I moderni videoscopi, chiamati anche videoscopi visto che impiegano un sensore di immagini, apportano efficienza e migliorano la ricerca nel settore dell'automotive.
Un esempio è dato dall'IAAPS (Institute for Advanced Automotive Propulsion Systems), nel quale gli ingegneri usano un'apparecchiatura videoscopica speciale Olympus per eseguire delle ispezioni visive di motori a combustione interna (ICE) e di altri sottosistemi di gruppi propulsori nell'ambito dei propri progetti di ricerca e sviluppo.
Recentemente ho incontrato l'Ing. Andrew Lewis, ingegnere capo dell'IAAPS, e l'Ing. Karl Giles, ingegnere responsabile dell'IAAPS, per trattare i vantaggi principali e l'importanza nell'uso di videoscopi nella ricerca e nello sviluppo di motori nel settore automotive. L'intervista è riportata di seguito:
D: Può parlarci della collaborazione tra IAAPS e Olympus (adesso EVIDENT)?
Andrew Lewis: Inizialmente è cominciata come normale collaborazione tra fornitore e cliente. Abbiamo avuto un'altra versione di questo tipo di apparecchiatura visiva da un'altra azienda, la quale si presentava molto più essenziale e forniva delle immagini molto scadenti. Uno dei nostri clienti nel settore automotive ha consigliato di rivolgerci a Olympus e stiamo usando il loro videoscopio dal novembre 2020.
Abbiamo lavorato a stretto contatto con Bayard e il team di Olympus per comprendere la corretta applicabilità del sistema e per imparare come ottenere i migliori risultati per questo tipo di ispezione a fini di ricerca e sviluppo. Dal punto di vista di Olympus, risulta utile osservare come una struttura di ricerca come l'IAAPS utilizzi il proprio videoscopio in spazi ristretti come le camere di combustione dei motori di autoveicoli. Inoltre è possibile affermare che fino ad adesso si è rivelata una collaborazione estremamente proficua.
D: L'ispezione con videoscopi come viene impiegata dall'IAAPS e dai rispettivi progetti di ricerca?
Andrew Lewis: Un videoscopio è un dispositivo ottico remoto progettato per facilitare l'ispezione visiva in spazi ristretti a accessibilità limitata. È costituito da una sonda stretta e flessibile con un terminale articolato a un'estremità che include una lente e un sensore di immagini. All'altra estremità è presente un sistema di controllo a distanza per gestire la posizione del terminale articolato. Rappresenta una componente di apparecchiatura molto funzionale e l'utente ha la possibilità di avvalersi di un'ampia gamma di lenti a visione frontale e laterale, in funzione delle esigenze di ispezione.
Visto che questo dispositivo ha un diametro di 4 mm, è in grado di raggiungere i punti di un motore a difficile accessibilità. Nell'ambito del nostro lavoro dobbiamo spesso spingere il motore oltre i suoi limiti, pertanto non è infrequente un guasto o un'usura più veloce delle componenti rispetto alla norma. Il videoscopio Olympus permette di osservare l'interno di un motore e di rilevare qualsiasi alterazione o usura prima che si verifichi un guasto grave.
Karl Giles: Lo usiamo prevalentemente per le ispezioni di routine dei motori a combustione interna. L'uso di un videoscopio per questa finalità rappresenta una pratica diffusa, tuttavia è raro che i motori vengano ispezionati con questa modalità al di fuori dei settori della generazione energetica e dell'aeronautica. I motori su cui lavoriamo sono di dimensioni contenute rispetto a quelli usati nel settore della generazione energetica, pertanto risulta più difficile ispezionarli visto che si opera in spazi più ristretti.
Oltre che per l'ispezione di camere di combustione per benzina e diesel abbiamo usato il videoscopio anche su turbocompressori, sistemi post-trattamento del diesel, elementi della pompa e elementi del sistema di riscaldamento del nostro nuovo pistone idraulico. In termini generali lo possiamo utilizzare per ispezionare qualunque punto difficile da raggiungere senza intervenire con uno smontaggio rilevante!
Videoscopio Olympus IPLEX™ GX/GT
D: Quali sono i vantaggi nell'uso del videoscopio?
