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AR Categoría: Pruebas de laboratorio
Escaneo de alta velocidad con perfilometría sin contacto
Introducción:
Quick and easy set-up surface measurements save time, effort and are essential for quality control, research and development and production facilities. The Nanovea Non-Contact Profilometer is capable of performing both 3D & 2D surface scans to measure nano to macro scale features on any surface, providing broad range usability.
Medición continua de la curva de Stribeck utilizando un tribómetro de disco con pasador
Introducción:
Cuando se aplica lubricación para reducir el desgaste y la fricción de las superficies en movimiento, el contacto de lubricación en la interfaz puede cambiar de varios regímenes, como la lubricación límite, mixta e hidrodinámica. El espesor de la película de fluido desempeña un papel importante en este proceso, determinado principalmente por la viscosidad del fluido, la carga aplicada en la interfaz y la velocidad relativa entre las dos superficies. La forma en que los regímenes de lubricación reaccionan a la fricción se muestra en lo que se denomina curva de Stribeck [1-4].
En este estudio demostramos por primera vez la capacidad de medir una curva de Stribeck continua. Utilizando el Nanovea Tribómetro Control de velocidad avanzado sin escalonamientos, de 15 000 a 0,01 rpm. En 10 minutos, el software proporciona directamente una curva de Stribeck completa. La sencilla configuración inicial solo requiere que los usuarios seleccionen el modo de rampa exponencial e introduzcan las velocidades inicial y final, en lugar de tener que realizar múltiples pruebas o programar un procedimiento por pasos a diferentes velocidades que requiere la unión de datos para las mediciones convencionales de la curva de Stribeck. Este avance proporciona datos precisos a lo largo de la evaluación del régimen de lubricación y reduce sustancialmente el tiempo y el costo. La prueba muestra un gran potencial para ser utilizada en diferentes aplicaciones de ingeniería industrial.
Rugosidad superficial y características de una célula solar
Importancia de las pruebas de los paneles solares
Maximizar la absorción de energía de una célula solar es clave para la supervivencia de la tecnología como recurso renovable. Las múltiples capas de recubrimiento y protección de vidrio permiten la absorción, transmisión y reflexión de la luz necesaria para que las células fotovoltaicas funcionen. Dado que la mayoría de las células solares de consumo operan con una eficiencia de 15-18%, optimizar su producción de energía es una batalla constante.
Los estudios han demostrado que la rugosidad de la superficie desempeña un papel fundamental en la reflectancia de la luz. La capa inicial de vidrio debe ser lo más lisa posible para mitigar la reflectancia de la luz, pero las capas posteriores no siguen esta pauta. Es necesario un cierto grado de rugosidad en cada interfaz de recubrimiento para aumentar la posibilidad de dispersión de la luz dentro de sus respectivas zonas de agotamiento y aumentar la absorción de luz dentro de la célula. La optimización de la rugosidad de la superficie en estas regiones permite que la célula solar funcione al máximo de su capacidad y, con el sensor de alta velocidad Nanovea HS2000, la medición de la rugosidad de la superficie se puede realizar de forma rápida y precisa.
Objetivo de medición
En este estudio mostraremos las capacidades de Nanovea. Perfilómetro HS2000 con sensor de alta velocidad mediante la medición de la rugosidad superficial y las características geométricas de una célula fotovoltaica. Para esta demostración se medirá una célula solar monocristalina sin protección de vidrio, pero la metodología puede utilizarse para otras aplicaciones.
Procedimiento de ensayo y procedimientos
Se utilizaron los siguientes parámetros de prueba para medir la superficie de la célula solar.
Resultados y debate
A continuación se muestra la vista en falso color 2D de la célula solar y una extracción del área de la superficie con sus respectivos parámetros de altura. Se aplicó un filtro gaussiano a ambas superficies y se utilizó un índice más agresivo para aplanar el área extraída. Esto excluye las formas (o ondulaciones) mayores que el índice de corte, dejando atrás las características que representan la rugosidad de la célula solar.
Se tomó un perfil perpendicular a la orientación de las líneas de la rejilla para medir sus características geométricas, como se muestra a continuación. El ancho, la altura y el paso de las líneas de la rejilla se pueden medir para cualquier ubicación específica de la célula solar.
Conclusión
En este estudio, pudimos demostrar la capacidad del sensor lineal Nanovea HS2000 para medir la rugosidad y las características de la superficie de una célula fotovoltaica monocristalina. Con la capacidad de automatizar mediciones precisas de múltiples muestras y establecer límites de aprobación o rechazo, el sensor lineal Nanovea HS2000 es la opción perfecta para las inspecciones de control de calidad.
Referencia
1 Scholtz, Lubomir. Ladanyi, Libor. Mullerova, Jarmila. “Influencia de la rugosidad de la superficie en las características ópticas de las células solares multicapa“. Advances in Electrical and Electronic Engineering, vol. 12, n.º 6, 2014, pp. 631-638.
