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CONTÁCTENOS

Categoría: Perfilometría | Volumen y área

 

Cartografía de desgaste progresivo de pavimentos mediante tribómetro

Mapa de desgaste progresivo del suelo

Uso del tribómetro con perfilómetro integrado

Preparado por

FRANK LIU

INTRODUCCIÓN

Los materiales para pisos están diseñados para ser duraderos, pero a menudo sufren desgaste debido a las actividades cotidianas como el movimiento y el uso de muebles. Para garantizar su longevidad, la mayoría de los tipos de pisos tienen una capa protectora contra el desgaste que resiste los daños. Sin embargo, el espesor y la durabilidad de la capa de uso varían según el tipo de piso y el nivel de tránsito peatonal. Además, las diferentes capas dentro de la estructura del piso, como los recubrimientos UV, las capas decorativas y el vidriado, tienen diferentes índices de desgaste. Ahí es donde entra en juego el mapeo de desgaste progresivo. Usando el tribómetro NANOVEA T2000 con un Perfilómetro 3D sin contacto, se puede realizar un seguimiento y análisis precisos del rendimiento y la longevidad de los materiales para pisos. Al proporcionar información detallada sobre el comportamiento de desgaste de diversos materiales para pisos, los científicos y profesionales técnicos pueden tomar decisiones más informadas al seleccionar y diseñar nuevos sistemas de pisos.

IMPORTANCIA DE LA CARTOGRAFÍA DEL DESGASTE PROGRESIVO DE LOS PANELES DE SUELO

Los ensayos de suelos se han centrado tradicionalmente en la tasa de desgaste de una muestra para determinar su durabilidad frente al desgaste. Sin embargo, el mapeo progresivo del desgaste permite analizar la tasa de desgaste de la muestra a lo largo de la prueba, lo que proporciona información valiosa sobre su comportamiento frente al desgaste. Este análisis en profundidad permite establecer correlaciones entre los datos de fricción y la tasa de desgaste, lo que puede identificar las causas fundamentales del desgaste. Cabe señalar que las tasas de desgaste no son constantes a lo largo de las pruebas de desgaste. Por lo tanto, la observación de la progresión del desgaste proporciona una evaluación más precisa del desgaste de la muestra. Más allá de los métodos de ensayo tradicionales, la adopción de la cartografía de desgaste progresivo ha contribuido a importantes avances en el campo de los ensayos de suelos.

El tribómetro NANOVEA T2000 con un perfilómetro 3D sin contacto integrado es una solución innovadora para pruebas de desgaste y mediciones de pérdida de volumen. Su capacidad para moverse con precisión entre el pasador y el perfilómetro garantiza la confiabilidad de los resultados al eliminar cualquier desviación en el radio o la ubicación de la pista de desgaste. Pero eso no es todo: las capacidades avanzadas del perfilómetro 3D sin contacto permiten mediciones de superficie a alta velocidad, lo que reduce el tiempo de escaneo a apenas unos segundos. Con capacidad de aplicar cargas de hasta 2.000 N y alcanzar velocidades de hilado de hasta 5.000 rpm, la NANOVEA T2000 Tribómetro ofrece versatilidad y precisión en el proceso de evaluación. Está claro que este equipo desempeña un papel vital en el mapeo del desgaste progresivo.

 

FIGURA 1: Montaje de la muestra antes de la prueba de desgaste (izquierda) y perfilometría de la huella de desgaste tras la prueba de desgaste (derecha).

OBJETIVO DE MEDICIÓN

Se realizaron pruebas de mapeo de desgaste progresivo en dos tipos de materiales para suelos: piedra y madera. Cada muestra se sometió a un total de 7 ciclos de prueba, con duraciones de prueba crecientes de 2, 4, 8, 20, 40, 60 y 120 s, lo que permitió comparar el desgaste a lo largo del tiempo. Después de cada ciclo de prueba, se perfiló la pista de desgaste utilizando el perfilómetro sin contacto NANOVEA 3D. A partir de los datos recogidos por el perfilómetro, se puede analizar el volumen del agujero y la tasa de desgaste utilizando las funciones integradas en el software NANOVEA Tribometer o nuestro software de análisis de superficies, Mountains.

