Soluzioni di estrazione mineraria personalizzate: superare le aspettative con Artec Leo & Ray

Titan Engineered Solutions fornisce servizi e attrezzature minerari, come piattaforme di sicurezza, anche nei luoghi più remoti. Immagine per gentile concessione di Titan Engineered Solutions

Come nel caso di qualsiasi operazione di produzione, l'estrazione mineraria si basa su una serie di macchinari pesanti e attrezzature dalla collaudata affidabilità. Ma mantenere gli impianti e i siti di scavo al massimo dell'efficienza è più facile a dirsi che a farsi.

Le miniere tendono ad essere situate in aree più remote, e gli ingegneri spesso si trovano a perdere ore per recarsi presso le strutture per effettuare misurazioni manuali. Questo approccio comporta un rischio significativo, poiché le misurazioni manuali hanno maggiori probabilità di causare errori umani, l'acquisizione incompleta dei dati e la necessità di più viaggi per confermare le dimensioni. Eppure, per molti, questa è l'opzione migliore.

Molte miniere si affidano a componenti obsoleti per mantenere le proprie operazioni a livelli ottimali. La sostituzione delle apparecchiature esistenti prima del guasto può comportare tempi di fermo per consentire lo smontaggio e le misurazioni manuali. D'altra parte, la possibilità che i componenti si guastino prima della sostituzione aumenta drasticamente i tempi di fermo e riduce la redditività di una miniera.

Le miniere sono spesso dotate di macchinari che devono essere riparati con parti obsolete. Immagine per gentile concessione di Titan Engineered Solutions

È qui che Titan Engineered Solutions si dimostra un leader del settore. I suoi specialisti sono ora in grado di offrire soluzioni ingegneristiche innovative che, oltre ad essere proattive e reattive, riducono i tempi di inattività e danno maggiore efficienza ai clienti.

In passato, Titan rispondeva alle richieste dei clienti inviando un team di ingegneri in loco. Ma da allora ha lavorato a stretto contatto con l'ambasciatore Artec Rapid Scan 3D per rivedere il suo flusso di lavoro. Non più dipendente dalle misurazioni manuali, Titan può inviare un singolo ingegnere con Artec Leo e Artec Ray per catturare con precisione quasi tutte le geometrie che incontra sul campo.

"Anche se il prodotto non esiste ancora, possiamo utilizzare le dimensioni ottenute da una scansione 3D per personalizzare il pezzo e adattarlo a una precisione di 1,6 mm," ha spiegato Brandon Koch, direttore generale di Titan. "Ad esempio, realizziamo un gran numero di tubature personalizzate uniche che si collegano da un'estremità all'altra. Ora possiamo assicurarci che combacino senza noiose misurazioni manuali."

Artec Ray in loco, pronto per acquisire scansioni 3D grandi come interi settori dell'impianto. Immagine per gentile concessione di Titan Engineered Solutions

Misurazioni in miniera per montaggi senza intoppi

Il viaggio di scansione 3D di Titan è iniziato con un corso di formazione di una settimana offerto da Rapid Scan 3D nella Carolina del Nord. Da allora hanno imparato a padroneggiare lo scanner wireless Artec Leo e hanno scoperto che è davvero facile implementarlo nei siti minerari degli Stati Uniti sudoccidentali. In particolare, Koch elogia il formato integrato del dispositivo e la funzionalità click-to-scan, dicendo "è impossibile fare errori".

"Basta accenderlo, puntare e scansionare. È davvero molto facile da usare," ha aggiunto Koch. "Vedi cosa stai scansionando sullo schermo, così puoi essere sicuro di avere buoni dati. In seguito, puoi sempre chiederti "ho già scansionato quest'area?" Se quei dati potrebbero essere critici, basta ripetere la scansione."

Date le dimensioni della maggior parte delle installazioni in miniera, Titan ha capito che aveva bisogno anche di una soluzione di acquisizione dei dati a lungo raggio. Avendo inizialmente visto Ray in azione presso l'azienda di un cliente, ne hanno acquistato uno. I risultati sono stati subito impressionanti: hanno ottenuto la possibilità di misurare grandi strutture rapidamente e con un alto grado di precisione.