Karl Giles: Utilizzandolo abbiamo imparato molto. Per esempio, i risultati delle nostre ispezioni ci hanno permesso di attuare delle azioni in grado di mitigare alcuni effetti indesiderati, di prevenire un loro peggioramento e di guidare i tipi di sviluppi che abbiamo successivamente realizzato. Fondamentalmente ci ha aiutato a identificare tempestivamente delle problematiche, potendo intervenire con dei correttivi prima che si verifichino dei guasti. La qualità delle immagini è eccellente e non abbiamo mai pensato che fosse necessaria una risoluzione maggiore. Inoltre la serie di accessori è sufficientemente completa anche se operiamo con una dotazione minima di accessori.
Andrew Lewis: L'ispezione con videoscopio aggiunge una significativa componente visiva alla nostra ricerca e può aiutarci a trovare delle risposte sulla variabilità dei dati dei test o su certi fenomeni che non siamo stati in grado di anticipare. Esiste sempre un insieme di informazioni che ci aiuta a meglio comprendere le nostre scoperte. Senza di esse possiamo solamente guardare ai valori dei sensori della temperatura, della pressione o di altri parametri. Tuttavia potendo usare il videoscopio siamo in grado di ottenere un'indicazione visiva, aiutandoci a interpretare i risultati.
Inoltre attraverso questa ispezione interna siamo in grado di avere un incremento dell'efficienza e del risparmio in termini dei costi. Prendiamo in considerazione la tipica applicazione di ispezione interna della camera di combustione. Per realizzare questa applicazione senza videoscopio è necessario smontare la parte anteriore del motore, rimuovere tutte le componenti del sistema, smontare la testa del cilindro, ecc. I tempi più rapidi di smontaggio e rimontaggio del motore con strumenti speciali sono pari a due giorni, periodo in cui il motore non può essere operativo. Invece attraverso il videoscopio è stato possibile effettuare l'ispezione in un'ora. Pertanto rappresenta un risparmio di tempo considerevole rispetto ai due giorni per lo smontaggio e il rimontaggio del motore senza avere certezza di ottenere dei validi risultati.
D: cosa significa questa collaborazione per Olympus?
Bayard Morales: Per noi la parte più interessante è rappresentata dal vedere come il videoscopio per l'ispezione del motore viene usato in un ambiente di ricerca come l'IAAPS. Possiamo determinare gli aspetti funzionanti e non funzionati dell'applicazione, effettuando conseguentemente le modifiche opportune. In definitiva la funzione del videoscopio è molto semplice: osservare una parte di motore senza doverlo smontare. Questo rappresenta un valore aggiunto al processo di ricerca.
Olympus non rappresenta il solo fornitore di questo tipo di apparecchiatura, tuttavia può considerarsi il leader del settore. Ci impegniamo nel migliorarci e nel lavorare a stretto contatto con i nostri clienti in modo da massimizzare l'operatività della nostra apparecchiatura. Ci concentriamo sulla qualità delle immagini visto che al termine della giornata lavorativa i nostri clienti devono poter contare su osservazioni a alta risoluzione su componenti interne, prendendo decisioni in base ai risultati ottenuti. Pertanto instaurare questa relazione con gli ingegneri dell'IAAPS e avere il loro feedback è estremamente utile per noi.
D: La collaborazione tra l'IAAPS e Olympus si è tradotta in una guida per le procedure consigliate. Può fornirci maggior informazioni?
Bayard Morales: Ho compreso che quando abbiamo fornito il kit all'IAAPS, non esisteva una guida esauriente su come usare il videoscopio per questa specifica applicazione. Visto che l'IAAPS possiede la conoscenza sui motori e noi abbiamo il know how sui videoscopi, abbiamo pensato che potesse risultare proficuo lavorare su una guida per le procedure consigliate.
Ho passato un pomeriggio presso la sede dell'IAAPS con gli ingegneri per vedere in dettaglio come operano con il videoscopio. In occasione di questa visita ho acquisito dei video e ho preso delle note che costituiranno la base per redigere un breve manuale. Il mio obiettivo iniziale era quello di formare i miei colleghi. Tuttavia ci siamo resi conto che sarebbe stato utile possederlo per l'IAAPS visto che sarebbe risultato più rapida l'applicabilità dell'apparecchiatura per i nuovi membri del team. Pertanto possiamo condividere questa guida tra le nostre aziende.