NANOVEA

T2000

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tribómetro
muestras de ensayo de cartografía de desgaste madera y piedra

 LAS MUESTRAS 

PARÁMETROS DE LA PRUEBA DE CARTOGRAFÍA DE DESGASTE

CARGA40 N
DURACIÓN DE LA PRUEBAvaría
VELOCIDAD200 rpm
RADIUS10 mm
DISTANCIAvaría
MATERIAL DE LA BOLACarburo de tungsteno
DIÁMETRO DE LA BOLA10 mm

La duración de la prueba utilizada en los 7 ciclos fue 2, 4, 8, 20, 40, 60 y 120 segundosrespectivamente. Las distancias recorridas fueron 0,40, 0,81, 1,66, 4,16, 8,36, 12,55 y 25,11 metros.

RESULTADOS DE LA CARTOGRAFÍA DEL DESGASTE

SUELOS DE MADERA

Ciclo de pruebasCOF máximoMín COFAvg. COF
10.3350.1240.275
20.3370.2070.295
30.3800.2290.329
40.3930.2650.354
50.3520.2050.314
60.3450.1990.312
70.3150.2110.293

 

ORIENTACIÓN RADIAL

Ciclo de pruebasPérdida de volumen total (µm3Distancia total
Recorrido (m)		Rango de Desgaste
(mm/Nm) x10-5		Índice de desgaste instantáneo
(mm/Nm) x10-5
12962476870.401833.7461833.746
23552452271.221093.260181.5637
35963713262.88898.242363.1791
48837477677.04530.629172.5496
5120717995115.40360.88996.69074
6147274531827.95293.32952.89311
7185131921053.06184.34337.69599
índice de desgaste progresivo de la madera frente a la distancia total

FIGURA 2: Índice de desgaste frente a la distancia total recorrida (izquierda)
e índice de desgaste instantáneo frente al ciclo de prueba (derecha) para suelos de madera.

cartografía del desgaste progresivo del suelo de madera

FIGURA 3: Gráfico COF y vista 3D de la huella de desgaste de la prueba #7 en suelo de madera.

mapa de desgaste perfil extraído

FIGURA 4: Análisis transversal de la pista de desgaste de madera del ensayo #7

mapeo progresivo del desgaste análisis de volumen y área

FIGURA 5: Análisis de volumen y área de la huella de desgaste en la muestra de madera Ensayo #7.

Para conocer todos los resultados, haga clic aquí.

RESULTADOS DE LA CARTOGRAFÍA DEL DESGASTE

SUELO DE PIEDRA

Ciclo de pruebasCOF máximoMín COFAvg. COF
10.2490.0350.186
20.3490.1970.275
30.2940.1540.221
40.5030.1240.273
50.5480.1060.390
60.5100.1290.434
70.5270.1810.472

 

ORIENTACIÓN RADIAL

Ciclo de pruebasPérdida de volumen total (µm3Distancia total
Recorrido (m)		Rango de Desgaste
(mm/Nm) x10-5		Índice de desgaste instantáneo
(mm/Nm) x10-5
1962788460.40595.957595.9573
28042897311.222475.1852178.889
313161478552.881982.355770.9501
431365302157.041883.2691093.013
51082173218015.403235.1802297.508
62017496034327.954018.2821862.899
74251206342053.064233.0812224.187
índice de desgaste de los suelos de piedra en función de la distancia
tabla de desgaste instantáneo de los suelos de piedra

FIGURA 6: Índice de desgaste frente a la distancia total recorrida (izquierda)
e índice de desgaste instantáneo frente al ciclo de ensayo (derecha) para suelos de piedra.

suelo de piedra 3d perfil de la pista de desgaste

FIGURA 7: Gráfico COF y vista 3D de la huella de desgaste de la prueba #7 sobre pavimento de piedra.

suelo de piedra mapeo de desgaste progresivo perfil extraído
suelo de piedra perfil extraído profundidad y altura máximas área del agujero y pico

FIGURA 8: Análisis transversal de la huella de desgaste de piedra de la prueba #7.

análisis volumétrico de la cartografía de desgaste progresivo de los suelos de madera

FIGURA 9: Análisis de volumen y área de la huella de desgaste en la muestra de piedra de ensayo #7.


Para conocer todos los resultados, haga clic aquí.

DEBATE

El índice de desgaste instantáneo se calcula con la siguiente ecuación:
fórmula de desgaste progresivo del suelo

Donde V es el volumen de un agujero, N es la carga y X es la distancia total, esta ecuación describe la tasa de desgaste entre ciclos de prueba. La tasa de desgaste instantánea puede utilizarse para identificar mejor los cambios en la tasa de desgaste a lo largo de la prueba.