Artec Ray su un treppiede allungato, che cattura un grande pezzo di tubazioni per l'analisi. Immagine per gentile concessione di Titan Engineered Solutions

Recentemente, l'acquisizione di una parte di un impianto per la lavorazione del rame di un cliente per un refit ha richiesto solo 1 ora con Ray, mentre in precedenza avrebbe richiesto 3-6 ore. Inoltre, l'ingegnere di Titan Johnathan Turner afferma che questo approccio ha permesso loro di raccogliere dettagli che le misurazioni manuali avrebbero tralasciato e garantire un'installazione senza interruzioni dove prima potevano verificarsene.

"Siamo riusciti a ricreare l'intero reparto sulla base di quella scansione", ha detto Turner. "Con la misurazione manuale ottieni dimensioni approssimative che 'dovrebbero andare bene', invece la scansione 3D ti da sempre risultati precisi. Con la scansione, potremmo posizionare perfettamente il nuovo reparto."

Controllo delle tolleranze con Design X

I lavori di scansione 3D di Titan hanno anche previsto il passaggio al reverse engineering, alla personalizzazione delle parti e alla garanzia che soddisfino le tolleranze tramite l'analisi delle deviazioni.

Dopo aver utilizzato Leo o Ray per acquisire le scansioni desiderate, il suo team ha iniziato l'elaborazione all'interno di Artec Studio. Una volta eliminati i dati non necessari, la fusione di più set di dati è un gioco da ragazzi e il modello risultante è pronto per l'esportazione immediata in Geomagic Design X.

In Design X, è quindi possibile creare "regioni" di aree di parti critiche. Ad esempio, quando si progettano tubazioni personalizzate, si concentrano sul garantire che le estremità di ciascuna tubazione combacino con le reti esistenti. Per raggiungere questo obiettivo, creano delle bozze di queste geometrie, trasformandole in corpi CAD basati sulle scansioni, e capiscono i vincoli (o le restrizioni che hanno influenzato il loro design).

In seguito, le tubature vengono esportate in SOLIDWORKS, dove questi vincoli vengono utilizzati per progettare modelli completi. Dopo l'allineamento, i modelli di tubature (o qualsiasi altro prodotto di cui sia stato eseguito il reverse engineering) possono essere riportati su Design X, dove la funzione di mappatura termica del programma semplifica la sovrapposizione dei dati CAD, la ricerca di deviazioni e la garanzia che le parti soddisfino le tolleranze di installazione.

Una sezione di tubo complessa in fase di mappatura termica su Geomagic Design X. Immagine per gentile concessione di Titan Engineered Solutions

Secondo Turner, questo flusso di lavoro in tre fasi non solo semplifica e accelera la produzione, ma consente a Titan di essere molto più sicura che le parti fabbricate possano essere montate senza problemi.

"Con le tubature, sono le estremità che mi dicono qual è la distanza del tubo, quale diametro deve essere e come si collegherà", ha spiegato Turner. "Grazie alla fluidità del nostro processo in tre fasi posso scoprire dove devono trovarsi i fori, in modo che i tubi possano essere imbullonati e uniti. Dobbiamo solamente catturare la forma originale, ottenere i vincoli e modellarli".

Modellazione multi-risoluzione all'orizzonte?

Molte delle sue spedizioni sono abbastanza grandi da richiedere un camion a pianale, quindi Koch desidera sottolineare quanto sia importante un montaggio accurato del prodotto per ridurre la probabilità di problemi di installazione. Con un progetto come il settore dell'impianto per la lavorazione del rame, afferma che un errore porterebbe alla sua completa demolizione e "le spese aumenterebbero rapidamente".

Ecco perché l'azienda continua a sperimentare con la scansione 3D in nuove aree. Con Artec Studio, ad esempio, è ora possibile unire le scansioni acquisite con dispositivi completamente diversi in un'unica mesh, utilizzando i dati a più alta risoluzione di ciascuno.

"Inizialmente, abbiamo acquistato Leo & Ray grazie alle loro proposte di valore individuali. Ma sicuramente vale la pena di considerare anche la scansione 3D multi-risoluzione, e lo stiamo già facendo", ha concluso Koch. "Ci sono molti progetti in cui sarebbe utile combinare le scansioni. Con una scansione dell'area complessiva (con Ray) e un'altra più dettagliata (con Leo), potremmo catturare dettagli nascosti che semplicemente non sono visibili (a Ray)."