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Beyond Surfaces #9 - Opportunity

The year 2020 has brought a great deal of change. In this edition of BEYOND SURFACES we include a “special”, giving you a unique insight into how our employees around the world have taken on the challenge of the initial months of the Covid-19 pandemic with commitment and creativity. We are also taking the magazine title quite literally and are looking “beyond surfaces” into the second pillar of the Oerlikon Group, our synthetic-fiber business.

With this edition, we are celebrating a small but important anniversary: The first issue of BEYOND SURFACES was published five years ago. Two years earlier, Metco had joined the Oerlikon Group, and this magazine was created to introduce our customers to the solutions offered by the two brands, Oerlikon Balzers and Oerlikon Metco.

Since then, the Oerlikon Group has undergone significant changes. Today, it is a “Powerhouse of Materials and Surface Solutions.” Our newest business unit, Additive Manufacturing, which focuses on the industrialization of additive manufacturing methods, represents an important augmentation of the Oerlikon Balzers and Oerlikon Metco portfolio.

Flip through the magazine

Las agujas de las boquillas en los sistemas common rail de motores diésel, tienen solo unos pocos milímetros de tamaño, pero desempeñan un papel importante para garantizar procesos fluidos y eficientes del motor. Vitesco Technologies, the drive division of Continental, tiene estas agujas recubiertas con BALINIT DLC. Pero, ¿cómo se asegura de que la calidad del recubrimiento de estos pequeños componentes sea la correcta cuando hay varios millones de ellos?

Los fabricantes de vehículos y los clientes finales esperan que los motores modernos consuman combustible de la forma más eficiente posible, por motivos de rendimiento, costos y medioambientales. Con tan solo 43 mm de largo y tan solo 4 mm de ancho, las agujas de las boquillas juegan un papel fundamental para lograrlo, ya que aseguran la correcta inyección de combustible desde el inyector a la cámara de combustión. La atomización óptima del combustible, que es esencial para la quema eficiente del combustible, está determinada por una combinación de la geometría de la aguja y la fabricación precisa, el cuerpo de la boquilla y el posicionamiento espacial preciso.

Incluso los errores más pequeños pueden provocar una falla total

Incluso los errores más pequeños pueden provocar una falla total

Las tolerancias dimensionales para las agujas de las boquillas están en el rango de µm de un solo dígito. Para protegerlos del desgaste, Vitesco Technologies confía en BALINIT® DLC de Oerlikon Balzers. El recubrimiento, que tiene solo unas pocas micras de espesor, es extremadamente duro y garantiza una menor fricción. Esto permite que el motor desarrolle toda su potencia con menos consumo de combustible y menores emisiones. Pero solo si la calidad del recubrimiento es 100% correcta. “Incluso los errores de producción más pequeños pueden dañar el cuerpo opuesto en el sistema tribológico, es decir, el cuerpo de la boquilla. Esto conduce a fugas, mayores volúmenes de inyección, mayor consumo de combustible y, en el peor de los casos, a una falla total del sistema”, explica Harald Schröder, Global Account Manager de Oerlikon Balzers.

Hasta ahora, los empleados del centro de atención al cliente de Oerlikon Balzers en Stollberg, Alemania, han inspeccionado aleatoriamente la calidad de la superficie de las agujas de las boquillas recubiertas con un microscopio electrónico de barrido (SEM). Esta es una tarea que requiere mucho tiempo y el riesgo de resultados subjetivos también estaba siempre presente.

Medibilidad objetiva gracias al algoritmo de prueba

Junto con el sitio de Vitesco Technologies en Limbach-Oberfrohna y la empresa de ingeniería de sistemas de inspección GPP de Chemnitz, Oerlikon Balzers inició un ambicioso proyecto técnico. “Sabíamos adónde queríamos ir, pero no cómo llegar”, así describe Harald Schröder el gran desafío. Y esto fue: ¿Cómo podemos encontrar defectos de recubrimiento en el rango de µm y medir objetivamente su frecuencia, y hacerlo en condiciones de producción en serie para cada aguja de boquilla individual? El objetivo era desarrollar un sistema totalmente automatizado que inspeccione y clasifique claramente varios miles de agujas de boquillas todos los días con ayuda de una cámara.

Después de dos años de estrecha cooperación en el desarrollo, el sistema de prueba se puso en funcionamiento recientemente, y desde entonces ha estado probando un lote completo en el mismo tiempo que antes se tardaba en comprobar manualmente seis agujas. “El sistema detecta el tamaño y la cantidad de defectos superficiales en una ventana de prueba definida. Un algoritmo de prueba calcula un valor de densidad a partir de esto. Si un componente supera este límite, se clasifica”, explica Patrick Donner, Technical Project Manager de Oerlikon Balzers en Stollberg.

El sistema detecta el tamaño y la cantidad de defectos superficiales en una ventana de prueba definida. Un algoritmo de prueba calcula un valor de densidad a partir de esto.
Si un componente supera este límite, se clasifica..

Patrick Donner, Projektleiter, Oerlikon Balzers

La limpieza es el principio y el fin

La calidad del recubrimiento, y por lo tanto la tasa de rechazo, está influenciada decisivamente por la limpieza, tanto del componente en sí como del entorno de producción en general. Una contribución importante a esto la hace la unidad de carga especial, que carga automáticamente las rejillas de recubrimiento con las agujas de las boquillas. Al igual que con la inspección y el envasado automatizados en bandejas de transporte, esto se realiza en una sala limpia que fue construida especialmente para el proyecto debido a los altos requisitos de calidad.

“Estamos entusiasmados con el resultado del proyecto y el rendimiento de la instalación de prueba recientemente diseñada. Como consecuencia, ahora podemos prescindir de las anteriores inspecciones internas. La cooperación de los socios involucrados en este proyecto fue ejemplar”, afirma Olaf Schulz, responsable de la compra del proyecto de inyectores en Vitesco Technologies. El conocimiento adquirido por las tres empresas durante la construcción de la instalación de prueba ya se está utilizando para desarrollar un proyecto adicional para componentes de inyectores con objetivos tecnológicos igualmente exigentes.<

Imagen: Olaf Schulz (Vitesco), Harald Schröder (Oerlikon Balzers) y el Dr. Ulrich Dietel (CEO de GPP) frente al sistema de inspección de nuevo diseño.

Vitesco Technologies GmbH

  • 40.000 empleados en más de 50 ubicaciones
  • Sede: Hannover, Alemania
  • Ingresos: 7.7 mil millones (2018)
Vitesco Technologies, anteriormente (hasta septiembre de 2019) la Continental Powertrain Division, reúne el espectro completo de la experiencia en tecnología de transmisión de Continental. Vitesco Technologies tiene su sede en Regensburg, Alemania, y desarrolla tecnologías de tren motriz innovadoras y eficientes para todo tipo de vehículos. Su cartera incluye soluciones de electrificación de 48 voltios, accionamientos eléctricos y electrónica de potencia para vehículos híbridos y eléctricos de batería. Además, la gama de productos incluye controles electrónicos, sensores y actuadores, así como soluciones para el postratamiento de gases de escape.

 

Contacto

Petra Ammann

Petra Ammann

Head of Communications Oerlikon Balzers

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