Ambas muestras tienen comportamientos de desgaste muy diferentes. Con el tiempo, el suelo de madera comienza con un índice de desgaste elevado, pero desciende rápidamente a un valor más pequeño y constante. En el caso del suelo de piedra, el índice de desgaste parece comenzar con un valor bajo y tiende a aumentar con el paso de los ciclos. El índice de desgaste instantáneo también muestra poca consistencia. La razón específica de esta diferencia no es segura, pero puede deberse a la estructura de las muestras. El suelo de piedra parece estar formado por partículas sueltas similares al grano, que se desgastarían de forma diferente en comparación con la estructura compacta de la madera. Sería necesario realizar más pruebas e investigaciones para determinar la causa de este comportamiento de desgaste.

Los datos del coeficiente de fricción (COF) parecen concordar con el comportamiento de desgaste observado. El gráfico del COF para el suelo de madera parece consistente a lo largo de los ciclos, complementando su tasa de desgaste constante. En el caso de los suelos de piedra, el COF medio aumenta a lo largo de los ciclos, de forma similar a como lo hace la tasa de desgaste. También hay cambios aparentes en la forma de los gráficos de fricción, lo que sugiere cambios en la forma en que la bola interactúa con la muestra de piedra. Esto es más evidente en los ciclos 2 y 4.

CONCLUSIÓN

El Tribómetro NANOVEA T2000 muestra su capacidad para realizar un mapeo de desgaste progresivo analizando la tasa de desgaste entre dos muestras de pavimento diferentes. Detener el ensayo de desgaste continuo y escanear la superficie con el perfilómetro sin contacto NANOVEA 3D proporciona información valiosa sobre el comportamiento de desgaste del material a lo largo del tiempo.

El Tribómetro NANOVEA T2000 con el perfilómetro 3D sin contacto integrado proporciona una amplia variedad de datos, incluyendo datos COF (Coeficiente de Fricción), mediciones de superficie, lecturas de profundidad, visualización de superficie, pérdida de volumen, tasa de desgaste y más. Este amplio conjunto de información permite a los usuarios obtener una comprensión más profunda de las interacciones entre el sistema y la muestra. Con su carga controlada, alta precisión, facilidad de uso, alta carga, amplio rango de velocidad y módulos ambientales adicionales, el tribómetro NANOVEA T2000 lleva la tribología al siguiente nivel.

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Inspección de mapas de rugosidad mediante perfilometría 3D

INSPECCIÓN CARTOGRÁFICA DE LA RUGOSIDAD

UTILIZANDO LA PERFILOMETRÍA 3D

Preparado por

DUANJIE, PhD

INTRODUCCIÓN

La rugosidad y la textura de la superficie son factores críticos que influyen en la calidad final y el rendimiento de un producto. Un conocimiento profundo de la rugosidad, la textura y la consistencia de la superficie es esencial para seleccionar las mejores medidas de procesamiento y control. La inspección en línea rápida, cuantificable y fiable de las superficies de los productos es necesaria para identificar a tiempo los productos defectuosos y optimizar las condiciones de la línea de producción.

IMPORTANCIA DEL PERFILOMETRO 3D SIN CONTACTO PARA LA INSPECCION EN LINEA DE SUPERFICIES

Los defectos superficiales en los productos resultan del procesamiento de materiales y la fabricación del producto. La inspección de calidad de la superficie en línea garantiza el control de calidad más estricto de los productos finales. NANOVEA Perfiladores ópticos 3D sin contacto Utilice la tecnología Chromatic Light con una capacidad única para determinar la rugosidad de una muestra sin contacto. El sensor de línea permite escanear el perfil 3D de una gran superficie a alta velocidad. El umbral de rugosidad, calculado en tiempo real por el software de análisis, sirve como una herramienta de aprobación/rechazo rápida y confiable.

OBJETIVO DE MEDICIÓN

En este estudio, el NANOVEA ST400 equipado con un sensor de alta velocidad se utiliza para inspeccionar la superficie de una muestra de Teflon con defecto para mostrar la capacidad de NANOVEA

Profilómetros sin contacto en proporcionar una inspección de superficies rápida y fiable en una línea de producción.

