử dụng các hệ thống của Vision Engineering trong một số lĩnh vực lắp ráp thiết bị của họ, bao gồm việc lắp ráp vỏ ngoài của thân cảm biến áp suất được sử dụng cho ngành hàng không vũ trụ.
Các cảm biến được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ cực kỳ nhạy cảm và cần phải chính xác đến micron đó là lý do tại sao quy trình hàn chùm tia điện tử được sử dụng để hàn vỏ ngoài vì nó giảm thiểu sự biến dạng và co ngót.
Hàn chùm tia điện tử là một quá trình nối hai thành phần bằng cách hợp nhất chúng với dòng electron vận tốc cao đang tăng tốc với tốc độ hơn 100.000 dặm mỗi giây. Phương pháp hàn này tạo ra cường độ năng lượng lớn hơn 5.000 lần so với hàn thông thường vì chùm tia được tập trung đến một khu vực có đường kính chính xác 0,2mm.
Độ lặp lại cao với kỹ thuật hàn này với khả năng kiểm soát tối đa được điều chỉnh bởi dòng điện dây tóc kiểm soát tốc độ phát xạ điện tử và điện áp gia tốc điều chỉnh động năng của các điện tử. Hợp chất được sử dụng để hàn hai thành phần thường là sự tan chảy lại của chính vật liệu thành phần.
Kỹ thuật hàn này cung cấp cho kỹ sư khả năng hàn những vị trí không thể tiếp cận được, mặc dù những vị trí dễ dàng hơn sẽ giảm thiểu thời gian xử lý và do đó tăng năng suất.
Lợi ích của quy trình hàn chùm tia điện tử bao gồm: kiểm soát chính xác độ xuyên thấu và kích thước; mức độ lặp lại cao; thoát khỏi tạp chất; biến dạng và co ngót không đáng kể.
Mặc dù quy trình hàn này ban đầu có vẻ là một giải pháp thay thế tiên tiến và tốn kém không cần thiết so với hàn thông thường, nhưng vô số lợi ích và tiết kiệm các hoạt động bổ sung chẳng hạn như giảm căng thẳng, giúp giảm tổng chi phí sản xuất sản phẩm.
Kiểm tra mối hàn bằng kính hiển vi Lynx EVO Stereo Zoom
Quá trình hàn được sử dụng để hàn tấm cảm biến và ở giai đoạn này, điều quan trọng là mối hàn phải đáp ứng thông số kỹ thuật, nếu không, bất kỳ sự khác biệt nào cũng có thể gây tốn kém.
Sau khi tấm cảm biến được hàn nhưng trước khi cảm biến được phát huy hết công suất, các mối hàn trên tấm cảm biến sẽ được kiểm tra bằng kính hiển vi thu phóng hình ảnh nổi Lynx của Vision Engineering.
Độ xuyên thấu của mối hàn đổi chỉ khi tới tới 5µm, đó là lý do tại sao chế độ xem có độ phóng đại cao lại quan trọng. Các mối hàn trên tấm cảm biến được kiểm tra xem có vết nứt, vết lõm, độ lệch và vết cắt không.
Điều quan trọng là GE Druck phải có được hướng dẫn về các điểm không hoàn hảo, chẳng hạn như mối hàn nào không thể sử dụng được và mối hàn nào có thể hàn lại được.
Họ đã đạt được thành công điều này bằng cách triển khai hướng dẫn BS EN 13919-1 của Tiêu chuẩn Anh về mức độ khuyết tật trong mối hàn chùm tia điện tử bằng thép không gỉ.
Nếu có bất kỳ khiếm khuyết nào được tìm thấy trong quá trình kiểm tra, các mối hàn trên thân cảm biến sẽ được đo để phân loại theo tiêu chuẩn mà chúng đã sử dụng.
BS EN 13919-1 cung cấp hướng dẫn cho GE Druck để giúp họ đưa ra quyết định khách quan về bất kỳ sai sót nhỏ nào có thể xảy ra trong quá trình hàn chùm tia điện tử. Ví dụ, họ có thể thấy rằng độ xuyên của mối hàn đã tăng thêm 5µm và do đó muốn kiểm tra xem liệu có bất kỳ hậu quả nào không.
Điều này đặc biệt quan trọng đối với các bộ phận chắc chắn sẽ tạo thành một phần của thiết bị đo đạc (chẳng hạn như cảm biến) cho ngành hàng không vũ trụ. Không có chỗ cho sai số biên trên các cảm biến thông minh và có độ chính xác cao này.
