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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.

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Garantindo processos suaves e eficientes dentro do motor

As agulhas de bico em sistemas Common-Rail de motores à diesel têm apenas alguns milímetros de tamanho, mas desempenham um papel importante em garantir processos suaves e eficientes. A Vitesco Technologies, divisão de acionamento da Continental, possui essas agulhas revestidas com BALINIT DLC. Mas como você garante que a qualidade do revestimento desses pequenos componentes seja a correta quando há vários milhões deles?

Os fabricantes de veículos e clientes finais esperam que os motores modernos queimem combustível da forma mais eficiente possível - por questões de desempenho, custo e ambientais. Com apenas 43 mm de comprimento e apenas 4 mm de largura, as agulhas de bico desempenham um papel essencial para isso, pois garantem a injeção correta de combustível do injetor na câmara de combustão. A atomização ideal de combustível, que é essencial para a queima eficiente de combustível, é determinada por uma combinação da geometria da agulha e fabricação precisa, corpo do bico e posicionamento espacial preciso.

Mesmo os menores erros podem levar ao fracasso total

Mesmo os menores erros podem levar ao fracasso total

As tolerâncias dimensionais para as agulhas do bico estão na faixa de um dígito de µm. Para protegê-los do desgaste, a Vitesco Technologies conta com o BALINIT® DLC da Oerlikon Balzers. O revestimento, que tem apenas alguns micrômetros de espessura, é extremamente duro e garante menor atrito. Isso permite que o motor desenvolva sua potência total com menos consumo de combustível e emissões mais baixas. Mas só se a qualidade do revestimento for 100% correta. “Mesmo os menores erros de produção podem danificar o corpo oposto no sistema tribológico, ou seja, o corpo do bico. Isso, então, leva a vazamentos, maiores volumes de injeção, maior consumo de combustível e, no pior dos casos, à completa falha do sistema ”, explica Harald Schröder, gerente de contas globais da Oerlikon Balzers.

Até agora, a qualidade da superfície das agulhas de bico revestidas foi inspecionada aleatoriamente em um microscópio eletrônico de varredura (SEM) por funcionários no centro de clientes da Oerlikon Balzers em Stollberg, Alemanha. Esta é uma tarefa que consome muito tempo, e o risco de resultados subjetivos também estava sempre presente.

Mensurabilidade objetiva graças ao algoritmo de teste

Junto com a unidade da Vitesco Technologies em Limbach-Oberfrohna e a empresa de engenharia de sistemas de inspeção GPP de Chemnitz, a Oerlikon Balzers iniciou um ambicioso projeto técnico. “Sabíamos para onde queríamos ir, mas não como chegar lá”, é como Harald Schröder descreve o grande desafio. E esta foi: Como podemos encontrar defeitos de revestimento na faixa de µm e medir objetivamente sua frequência - e fazer isso sob condições de produção em série para cada agulha de bico individual? O objetivo era desenvolver um sistema totalmente automatizado que inspeciona e classifica claramente vários milhares de agulhas de bico todos os dias com a ajuda de uma câmera.

Após dois anos de estreita cooperação no desenvolvimento, o sistema de teste foi recentemente colocado em operação - e desde então ele tem testado um lote completo no mesmo tempo que levava para verificar manualmente seis agulhas. “O sistema detecta o tamanho e o número de defeitos de superfície em uma janela de teste definida. Um algoritmo de teste calcula um valor de densidade a partir disso. Se um componente exceder esse limite, ele será separado ”, explica Patrick Donner, gerente de projeto técnico da Oerlikon Balzers em Stollberg.

O sistema detecta o tamanho e o número de defeitos de superfície em uma janela de teste definida. Um algoritmo de teste calcula um valor de densidade a partir disso. Se um componente exceder esse limite, ele será separado.

Patrick Donner, Gestor de Projeto, Oerlikon Balzers

A limpeza é tudo e o mais importante

A qualidade do revestimento - e, portanto, a taxa de rejeição - é decisivamente influenciada pela limpeza, tanto do próprio componente quanto do ambiente de produção em geral. Uma grande contribuição para isso é dada pela unidade especial de carregamento, que carrega automaticamente as prateleiras de revestimento com as agulhas de bico. Assim como a inspeção automatizada e o empacotamento nas bandejas de transporte, isso é feito em uma sala limpa que foi construída especialmente para o projeto devido aos requisitos de alta qualidade.

“Estamos entusiasmados com o resultado do projeto e com o desempenho da nova instalação de teste projetada. Como consequência, agora podemos dispensar as inspeções internas anteriores. A colaboração dos parceiros envolvidos neste projeto foi exemplar ”, afirma Olaf Schulz, responsável pelas compras do projeto de injetor na Vitesco Technologies. O conhecimento adquirido pelas três empresas durante a construção da instalação de teste já está sendo usado para desenvolver um projeto adicional para componentes de injetores com objetivos tecnológicos igualmente exigentes.

Foto: Olaf Schulz (Vitesco), Harald Schröder (Oerlikon Balzers), e Dr. Ulrich Dietel (CEO da GPP) na frente do sistema de inspeção recém-projetado.

Vitesco Technologies GmbH

  • 40,000 colaboradores em mais de 50 localidades
  • Matriz: Hanover, Germany
  • Receita: EUR 7.7 bilhões (2018)

A Vitesco Technologies, anteriormente (até setembro de 2019) Divisão Continental Powertrain, reúne todo o espectro de experiência em tecnologia de transmissão da Continental. A Vitesco Technologies está sediada em Regensburg, Alemanha, e desenvolve tecnologias de transmissão inovadoras e eficientes para todos os tipos de veículos. Seu portfólio inclui soluções de eletrificação de 48 volts, acionamentos elétricos e eletrônica de potência para veículos híbridos e elétricos a bateria. Além disso, a linha de produtos conta com controles eletrônicos, sensores e atuadores, além de soluções para pós-tratamento dos gases de escape.

Contato

Petra Ammann

Petra Ammann

Head of Communications Oerlikon Balzers

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