Quando você entra no laboratório que abriga a mais nova máquina de medição por coordenadas (CMM) do NIST, você pode ficar intrigado a princípio sobre como os engenheiros o colocaram na sala.

Em cerca de 11 pés cúbicos (3,3 x 3,3 x 3,4 metros) e quase 20, 000 libras (cerca de 9, 000 quilogramas), o dispositivo - um modelo chamado Xenos, feito pela empresa alemã Zeiss - ocupa cerca de metade do volume do espaço do laboratório. Com menos de 100 mm (não exatamente 4 polegadas) de folga acima da cabeça, quase arranha o teto.

Levando o instrumento para o laboratório subterrâneo em Gaithersburg do NIST, Md., campus exigiu "alguma criatividade e muita paciência, "diz Vincent Lee do Laboratório de Medição Física (PML) do NIST. Ele e seus colegas sabiam que era muito grande para a rota que eles normalmente usam para instalar equipamentos pesados." Então, tivemos que improvisar e baixá-lo no poço de ventilação do prédio, "Lee diz. Eles também tiveram que derrubar uma parede da sala e preencher uma lacuna de meio metro entre os andares externos e internos.

O Xenos veio ao NIST para ajudar os cientistas a fazer uma medição do "grande G, "a constante universal de gravitação que evitou medições precisas durante séculos. Quando esse experimento for concluído, Contudo, os pesquisadores esperam incorporar o instrumento em sua crescente frota de CMMs, capaz de fazer algumas das medições dimensionais mais precisas do mundo.

Máquinas de medição por coordenadas como o Xenos usam sondas de toque para medir as distâncias entre pontos em um objeto em três dimensões, com sensibilidade de bilionésimos de metro para as máquinas mais precisas. Os clientes que confiam no NIST para este tipo de medição incluem fabricantes de peças de ultraprecisão, como rolamentos para motores de aeronaves, artefatos de teste para outras classes de máquinas de medição, e peças ou estruturas para sistemas de alta precisão. Outros clientes vêm das indústrias automotiva e eletrônica, e de laboratórios que realizam calibrações para sua própria clientela.

Com a adição dos Xenos, O grupo de metrologia dimensional do NIST agora possui quatro CMMs na classe de precisão ultra-alta.

Esta máquina mais recente também tem o potencial de expandir a capacidade de medição do NIST, uma vez que seu volume de trabalho (a área acessível para a sonda) é mais do que o dobro dos outros sistemas CMM do NIST - 1,5 x 0,9 x 0,7 metros, aproximadamente do tamanho de uma lavadora e secadora lado a lado. Também, o Xenos tem uma cabeça de sonda que pode se mover em todas as três dimensões, significa que, ao contrário dos CMMs com uma mesa móvel, partes sensíveis como aquelas para o grande experimento G são menos propensas a serem perturbadas durante a medição.

Até aqui, testes de desempenho do sistema são "promissores, "Lee diz, "mas há muitas outras coisas que precisamos aprender antes de projetar e realizar medições para o grande experimento G.

Um desafio atual é controlar o ambiente do CMM. Bolsões de ar quente ou frio na sala podem deformar a máquina ou mesmo a peça que está sendo medida. Para garantir que a temperatura seja distribuída uniformemente, o laboratório usa um sistema que empurra o ar do teto para baixo através de ladrilhos ventilados. Mas o Xenos CMM é tão grande que, como um seixo preso em uma mangueira de jardim, restringe este fluxo, impedindo que o ar circule de forma ideal. Lee está explorando várias soluções para amenizar o problema.

O grande experimento G começará nesta primavera e deve ser concluído em dois anos. "Depois disso, planejamos começar a colocar a máquina Xenos em serviço para calibrações, "Lee diz.

Enquanto isso, ele e a equipe da PML continuarão a obter uma maior compreensão dos Xenos para serem capazes de realizar todo o seu potencial.

A equipe diz que levará anos e anos aprendendo as peculiaridades da máquina, fazendo comparações cuidadosas com seus CMMs e outras máquinas de medição de comprimento, e realizar experimentos cuidadosamente executados para poder avaliar as capacidades desta nova máquina. "Foi realmente um grande esforço chegar onde está agora, "Lee diz." E não estou surpreso que demore o mesmo, ou ainda mais, para realmente entender o potencial do CMM. "