NANOVEA

ST400

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RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Análisis tridimensional de la superficie del Rugosidad Muestra estándar

La superficie de un patrón de rugosidad se escaneó utilizando un NANOVEA ST400 equipado con un sensor de alta velocidad que genera una línea brillante de 192 puntos, como se muestra en la FIGURA 1. Estos 192 puntos escanean la superficie de la muestra al mismo tiempo, lo que conlleva un aumento significativo de la velocidad de escaneado.

La FIGURA 2 muestra vistas en falso color del Mapa de Altura de la Superficie y del Mapa de Distribución de la Rugosidad de la Muestra Estándar de Rugosidad. En la FIGURA 2a, el Estándar de Rugosidad exhibe una superficie ligeramente inclinada como se representa por el gradiente de color variado en cada uno de los bloques de rugosidad estándar. En la FIGURA 2b, se muestra una distribución homogénea de la rugosidad en differentes bloques de rugosidad, cuyo color representa la rugosidad en los bloques.

La FIGURA 3 muestra ejemplos de los mapas de aprobado/no aprobado generados por el software de análisis en función de diferentes umbrales de rugosidad. Los bloques de rugosidad se resaltan en rojo cuando su rugosidad superficial está por encima de un determinado valor umbral establecido. Esto proporciona una herramienta para que el usuario establezca un umbral de rugosidad para determinar la calidad del acabado superficial de una muestra.

FIGURA 1: Barrido del sensor óptico de líneas en la muestra del patrón de rugosidad

a. Mapa de altura de la superficie:

b. Mapa de rugosidad:

FIGURA 2: Vistas en falso color del Mapa de Altura de Superficie y del Mapa de Distribución de Rugosidad de la Muestra Estándar de Rugosidad.

FIGURA 3: Mapa Pasa/Falla basado en el Umbral de Rugosidad.

Inspección superficial de una muestra de Teflon con defectos

En la FIGURA 4 se muestran el mapa de altura de la superficie, el mapa de distribución de la rugosidad y el mapa de umbral de rugosidad Pasa/Falla de la superficie de la muestra de Teflon. La muestra de Teflon presenta una cresta en el centro derecho de la muestra, como se muestra en el mapa de altura de la superficie.

a. Mapa de altura de la superficie:

Los differentes colores en la paleta de la FIGURA 4b representan el valor de rugosidad en la superficie local. El mapa de rugosidad muestra una rugosidad homogénea en la zona intacta de la muestra de Teflon. Sin embargo, los defectos, en las formas de un anillo indentado y una cicatriz de desgaste se destacan en color brillante. El usuario puede configurar fácilmente un umbral de rugosidad Pasa/Falla para localizar los defectos superficiales, como se muestra en la FIGURA 4c. Esta herramienta permite a los usuarios controlar in situ la calidad de la superficie del producto en la línea de producción y descubrir a tiempo los productos defectuosos. El valor de rugosidad en tiempo real se calcula y registra a medida que los productos pasan por el sensor óptico en línea, lo que puede servir como una herramienta rápida pero fiable para el control de calidad.

b. Mapa de rugosidad:

c. Mapa de umbrales de rugosidad Pasa/Falla:

FIGURA 4: Mapa de altura de la superficie, mapa de distribución de la rugosidad y Mapa de umbral de rugosidad Pasa/Falla de la superficie de la muestra de Teflon.

CONCLUSIÓN

En esta aplicación, hemos demostrado cómo el perfilador óptico sin contacto 3D NANOVEA ST400 equipado con un sensor óptico de línea funciona como una herramienta de control de calidad fiable de manera eficaz y eficiente.

El sensor óptico de línea genera una línea brillante de 192 puntos que escanean la superficie de la muestra al mismo tiempo, lo que aumenta significativamente la velocidad de escaneado. Puede instalarse en la línea de producción para controlar in situ la rugosidad de la superficie de los productos. El umbral de rugosidad funciona como un criterio fiable para determinar la calidad de la superficie de los productos, lo que permite a los usuarios detectar a tiempo los productos defectuosos.

Los datos mostrados aquí representan sólo una parte de los cálculos disponibles en el software de análisis. Los perfilómetros NANOVEA miden prácticamente cualquier superficie en campos como los semiconductores, la microelectrónica, la energía solar, la fibra óptica, la automoción, la industria aeroespacial, la metalurgia, el mecanizado, los revestimientos, la industria farmacéutica, la biomedicina, el medio ambiente y muchos otros.