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Comparación de gotas lubricantes para los ojos utilizando el tribómetro Nanovea T50
Importancia de probar las soluciones oftálmicas
Las soluciones oftálmicas se utilizan para aliviar los síntomas causados por diversos problemas oculares. Por ejemplo, pueden utilizarse para tratar irritaciones oculares leves (como sequedad y enrojecimiento), retrasar la aparición del glaucoma o tratar infecciones. Las soluciones oftálmicas de venta libre se utilizan principalmente para tratar la sequedad. Su eficacia para lubricar el ojo puede compararse y medirse con una prueba de coeficiente de fricción.
La sequedad ocular puede deberse a una amplia variedad de factores, como la fatiga visual por el uso del ordenador o la exposición a condiciones climáticas extremas al aire libre. Unas buenas gotas lubricantes para los ojos ayudan a mantener y complementar la humedad de la superficie externa de los ojos. Esto alivia las molestias, el ardor, la irritación y el enrojecimiento asociados a la sequedad ocular. Mediante la medición del coeficiente de fricción (COF) de una solución oftálmica, se puede determinar su eficacia lubricante y compararla con otras soluciones.
Objetivo de medición
En este estudio, se midió el coeficiente de fricción (COF) de tres soluciones lubricantes diferentes para gotas oftálmicas utilizando la configuración de pin sobre disco en el tribómetro Nanovea T50.
Procedimiento de ensayo y procedimientos
Se aplicó un pasador esférico de alúmina de 6 mm de diámetro a un portaobjetos de vidrio, utilizando cada solución oftálmica como lubricante entre las dos superficies. Los parámetros de prueba utilizados en todos los experimentos se resumen en la tabla 1 a continuación.
Resultados y debate
Los valores máximos, mínimos y medios del coeficiente de fricción para las tres soluciones oftálmicas diferentes probadas se recogen en la tabla 2 a continuación. Los gráficos del COF frente a las revoluciones para cada solución oftálmica se muestran en las figuras 2-4. El COF durante cada prueba se mantuvo relativamente constante durante la mayor parte de la duración total de la prueba. La muestra A tuvo el COF medio más bajo, lo que indica que tenía las mejores propiedades lubricantes.
Conclusión
En este estudio mostramos la capacidad del tribómetro Nanovea T50 para medir el coeficiente de fricción de tres soluciones oftálmicas. A partir de estos valores, demostramos que la muestra A tenía un coeficiente de fricción más bajo y, por lo tanto, presentaba una mejor lubricación en comparación con las otras dos muestras.
Nanovea Tribómetros ofrece pruebas de desgaste y fricción precisas y repetibles utilizando módulos rotativos y lineales que cumplen con las normas ISO y ASTM. También proporciona módulos opcionales de desgaste a alta temperatura, lubricación y tribocorrosión disponibles en un sistema preintegrado. Esta versatilidad permite a los usuarios simular mejor el entorno de aplicación real y mejorar la comprensión fundamental del mecanismo de desgaste y las características tribológicas de diversos materiales.
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Automatización de múltiples rayaduras en muestras similares utilizando el probador mecánico PB1000
Introducción :
Los recubrimientos se utilizan ampliamente en diversas industrias debido a sus propiedades funcionales. La dureza, la resistencia a la erosión, la baja fricción y la alta resistencia al desgaste de un recubrimiento son solo algunas de las muchas propiedades que hacen que los recubrimientos sean importantes. Un método comúnmente utilizado para cuantificar estas propiedades es la prueba de rayado, que permite una medición repetible de las propiedades adhesivas y/o cohesivas de un recubrimiento. Al comparar las cargas críticas en las que se produce el fallo, se pueden evaluar las propiedades intrínsecas de un recubrimiento.
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¿Desgaste Rotativo o Lineal y COF? (Un estudio exhaustivo con el tribómetro Nanovea)
El desgaste es el proceso de eliminación y deformación de material en una superficie como resultado de la acción mecánica de la superficie opuesta. En él influyen diversos factores, como el deslizamiento unidireccional, la rodadura, la velocidad, la temperatura y muchos otros. El estudio del desgaste, la tribología, abarca muchas disciplinas, desde la física y la química hasta la ingeniería mecánica y la ciencia de los materiales. La compleja naturaleza del desgaste requiere estudios aislados sobre mecanismos o procesos de desgaste específicos, como el desgaste adhesivo, el desgaste abrasivo, la fatiga superficial, el desgaste por rozamiento y el desgaste erosivo. Sin embargo, el "desgaste industrial" suele implicar múltiples mecanismos de desgaste que se producen en sinergia.
Los ensayos de desgaste lineal alternativo y rotativo (clavija sobre disco) son dos configuraciones ampliamente utilizadas de conformidad con ASTM para medir los comportamientos de desgaste por deslizamiento de los materiales. Dado que el valor de la tasa de desgaste de cualquier método de ensayo de desgaste se utiliza a menudo para predecir la clasificación relativa de las combinaciones de materiales, es extremadamente importante confirmar la repetibilidad de la tasa de desgaste medida utilizando diferentes configuraciones de ensayo. Esto permite a los usuarios considerar cuidadosamente el valor de la tasa de desgaste reportado en la literatura, lo cual es crítico para entender las características tribológicas de los materiales.
