Ispezione di prototipi con FreeScan Combo e Control X presso il sito TDK in Ungheria

L'unità produttiva dello stabilimento TDK di Szombathely, specializzata nello sviluppo e nella produzione di filtri per le interferenze elettromagnetiche (EMI), si è rivolta agli scanner 3D di SHINING per verificare le dimensioni dei propri prodotti, sempre più complessi, al fine di soddisfare le richieste dei clienti in continua evoluzione in modo più rapido ed efficace.

L'unità produttiva di TDK Szombathely Factory, specializzata nello sviluppo e nella produzione di filtri per le interferenze elettromagnetiche (EMI), è passata alla scansione 3D grazie a FreeDee, il nostro rivenditore in Ungheria. Il nostro fornitore ha permesso loro di utilizzare un FreeScan Combo per verificare in modo semplice ed efficace le dimensioni dei loro prodotti e soddisfare le richieste dei clienti in continua evoluzione.

La tendenza alla "miniaturizzazione" non ha escluso i prodotti elettronici industriali: prodotti sempre più complessi vengono progettati per essere inseriti in spazi più piccoli e di forma irregolare, ponendo ai produttori requisiti geometrici sempre più elevati.

Turbina idroelettrica

Informazioni sullo stabilimento TDK di Szombathely

Lo stabilimento TDK di Szombathely è uno dei più importanti centri europei di sviluppo e produzione di elettronica del gruppo internazionale TDK e uno dei più antichi partner di FreeDee per la stampa 3D. Le esigenze di stampa 3D dello stabilimento sono supportate da un laboratorio 3D centrale. Recentemente, il reparto di sviluppo dei filtri EMI ha espresso anche l'esigenza di una scansione ottica 3D, che ha portato all'adozione di uno scanner laser portatile FreeScan Combo all'inizio del 2024. Il nostro partner locale ungherese, FreeDee Kft. ha parlato con Krisztián Holló, ingegnere progettista senior, dei risultati della scansione 3D interna.

FreeScan Combo esegue la scansione dei componenti di TDK

Sfide nelle ispezioni dei prototipi

I clienti di TDK vogliono che i filtri EMI siano installati in ambienti sempre più piccoli e complessi, che richiedono sempre più spesso misurazioni che sono difficili o impossibili con i metodi tradizionali. Soddisfare queste sofisticate richieste di misurazione ha rappresentato una sfida per il team di TDK, che ha dovuto rispettare le scadenze richieste per garantire i progetti dei clienti.

Scanner laser 3D portatileFreeScan Combo e software di controllo qualità Geomagic Control X.

Le misurazioni richieste sono diventate fattibili e il tempo necessario si è ridotto da circa due settimane con i partner esterni o 3-4 giorni con il laboratorio di misura interno a una media di 2-3 ore.

Vincoli di tempo nello sviluppo di filtri EMI

I principali clienti di TDK per i filtri EMI sono nel settore delle energie rinnovabili. Questi filtri sono spesso utilizzati in turbine eoliche, inverter industriali e caricabatterie per veicoli. Le quantità ordinate variano in genere da 100 a 1.000 unità, senza che due prodotti siano identici. TDK offre filtri EMI di varie dimensioni, da unità grandi come un pugno a dispositivi da tavolo che pesano centinaia di chilogrammi.

I clienti di solito pubblicano gare d'appalto per i filtri EMI richiesti, specificando scadenze strette, da 1 a 2 mesi, per la consegna di campioni e preventivi. Queste scadenze comprendono attività quali la preparazione della documentazione, l'approvvigionamento dei materiali, l'assemblaggio iniziale, le misurazioni e le modifiche. Le offerte più rapide spesso determinano l'offerta vincente e l'aggiudicatario la produce.

Negli ultimi anni, la riduzione degli spazi di installazione e le richieste sempre più complesse dei clienti hanno aumentato la pressione sui tempi che gli sviluppatori di prototipi devono affrontare.

"Mentre era sufficiente garantire le dimensioni complessive dei filtri EMI industriali, ora i clienti richiedono anche tolleranze di posizione, planarità e altre dimensioni complesse. Soddisfare questi requisiti di precisione avanzata era molto difficile o impossibile con i nostri precedenti metodi tradizionali", ha dichiarato Krisztián Holló, Senior Design Engineer presso TDK Hungary Components Ltd.