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Inspección de la superficie de la soldadura con un perfilómetro 3D portátil

Inspección de superficie WELd

utilizando un perfilómetro 3d portátil

Preparado por

CRAIG LEISING

INTRODUCCIÓN

Puede llegar a ser crítico que una soldadura en particular, que normalmente se realiza mediante inspección visual, se investigue con un nivel de precisión extremo. Las áreas específicas de interés para un análisis preciso incluyen las grietas superficiales, la porosidad y los cráteres sin rellenar, independientemente de los procedimientos de inspección posteriores. Las características de la soldadura, como la dimensión/forma, el volumen, la rugosidad, el tamaño, etc., pueden medirse para una evaluación crítica.

IMPORTANCIA DEL PERFILÓMETRO 3D SIN CONTACTO PARA LA INSPECCIÓN DE LA SUPERFICIE DE LA SOLDADURA

A diferencia de otras técnicas como las sondas táctiles o la interferometría, la NANOVEA Perfilómetro 3D sin contacto, utilizando cromatismo axial, puede medir casi cualquier superficie, los tamaños de las muestras pueden variar ampliamente debido a la estadificación abierta y no es necesaria ninguna preparación de la muestra. El rango nano a macro se obtiene durante la medición del perfil de la superficie sin influencia de la reflectividad o absorción de la muestra, tiene una capacidad avanzada para medir ángulos de superficie altos y no hay manipulación de los resultados por software. Mida fácilmente cualquier material: transparente, opaco, especular, difuso, pulido, rugoso, etc. Las capacidades 2D y 2D de los perfilómetros portátiles NANOVEA los convierten en instrumentos ideales para una inspección completa de la superficie de soldadura tanto en el laboratorio como en el campo.

OBJETIVO DE MEDICIÓN

En esta aplicación, el perfilador portátil NANOVEA JR25 se utiliza para medir la rugosidad de la superficie, la forma y el volumen de una soldadura, así como el área circundante. Esta información puede proporcionar información crítica para investigar adecuadamente la calidad de la soldadura y el proceso de soldadura.

NANOVEA

JR25

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RESULTADOS DE LAS PRUEBAS

La imagen siguiente muestra la vista completa en 3D de la soldadura y la zona circundante junto con los parámetros de la superficie de la soldadura únicamente. A continuación se muestra el perfil de la sección transversal en 2D.

la muestra

Con el perfil de la sección transversal 2D anterior eliminado del 3D, la información dimensional de la soldadura se calcula a continuación. Superficie y volumen de material calculado para la soldadura sólo a continuación.

 AGUJEROPEAK
SUPERFICIE1,01 mm214,0 mm2
VOLUMEN8,799e-5 mm323,27 mm3
PROFUNDIDAD/ALTURA MÁXIMA0,0276 mm0,6195 mm
PROFUNDIDAD/ALTURA MEDIA 0,004024 mm 0,2298 mm

CONCLUSIÓN

En esta aplicación, hemos mostrado cómo el perfilador sin contacto NANOVEA 3D puede caracterizar con precisión las características críticas de una soldadura y la superficie circundante. A partir de la rugosidad, las dimensiones y el volumen, se puede determinar un método cuantitativo para la calidad y la repetibilidad y o investigar más a fondo. Las soldaduras de muestra, como el ejemplo de esta nota de aplicación, pueden analizarse fácilmente, con un NANOVEA Profiler estándar de sobremesa o portátil para pruebas internas o de campo

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Análisis de la fractografía mediante perfilometría 3D

ANÁLISIS DE LA FRACTOGRAFÍA

UTILIZANDO LA PERFILOMETRÍA 3D

Preparado por

CRAIG LEISING

INTRODUCCIÓN

La fractografía es el estudio de las características de las superficies fracturadas e históricamente se ha investigado mediante microscopio o SEM. Dependiendo del tamaño de la característica, se selecciona un microscopio (macro características) o SEM (nano y micro características) para el análisis de la superficie. Ambos permiten en última instancia la identificación del tipo de mecanismo de fractura. Aunque eficaz, el microscopio tiene limitaciones claras y el SEM en la mayoría de los casos, aparte del análisis a nivel atómico, no es práctico para medir la superficie de fracturas y carece de una capacidad de uso más amplia. Con avances en la tecnología de medición óptica, NANOVEA Perfilómetro 3D sin contacto ahora se considera el instrumento preferido, con su capacidad de proporcionar mediciones de superficies en 2D y 3D desde nano hasta macroescala.