Caracterización nanomecánica de las constantes elásticas
La capacidad de los resortes para almacenar energía mecánica tiene una larga historia de uso. Desde arcos para cazar hasta cerraduras para puertas, la tecnología de los resortes existe desde hace muchos siglos. Hoy en día dependemos de los resortes, ya sea en colchones, bolígrafos o suspensiones de automóviles, ya que desempeñan un papel fundamental en nuestra vida cotidiana. Con una variedad tan amplia de usos y diseños, es necesario poder cuantificar sus propiedades mecánicas.
Caracterización a alta velocidad de una concha de ostra
Las muestras grandes con geometrías complejas pueden resultar difíciles de manejar debido a su preparación, tamaño, ángulos agudos y curvatura. En este estudio se escaneará una concha de ostra para demostrar la capacidad del sensor lineal Nanovea HS2000 para escanear una muestra biológica grande con una geometría compleja. Aunque en este estudio se ha utilizado una muestra biológica, los mismos conceptos pueden aplicarse a otras muestras.
Herramienta mecánica de selección de mapas Broadview
Todos hemos oído la expresión «el tiempo es oro». Por eso, muchas empresas buscan constantemente métodos para agilizar y mejorar diversos procesos, ya que así se ahorra tiempo. En lo que respecta a las pruebas de indentación, la velocidad, la eficiencia y la precisión se pueden integrar en un proceso de control de calidad o de I+D utilizando uno de nuestros probadores mecánicos Nanovea. En esta nota de aplicación, mostraremos una forma sencilla de ahorrar tiempo con nuestro probador mecánico Nanovea y las funciones del software Broad View Map y Selection Tool.
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Inspección del acabado superficial de los suelos de madera
Importancia del perfilado de los acabados de madera
En diversas industrias, el propósito de un acabado para madera es proteger la superficie de la madera de diversos tipos de daños, como químicos, mecánicos o biológicos, y/o proporcionar una estética visual específica. Tanto para los fabricantes como para los compradores, cuantificar las características superficiales de sus acabados para madera puede ser vital para el control de calidad o la optimización de los procesos de acabado de la madera. En esta aplicación, exploraremos las diversas características superficiales que se pueden cuantificar utilizando un perfilómetro 3D sin contacto Nanovea.
Cuantificar el grado de rugosidad y textura que presenta una superficie de madera puede ser fundamental para garantizar que cumpla con los requisitos de su aplicación. Perfeccionar el proceso de acabado o verificar la calidad de las superficies de madera basándose en un método de inspección cuantificable, repetible y confiable permitiría a los fabricantes crear tratamientos superficiales controlados y a los compradores inspeccionar y seleccionar los materiales de madera que satisfagan sus necesidades.
Objetivo de medición
En este estudio, el Nanovea HS2000 de alta velocidad perfilómetro Equipado con un sensor de perfilado sin contacto, se utilizó para medir y comparar el acabado superficial de tres muestras de pisos: madera noble de abedul antiguo, roble gris cortejo y caoba Santos. Mostramos la capacidad del perfilómetro sin contacto Nanovea para ofrecer velocidad y precisión al medir tres tipos de superficies y realizar un análisis exhaustivo y detallado de los escaneos.
Procedimiento de ensayo y procedimientos
Resultados y debate
Descripción de la muestra: Los pisos de roble gris Courtship y caoba Santos son tipos de pisos laminados. El roble gris Courtship es una muestra de color gris pizarra texturizado y bajo brillo con acabado EIR. La caoba Santos es una muestra de color burdeos oscuro y alto brillo que ha sido preacabada. La madera dura de abedul antiguo tiene un acabado de óxido de aluminio de 7 capas, que proporciona protección contra el desgaste diario.
Madera dura de abedul antiguo
Cortejo Roble gris
Caoba Santos
Debate
Existe una clara distinción entre el valor Sa de todas las muestras. La más lisa fue la madera dura de abedul antiguo, con un valor Sa de 1,716 µm, seguida de la caoba Santos, con un valor Sa de 2,388 µm, y aumentando significativamente para el roble gris Courtship, con un valor Sa de 11,17 µm. Los valores P y R también son valores de rugosidad comunes que se pueden utilizar para evaluar la rugosidad de perfiles específicos a lo largo de la superficie. El roble gris cortejo posee una textura gruesa llena de características similares a grietas a lo largo de la dirección celular y fibrosa de la madera. Se realizó un análisis adicional de la muestra de roble gris cortejo debido a su superficie texturizada. En la muestra de roble gris cortejo, se utilizaron cortes para separar y calcular la profundidad y el volumen de las grietas de la superficie más plana y uniforme.
Conclusión
En esta aplicación, hemos mostrado cómo se puede utilizar el perfilómetro de alta velocidad Nanovea HS2000 para inspeccionar el acabado superficial de muestras de madera de forma eficaz y eficiente. Las mediciones del acabado superficial pueden resultar importantes tanto para los fabricantes como para los consumidores de pisos de madera dura a la hora de comprender cómo pueden mejorar un proceso de fabricación o elegir el producto adecuado que ofrezca el mejor rendimiento para una aplicación específica.
