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Tomografía por ultrasonidos: nuevo proyecto de I+D para control de calidad

Eibar Precision Casting participa en INSULA, un ambicioso proyecto que va a revolucionar la inspección automatizada y ultrarrápida de componentes aeronáuticos fabricados por microfusión.

INSULA es un proyecto de investigación industrial que pretende desarrollar y validar una nueva tecnología para la inspección automatizada y ultrarrápida de fundidos aeronáuticos mediante tomografía por ultrasonidos.

Esta tecnología, patentada por SPDTEK, es una técnica de ensayo no destructivo (END) que por medio de ultrasonidos hace un escaneo y análisis para detectar defectos, variaciones de material o geometría de la pieza, sin someterla a ningún daño o modificación.

Qué es y cómo funciona

El fundamento de esta técnica es el siguiente: se excita la pieza de fundición con ultrasonidos en un rango de frecuencias y se mide su respuesta vibratoria global.

Al contrario de otras técnicas, éste es un ensayo volumétrico, ya que la respuesta depende del conjunto de la pieza, no sólo de la superficie.

Esta nueva técnica identifica las anomalías y defectos que pueden darse en la pieza. Cada referencia tiene un “patrón” o modelo de propagación de ondas mecánicas característico, que depende de su elasticidad, densidad y geometría.

La existencia de grietas, cambios en la porosidad, irregularidades en el material, cambios de temple o tensiones residuales modifican este patrón; el sistema detecta y analiza desviaciones con el modelo de referencia y lo traduce a una tomografía en la que se reflejan las variaciones de las propiedades mecánicas, lo que permite clasificar las piezas como aceptables o rechazadas.​

Aplicación práctica de la tomografía por ultrasonidos en fundición a la cera perdida

En fundición a la cera perdida para aceros y superaleaciones, donde se combinan geometrías complejas, exigencias de integridad interna y grandes volúmenes (turboalimentadores, álabes, piezas estructurales), esta técnica de tomografía puede:

  • Servir como cribado 100% en línea para segregar piezas con anomalías globales de material (porosidad distribuida, cambios de módulo por tratamiento térmico incorrecto, grietas significativas).
  • Reducir el número de piezas enviadas a radiografía o tomografía RX, reservando éstas para validación o para piezas críticas, disminuyendo coste y cuellos de botella en el área de Rx.
  • Complementar a la técnica de líquidos penetrantes (LP): usar LP para zonas de alta criticidad superficial (raíces de álabes, zonas roscadas) y ultrasonidos para control volumétrico de cada pieza.

Esta novedosa técnica de tomografía por ultrasonidos no sustituye totalmente a radiografía o LP, pero sí puede aportar una ventaja clara en coste, seguridad y productividad como sistema de cribado volumétrico rápido y reducir el uso intensivo de métodos más costosos o peligrosos.

En colaboración con AZTERLAN y SPDTEK, el objetivo de EIPC se centra en desarrollar una metodología de trabajo para incorporar esta nueva tecnología en nuestros procesos de control de calidad, ya que su uso complementario presenta grandes ventajas operativas con respecto a las técnicas empleadas actualmente.