Giải pháp scan 3D tiên tiến cho kiểm tra cánh tua bin tàu và thiết kế ngược

Trong ngành kỹ thuật hàng hải hiện đại, nơi hiệu suất và độ tin cậy của động cơ tàu giữ vai trò quyết định, các bộ phận như cánh tua bin đòi hỏi phải được kiểm soát hình học với độ chính xác cực cao. Tuy nhiên, hình dạng xoắn phức tạp, thành mỏng và bề mặt nhôm phản chiếu của các linh kiện này luôn là thách thức lớn cho quy trình đo kiểm truyền thống.

Công nghệ quét 3D tiên tiến chính là lời giải, giúp doanh nghiệp nhanh chóng thu thập dữ liệu toàn diện, tạo mô hình số chính xác để phát triển sản phẩm, kiểm tra chất lượng và đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn khắt khe trong ngành đóng tàu.

Thách thức trong kiểm tra các bộ phận động cơ tàu hiện đại

Ngành kỹ thuật hàng hải giữ vai trò then chốt trong chuỗi vận tải và thương mại toàn cầu, không chỉ tập trung vào thiết kế, phát triển tàu mà còn chuyên sâu vào sản xuất các bộ phận động cơ then chốt, trong đó có cánh tua bin. Đây là chi tiết có ảnh hưởng trực tiếp tới hiệu suất đẩy và tính ổn định của hệ thống động lực tàu.

Cánh tua bin thường được chế tạo từ nhôm hoặc hợp kim nhẹ, với hình học khí động phức tạp: mặt cắt mỏng chỉ từ 1–2 mm, kết cấu xoắn và nhiều cạnh sắc. Để đảm bảo luồng không khí được tối ưu, nhà sản xuất phải kiểm soát chặt chẽ từng thông số hình học ngay từ giai đoạn thiết kế và sản xuất. Tuy nhiên, chính cấu trúc này đã đặt ra thách thức lớn cho việc kiểm tra, đo lường và đảm bảo chất lượng.

Khó khăn khi đo lường cánh tua bin và hạn chế của phương pháp cũ:

Việc đo cánh tua bin đòi hỏi khả năng thu thập dữ liệu hình học cực kỳ chi tiết. Những yếu tố như bề mặt sáng bóng do gia công, góc nhọn hoặc các rãnh sâu đều có thể khiến tia laser phản xạ sai lệch, gây mất dữ liệu. Trong khi đó, các thiết bị quét laser đỏ truyền thống thường yêu cầu phải phủ bột để giảm độ phản chiếu, làm tăng công đoạn chuẩn bị và nguy cơ sai số.

Khách hàng – một công ty hàng đầu trong lĩnh vực kỹ thuật hàng hải – từng gặp tình huống quét các cánh tua bin nhưng không thu được đủ dữ liệu tại các cạnh sắc, dẫn đến mô hình kỹ thuật số bị bo tròn, sai lệch so với thiết kế gốc. Ngoài ra, các lỗ hoặc rãnh sâu trên cánh cũng bị mất dữ liệu, làm giảm độ tin cậy khi so sánh với dung sai thiết kế.

Giải pháp quét 3D hiện đại từ Scantech – SIMSCAN 42

Để khắc phục những thách thức này, Scantech đã triển khai giải pháp quét 3D tiên tiến: máy quét laser cầm tay SIMSCAN 42, một thiết bị gọn nhẹ chỉ bằng lòng bàn tay, đạt nhiều giải thưởng quốc tế như Red Dot của Đức và Silver Award Design Trung Quốc.

Thông số kỹ thuật nổi bật của SIMSCAN 42:

• Độ chính xác đo điểm đơn (single point accuracy): ±0.020 mm

• Độ chính xác khối lượng lớn (volumetric accuracy): 0.020 mm + 0.035 mm/m

Tốc độ đo: lên tới 2.8 triệu phép đo/giây

Khoảng cách camera: chỉ 130 mm, giúp tăng góc quan sát cho quét lỗ sâu hoặc khe hẹp

• Độ phân giải quét: có thể đạt mức 0.025 mm, lý tưởng cho các cạnh siêu mỏng
• Khả năng quét vật liệu sáng bóng: nhờ chế độ phơi sáng và ánh sáng có thể tinh chỉnh, giảm phụ thuộc vào việc phủ bột
• Trọng lượng máy: ~570 gram, rất phù hợp thao tác tay lâu dài
• Tùy chọn không dây (SIMSCAN-E): tăng tính cơ động khi đo tại hiện trường hoặc trên thân tàu.

Nhờ thiết kế nhỏ gọn, SIMSCAN dễ dàng quét các chi tiết mỏng, sâu, hẹp, thu thập dữ liệu chính xác cả ở các mép, cạnh, lỗ hay bề mặt góc cạnh mà thiết bị truyền thống không xử lý được. Thêm vào đó, tốc độ quét cực cao cho phép hoàn thành quét toàn bộ một cánh tua bin chỉ trong khoảng 10 phút, rút ngắn đáng kể chu kỳ kiểm tra.

Giá trị thực tiễn – Đảm bảo chất lượng và phát triển sản phẩm nhanh chóng

Việc ứng dụng SIMSCAN 42 đã giúp nhà sản xuất cánh tua bin giải quyết triệt để các tồn tại cũ. Dữ liệu 3D thu được có độ chính xác cao, cho phép so sánh với mô hình thiết kế CAD để phát hiện sai lệch theo thời gian thực, nhanh chóng khoanh vùng lỗi sản xuất, tránh phát sinh chi phí khi lắp ráp.

Ngoài ra, mô hình số thu được còn được dùng cho kỹ thuật đảo ngược (reverse engineering) – rút ngắn thời gian phát triển sản phẩm mới, giảm đáng kể nhu cầu chế tạo mẫu thủ công ban đầu.

Khả năng đo lường chính xác cả các thành mỏng 1 – 2 mm, duy trì hình dạng cạnh sắc đã cho phép nhà sản xuất kiểm soát nghiêm ngặt hiệu suất khí động của tua bin, đồng thời bảo đảm tuổi thọ và độ ổn định khi vận hành trên biển.

Kết luận

Giải pháp quét 3D bằng SIMSCAN 42 đã thực sự cách mạng hóa quy trình kiểm tra cánh tua bin tàu, không chỉ vượt qua các giới hạn công nghệ cũ mà còn đặt nền móng cho quy trình phát triển sản phẩm nhanh, chính xác, đáng tin cậy. Đây chính là hướng đi tất yếu giúp ngành kỹ thuật hàng hải duy trì lợi thế cạnh tranh trong kỷ nguyên yêu cầu cao về hiệu suất và chất lượng toàn cầu.

• SHARE:
;