Karl Giles: Attualmente non abbiamo istruzioni ufficiali e le informazioni vengono trasmesse mediante dimostrazioni, pertanto sarà grandioso avere una guida o una risorsa da utilizzare durante la formazione dei nostri colleghi. Fino ad adesso abbiamo avuto un feedback molto positivo dai nostri clienti sui risultati delle ispezioni e sulla chiarezza delle nostre immagini. Questo rappresenta un riconoscimento per l'apparecchiatura Olympus ma anche per Bayard che ci ha fornito supporto. Sono sicuro che la guida per le procedure consigliate consoliderà questo apprezzamento e ci permetterà di sviluppare ulteriormente le nostre competenze.
Andy Lewis: Per essere franchi uno di questi videoscopi rappresenta un considerevole investimento, pertanto non si vuole usarlo in modo incorretto visto che la riparazione potrebbe risultare molto onerosa. Esistono numerosi fattori da considerare per assicurare un'operatività in sicurezza del videoscopio (es: temperatura del motore), pertanto
Un'osservazione ravvicinata delle valvole mediante un videoscopio Olympus
Immagine panoramica di un pistone acquisito mediante un videoscopio Olympus
D: Visto che ci stiamo portando verso l'elettrificazione le ispezioni con videoscopio continuano a essere rilevanti?
Karl Giles: Sì, lo credo. Le componenti di propulsione a valle del motore, come i sistemi di trasmissione, sono simili, indipendentemente dal fatto che siano azionati da un motore elettrico o da un motore a combustione interna. In un ambiente di ricerca come il nostro, rappresenta sempre un vantaggio la capacità di ispezionare questi sottosistemi senza doverli smontare. Non abbiamo avuto un rilevante riscontro nell'uso del videoscopio in questo contesto, tuttavia ci si aspetta che la richiesta cresca visto che vediamo un aumento dell'attività progettuale sui sistemi a propulsione elettrica nel nuovo impianto IAAPS.
Andy Lewis: Sì, i sistemi di trasmissione saranno sempre diffusi. Anche se i motori a combustione interna finiranno in disuso, i sistemi di trasmissione saranno sempre utilizzati in combinazione con i motori elettrici, pertanto ci sarà sempre richiesta per le ispezioni interne. In relazione ai motori elettrici, l'ispezione con videoscopio può risultare utile per verificare, ad esempio, la presenza di alterazioni termiche nella bobina.
Con l'aumento della potenza dei motori elettrici, risulterà sempre più complicata la gestione termica circostante con gallerie del vento integrate, ecc. L'ispezione potrebbe pertanto includere la verifica della presenza di perdite di liquido di raffreddamento o olio nel motore. Esiste sempre l'esigenza di ispezionare una componente interna senza rimuoverla o alterarla. In questo modo si è sicuri che quello che si sta osservando non è il risultato della procedura di smontaggio. L'obiettivo è quello di ottenere il maggior numero di risposte senza smontare l'intero sistema.
Al giorno d'oggi l'efficienza rappresenta un aspetto primario e il costo di funzionamento di un impianto di propulsione risulta molto elevato. Se si impiega un giorno per il suo smontaggio e rimontaggio si deve far fronte a un costo considerevole. La spesa cresce se si deve eseguire questa operazione ogni settimana per guasti e ispezioni di componenti. Se si può limitare il tempo di ispezione a mezz'ora utilizzando una camera, i videoscopi si ripagheranno in un paio di settimane di ispezioni.
Videoscopi per il progresso della ricerca e dello sviluppo dell'automotive
I team di ricerca e sviluppo nel settore dell'automotive cercano di accelerare il progresso e di proiettare in avanti il settore. Questa intervista dimostra come i moderni videoscopi possono migliorare la ricerca nell'automotive attraverso imaging di alta qualità e ispezioni efficienti.
Diffuso per gentile concessione dell'IAAPS. Consulta qui l'intervista originale.
Contenuti correlati
Sicurezza e velocità: Uso di video in remoto per ispezionare un'automobile supersonica
Brochure: Videoscopi industriali IPLEX GX/GT
IPLEX GX/GT: Ispezioni veloci e affidabili per OEM del settore automobilistico
Sempre in contatto
