Nº Laboratório de Metrologia Mecânica do IPT: serviços tecnológicos das áreas dimensional, força, torque, dureza e impacto.

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1 COMUNICAÇÃO TÉCNICA Nº 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, 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 São Paulo SP Brasil CEP Tel /4000 Fax

2 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

3 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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7 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.

8 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.

9 Máquina de medição de forma Talyrond 565 Diâmetro: 400 mm Altura: 500 mm Peso: 75 kg

10 Máquina de medição de forma Parâmetros de avaliação 1) Circularidade 2) Retitude 3) Paralelismo 4) Perpendicularidade 5) Planeza 6) Cilindricidade

11 Máquina de medição de forma Anel padrão / Esfera padrão / Padrão de circularidade Parâmetro avaliado: Circularidade

12 Máquina de medição de forma Cilindro Padrão Parâmetro avaliado: Retitude

13 Máquina de medição de forma Cilindro Padrão Parâmetro avaliado: Paralelismo

14 Máquina de medição de forma Esquadro Cilíndrico Parâmetro avaliado: Perpendicularidade

15 Máquina de medição de forma Plano Óptico Parâmetro avaliado: Planeza

16 Máquina de medição de forma Cilindro Padrão Parâmetro avaliado: Cilindricidade

17 Máquina de medição de forma Estudo de caso Cilindro de laminação: Análise do desgaste pela caracterização metrológica

18 Máquina de medição de forma

19 Máquina de medição de forma Estudo de caso Cilindro de laminação

20 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 E 2 = (2,0+L/250) µm Micro-Vu Vertex 220 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 MPE E = (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. Mitutoyo Crysta M574 BR

21 CMM Óptica CNC Aplicação Detalhe do posicionamento na mesa de medição Software de medição Calibração de peneira

22 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: E 1 = (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.

23 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. amostra escaneamento Perfis coletados perfil 1º ciclo perfil 2º ciclo

24 CMM Multissensor para Macrogeometrias Características Técnicas Werth ScopeCheck MB 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: E 1 = (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.

25 CMM Multissensor para Macrogeometrias Sensor óptico

26 CMM Multissensor para Macrogeometrias Sensor laser 3D

27 CMM de Alta Exatidão para Microgeometrias Características Técnicas Werth VideoChek UA 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: MPE E = (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.

28 Metrotomografia Características Técnicas Werth TomoScope HV 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: MPE E = (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.

29 Metrotomografia - Princípio de funcionamento de uma máquina TCRX

30 Metrotomografia Fluxo de Medição e Avaliação 1. Modelo CAD 2. Amostra posicionada no sistema 3. Imagem 2D do CT 6. Avaliação GD&T 5. Comparação contra CAD 4. Nuvem de pontos 3D

31 Metrotomografia Nuvem de pontos do escaneamento de uma caneta, configurado para exibir a parte externa A mesma nuvem, cortada por um plano

32 Metrotomografia

33 Metrotomografia Marcapasso

34 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 Sistema de Medição Laser Renishaw XL-80 Gama de aplicação: Calibração de escalas lineares de medição de máquinas de medição por coordenadas e de máquinas operatrizes.

35 Sistema Laser Interferométrico Caracterização de superfícies Desempeno de granito Gráfico da superfície

36 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.

37 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)

38 Células de Carga Aplicação: Medição de forças nos sentidos de tração e/ou compressão; Pesagem

39 Células de Carga

40 Dinamômetro

41 Macaco Hidráulico

42 Torquímetro Princípio de Funcionamento Onde: T = F d T =Torque (N.m) F =Força (N) d =distância (m)

43 Torquímetro

44 Transdutor de torque

45 Transdutor de torque

46 Máquinas de Ensaio

47 Máquina de Ensaio de Comprimidos

48 Máquinas de Ensaio de Dureza Ensaio Rockwell Ensaio Vickers Ensaio Brinell

49 Máquina de Ensaio de Impacto por Pêndulo Charpy

50 Penetradores de dureza

51 Blocos Padrão de Dureza

52 Obrigado! Obrigado pela atenção! Carlos Alberto Fabricio Junior Douglas Mamoru Yamanaka Laboratório de Metrologia Mecânica

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