Importancia de la perfilometría sin contacto para materiales compuestos

Es crucial minimizar los defectos para que los materiales compuestos sean lo más resistentes posible en aplicaciones de refuerzo. Al tratarse de un material anisótropo, es fundamental que la dirección de la trama sea coherente para mantener la previsibilidad de un alto rendimiento. Los materiales compuestos tienen una de las mayores relaciones resistencia/peso, por lo que en algunos casos son más resistentes que el acero. Es importante limitar la superficie expuesta en los materiales compuestos para minimizar la vulnerabilidad química y los efectos de la expansión térmica. La inspección de superficies por perfilometría es fundamental para controlar la calidad de la producción de materiales compuestos a fin de garantizar un rendimiento sólido durante un largo periodo de servicio.

Nanovea Perfilómetro 3D sin contacto es diferente de otras técnicas de medición de superficies, como las sondas de contacto o la interferometría. Nuestros perfilómetros utilizan el cromatismo axial para medir casi cualquier superficie y la puesta en escena abierta permite muestras de cualquier tamaño sin necesidad de preparación. Durante la medición del perfil de superficie se obtienen mediciones desde nanométricas hasta macrométricas sin influencia alguna de la reflectividad o absorción de la muestra. Nuestros perfilómetros miden fácilmente cualquier material: transparente, opaco, especular, difusivo, pulido y rugoso, con la capacidad avanzada de medir ángulos de superficie elevados sin manipulación de software. La técnica del perfilómetro sin contacto proporciona la capacidad ideal y fácil de usar para maximizar los estudios de superficie de materiales compuestos; junto con las ventajas de la capacidad combinada 2D y 3D.

Objetivo de medición

El perfilómetro Nanovea HS2000L utilizado en esta aplicación midió la superficie de dos tramas de compuestos de fibra de carbono. La rugosidad de la superficie, la longitud de la trama, la isotropía, el análisis fractal y otros parámetros de la superficie se utilizan para caracterizar los compuestos. El área medida se seleccionó aleatoriamente y se asumió que era lo suficientemente grande como para poder comparar los valores de las propiedades mediante el potente software de análisis de superficies de Nanovea.

Resultados y debate

Análisis de superficies

 

 

 

La isotropía muestra la direccionalidad del tejido para determinar los valores esperados de las propiedades. Nuestro estudio muestra cómo el compuesto bidireccional es ~60% isotrópico como se esperaba. Mientras tanto, el composite unidireccional es ~13% isotrópico debido a la fuerte dirección de la trayectoria de una sola fibra.

El tamaño de la trama determina la consistencia del empaquetado y la anchura de las fibras utilizadas en el compuesto. Nuestro estudio demuestra lo fácil que es medir el tamaño de la trama con una precisión de micras para garantizar la calidad de las piezas.

El análisis de la textura de la longitud de onda dominante sugiere que el tamaño del filamento de ambos compuestos es de 4,27 micras de grosor. El análisis de la dimensión fractal de la superficie de la fibra determina la suavidad para averiguar con qué facilidad se fijarán las fibras en una matriz. La dimensión fractal de la fibra unidireccional es mayor que la de la fibra bidireccional, lo que puede afectar al procesamiento de los compuestos.

Conclusión

En esta aplicación, hemos demostrado que el perfilómetro sin contacto Nanovea HS2000L caracteriza con precisión la superficie fibrosa de los materiales compuestos. Distinguimos diferencias entre tipos de tejido de fibra de carbono con parámetros de altura, isotropía, análisis de textura y mediciones de distancia junto con mucho más.

Las mediciones de superficie de nuestros perfilómetros mitigan con precisión y rapidez los daños en los materiales compuestos, lo que disminuye los defectos en las piezas y maximiza la capacidad de los materiales compuestos. La velocidad del perfilómetro 3D de Nanovea oscila entre <1 mm/s y 500 mm/s, por lo que es adecuado tanto para aplicaciones de investigación como para las necesidades de inspección a alta velocidad. El perfilómetro Nanovea es la solución
a cualquier necesidad de medición compuesta.