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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. ___________________________________________________________________________________________________
Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo S/A - IPT
Av. Prof. Almeida Prado, 532 | Cidade Universitária ou Caixa Postal 0141 | CEP 01064-970
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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
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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
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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.
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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.
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Máquina de medição de forma
Talyrond 565
Diâmetro: 400 mm
Altura: 500 mm
Peso: 75 kg
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Máquina de medição de forma
Parâmetros de avaliação
1) Circularidade
2) Retitude
3) Paralelismo
4) Perpendicularidade
5) Planeza
6) Cilindricidade
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Máquina de medição de forma
Anel padrão / Esfera padrão /
Padrão de circularidade
Parâmetro avaliado: Circularidade
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Máquina de medição de forma
Cilindro Padrão
Parâmetro avaliado: Retitude
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Máquina de medição de forma
Cilindro Padrão
Parâmetro avaliado: Paralelismo
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Máquina de medição de forma
Esquadro Cilíndrico
Parâmetro avaliado: Perpendicularidade
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Máquina de medição de forma
Plano Óptico
Parâmetro avaliado: Planeza
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Máquina de medição de forma
Cilindro Padrão
Parâmetro avaliado: Cilindricidade
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Máquina de medição de forma
Estudo de caso
Cilindro de laminação: Análise do desgaste pela caracterização metrológica
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Máquina de medição de forma
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Máquina de medição de forma
Estudo de caso
Cilindro de laminação
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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
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CMM Óptica CNC Aplicação
Calibração de peneira
Detalhe do posicionamento na mesa de medição
Software de medição
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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.
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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
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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
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CMM Multissensor para Macrogeometrias Sensor óptico
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CMM Multissensor para Macrogeometrias Sensor laser 3D
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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
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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
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Metrotomografia
- Princípio de funcionamento de uma máquina TCRX
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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
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Metrotomografia
Nuvem de pontos do escaneamento de uma caneta, configurado para
exibir a parte externa
A mesma nuvem, cortada por um plano
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Metrotomografia
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Metrotomografia
Marcapasso
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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
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Sistema Laser Interferométrico Caracterização de superfícies
Desempeno de granito Gráfico da superfície
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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.
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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)
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Células de Carga
Aplicação:
• Medição de forças nos sentidos
de tração e/ou compressão;
• Pesagem
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Células de Carga
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Dinamômetro
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Macaco Hidráulico
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Torquímetro
Princípio de Funcionamento
𝑇 = 𝐹 × 𝑑
Onde:
𝑇 =Torque (N.m)
𝐹 =Força (N)
𝑑 =distância (m)
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Torquímetro
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Transdutor de torque
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Transdutor de torque
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Máquinas de Ensaio
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Máquina de Ensaio de Comprimidos
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Máquinas de Ensaio de Dureza
Ensaio Rockwell Ensaio Vickers Ensaio Brinell
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Máquina de Ensaio de Impacto por Pêndulo Charpy
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Penetradores de dureza
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Blocos Padrão de Dureza
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Obrigado pela atenção!
Carlos Alberto Fabricio Junior ([email protected])
Douglas Mamoru Yamanaka ([email protected])
Laboratório de Metrologia Mecânica
Obrigado!