L'adozione di soluzioni di misura avanzate

Le richieste di misura più complesse non potevano più essere soddisfatte utilizzando i semplici strumenti di misura disponibili nel reparto di sviluppo. La collaborazione con il laboratorio di misura centrale era l'unica opzione interna, ma la loro priorità era la convalida dei prodotti finiti. Di conseguenza, la programmazione e l'ispezione dei prototipi in laboratorio potevano richiedere 3-4 giorni. Per soddisfare rapidamente queste sofisticate esigenze di misurazione, il team si è rivolto alla scansione ottica 3D ad alta precisione, affidando inizialmente queste attività a FreeDee. Tuttavia, l'esternalizzazione a volte comportava tempi di consegna fino a due settimane, spingendo alla decisione di portare le competenze all'interno dell'azienda.

"L'opzione migliore per noi è risolvere questi problemi all'interno del reparto. Un tempo di consegna di due settimane è troppo lungo quando i nostri clienti fissano scadenze di 1-2 mesi. Per rispettare queste scadenze e aggiudicarci i progetti, dovevamo portare la scansione 3D all'interno dell'azienda", ha spiegato Holló.

Visualizzazione della mesh del componente sul nostro software Control X

La scelta del giusto scanner 3D

Basandosi su una partnership consolidata con FreeDee, che ha fornito apparecchiature di stampa 3D a TDK dal 2018, gli sviluppatori del filtro EMI hanno inizialmente affidato a loro le attività di scansione 3D. Queste scansioni in outsourcing hanno confermato che i modelli scansionati in 3D consentivano una facile verifica dei requisiti geometrici precedentemente considerati impegnativi.

La decisione di acquistare uno scanner 3D interno è diventata urgente quando un importante cliente ha richiesto un modello scansionato in 3D per un prototipo. Il cliente ha utilizzato il modello scansionato per integrarlo nel proprio progetto 3D, garantendo la compatibilità con i processi di installazione fisica.

"Prima di procedere all'acquisto, abbiamo testato e valutato diversi scanner 3D e alla fine abbiamo scelto lo scanner laser FreeScan Combo per il suo eccezionale rapporto qualità-prezzo. La dimostrazione in loco e le scansioni eseguite da FreeDee hanno avuto un ruolo importante nella nostra decisione", ha dichiarato Holló.

Flusso di lavoro con FreeScan Combo e Geomagic Control X

Sin dal suo lancio, il FreeScan Combo è diventato uno degli scanner 3D portatili più popolari di SHINING 3D, progettato specificamente per la scansione metrologica. Offre una rapida acquisizione dei dati con 26-50 linee laser e una precisione di 20 micron. Le sue dimensioni compatte garantiscono un utilizzo comodo e veloce, mentre le varie modalità di scansione supportano flussi di lavoro efficienti per una digitalizzazione rapida e dettagliata.

Analisi con il softwareControl X di SHINING 3D : I dati scansionati vengono analizzati e confrontati con i modelli CAD utilizzando Geomagic Control X, uno dei più noti strumenti software di controllo qualità. Offre flussi di lavoro semplici, report automatici e una facile parametrizzazione di attività di misura complesse.

Il software Control X mostra il componente scansionato da TDK

Risultati della scansione 3D interna a TDK

Dopo le dimostrazioni e le valutazioni dello scanner, il FreeScan Combo è stato implementato presso TDK l'11 marzo 2024.

"Grazie allo scanner 3D, ciò che prima richiedeva fino a due settimane con l'outsourcing ora può essere completato internamente in 2-3 ore", ha dichiarato Holló.

Lo scanner acquisisce i dati completi della superficie, consentendo controlli futuri anche se i prototipi fisici non sono disponibili. TDK ha già sfruttato questa capacità per il perfezionamento dei prodotti. Sebbene il processo di scansione sembrasse inizialmente semplice, il team ha sperimentato una curva di apprendimento dovuta alla natura diversa dei campioni di prodotto.

Krisztián Holló, ingegnere progettista senior, TDK Hungary Components Kft.

"Ogni volta che abbiamo incontrato difficoltà, FreeDee ci ha fornito un'assistenza tempestiva. Per la scelta dello scanner 3D, avere un partner competente è fondamentale per massimizzare rapidamente il potenziale della tecnologia", ha sottolineato Holló.