Kích thước mối hàn được đo đến dung sai chặt chẽ bằng hệ thống đo quang học Hawk
Vì độ xuyên thấu và kích thước của các mối hàn có thể khác nhau (tùy thuộc vào loại cảm biến), GE Druck đã xem xét một số phương án đo lường có thể đáp ứng yêu cầu của họ bao gồm phép đo dung sai chặt chẽ ở X, Y và Z.
Do độ nhạy và dung sai chặt chẽ của các cảm biến được sản xuất, giải pháp đo không tiếp xúc chính xác đã được áp dụng dưới dạng hệ thống không tiếp xúc Hawkcủa Vision Engineering.
Optimax Imaging and Measure Limited là các chuyên gia về đo lường và đã cung cấp cho GE Druck giải pháp đo lường Vision Engineering mà họ yêu cầu.
Peter Clements, Giám đốc điều hành Optimax cho rằng hệ thống Hawk sẽ là giải pháp phù hợp nhất để đáp ứng nhu cầu của Stephen Broadbridge, Giám đốc bộ phận tại GE Druck. Stephen Broadbridge đã nghiên cứu một số phương pháp đo chính xác kích thước mối hàn trước khi quyết định đầu tư vào phương pháp đo quang học không tiếp xúc.
Hệ thống Hawk cung cấp phép đo chính xác, độ lặp lại và khả năng tái tạo theo ba chiều. Nếu các mối hàn cần đo để phân loại, thân cảm biến chỉ cần đặt trên bệ đo 150mm x 150mm có độ chính xác cao, sau đó sử dụng các tùy chọn phóng đại, các mối hàn được đo theo X, Y và Z.
Sau khi Bộ vi xử lý ghi lại các phép đo, chúng sẽ được đưa vào bảng phân tích để cung cấp mức độ chấp nhận và hệ quả của các kích thước theo BS EN 13919-1.
Kính hiển vi đo Hawk cho phép các kỹ sư đo chính xác tất cả các trục
Stephen Broadbridge, Giám đốc bộ phận giải thích tầm quan trọng của việc thực hiện tiêu chuẩn và quy trình hàn bằng chùm tia điện tử.
“Thân cảm biến điển hình do bộ phận của chúng tôi sản xuất được sử dụng cho ngành hàng không vũ trụ và hậu quả của việc cảm biến không đáp ứng được dung sai chặt chẽ mà chúng tôi và khách hàng yêu cầu là có thể dẫn đến lãng phí cả vật liệu và thời gian của các kỹ sư của chúng tôi.”
“Để tối đa hóa chất lượng và độ chính xác của các mối hàn, trước tiên chúng tôi kiểm tra tấm cảm biến để đảm bảo không có sự khác biệt về cả độ hoàn thiện và kích thước, sau đó nếu chúng tôi cảm thấy có bất kỳ khía cạnh nào của mối hàn có vấn đề thì chúng tôi sẽ đo mối hàn theo X, Y và Z”.
Sau đó, Stephen tiếp tục giải thích tầm quan trọng của việc sử dụng hệ thống không tiếp xúc “Ưu tiên của chúng tôi khi tìm kiếm giải pháp là chọn hệ thống đo lường không tiếp xúc vì tính chất nhạy cảm và dung sai chặt chẽ của thân cảm biến của chúng tôi”.
“Chúng tôi nhận thấy rằng việc sử dụng Hawk cung cấp cho chúng tôi hình ảnh quang học cho phép chúng tôi dễ dàng tìm thấy các cạnh của mối hàn, giúp các kỹ sư của chúng tôi thực hiện các phép đo chính xác trên tất cả các trục.”
Hình.1.0. Hiển thị một cảm biến điển hình được sản xuất với độ chính xác cao tại cơ sở GE Druck ở Leicestershire. GE Druck ngày càng cung cấp nhiều giải pháp đa dạng về thiết bị đo lường cho mọi ngành công nghiệp. Với công nghệ mới đang nỗ lực đáp ứng nhu cầu về thiết bị nhanh hơn, nhỏ hơn và chính xác hơn, GE Druck đang mở rộng và đa dạng hóa nhanh chóng để đáp ứng những nhu cầu đó. Khi làm như vậy, họ đang đầu tư vào thiết bị đảm bảo độ chính xác và chất lượng cao nhất của các bộ phận tạo nên phạm vi thiết bị đo đạc toàn diện của họ.