IMPORTANCIA DEL PERFILÓMETRO 3D SIN CONTACTO PARA LA INSPECCIÓN DE FRACTURAS

A diferencia de un SEM, un perfilómetro 3D sin contacto puede medir casi cualquier superficie y tamaño de muestra, con una preparación mínima de la muestra, a la vez que ofrece unas dimensiones verticales/horizontales superiores a las de un SEM. Con un perfilómetro, las características de rango nano a macro se capturan en una sola medición con cero influencia de la reflectividad de la muestra. Mide fácilmente cualquier material: transparente, opaco, especular, difusivo, pulido, rugoso, etc. El perfilómetro 3D sin contacto proporciona una capacidad amplia y fácil de usar para maximizar los estudios de fractura de superficies a una fracción del coste de un SEM.

OBJETIVO DE MEDICIÓN

En esta aplicación, el NANOVEA ST400 se utiliza para medir la superficie fracturada de una muestra de acero. En este estudio, mostraremos un área 3D, extracción de perfil 2D y mapa direccional de la superficie.

NANOVEA

ST400

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RESULTADOS

SUPERFICIE SUPERIOR

Dirección de la textura de la superficie 3D

Isotropía51.26%
Primera dirección123.2º
Segunda dirección116.3º
Tercera dirección0.1725º

La superficie, el volumen, la rugosidad y muchos otros pueden calcularse automáticamente a partir de esta extracción.

Extracción de perfiles 2D

RESULTADOS

SUPERFICIE LATERAL

Dirección de la textura de la superficie 3D

Isotropía15.55%
Primera dirección0.1617º
Segunda dirección110.5º
Tercera dirección171.5º

La superficie, el volumen, la rugosidad y muchos otros pueden calcularse automáticamente a partir de esta extracción.

Extracción de perfiles 2D

CONCLUSIÓN

En esta aplicación, hemos mostrado cómo el perfilómetro 3D sin contacto NANOVEA ST400 puede caracterizar con precisión la topografía completa (características nano, micro y macro) de una superficie fracturada. A partir del área 3D, la superficie puede ser claramente identificada y las subáreas o perfiles/secciones transversales pueden ser rápidamente extraídas y analizadas con una lista interminable de cálculos de superficie. Las características subnano de la superficie pueden analizarse aún más con un módulo AFM integrado.

Además, NANOVEA ha incluido una versión portátil a su línea de perfilómetros, especialmente crítica para los estudios de campo en los que la superficie de la fractura es inamovible. Con esta amplia lista de capacidades de medición de superficies, el análisis de la superficie de la fractura nunca ha sido más fácil y conveniente con un solo instrumento.

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Rendimiento de la abrasión del papel de lija mediante un tribómetro

RENDIMIENTO DE LA ABRASIÓN DEL PAPEL DE LIJA

UTILIZANDO UN TRIBÓMETRO

Preparado por

DUANJIE LI, PhD

INTRODUCCIÓN

El papel de lija está formado por partículas abrasivas pegadas a una cara de un papel o tela. Se pueden utilizar diversos materiales abrasivos para las partículas, como granate, carburo de silicio, óxido de aluminio y diamante. El papel de lija se aplica ampliamente en diversos sectores industriales para crear acabados superficiales específicos en madera, metal y paneles de yeso. Suelen trabajar en contacto con alta presión aplicada con herramientas manuales o eléctricas.

IMPORTANCIA DE EVALUAR EL RENDIMIENTO DE LA ABRASIÓN DEL PAPEL DE LIJA

La eficacia del papel de lija suele estar determinada por su rendimiento de abrasión en diferentes condiciones. El tamaño de grano, es decir, el tamaño de las partículas abrasivas incrustadas en la lija, determina la velocidad de desgaste y el tamaño de los arañazos del material lijado. Las lijas de mayor número de grano tienen partículas más pequeñas, por lo que la velocidad de lijado es menor y el acabado de la superficie es más fino. Las lijas con el mismo número de grano pero fabricadas con materiales diferentes pueden tener comportamientos distintos en condiciones secas o húmedas. Se necesitan evaluaciones tribológicas fiables para garantizar que las lijas fabricadas tienen el comportamiento abrasivo deseado. Estas evaluaciones permiten a los usuarios comparar cuantitativamente los comportamientos de desgaste de diferentes tipos de lijas de forma controlada y supervisada, con el fin de seleccionar el mejor candidato para la aplicación prevista.

Tribómetro Neumático de Alta Carga

OBJETIVO DE MEDICIÓN

En este estudio, mostramos la capacidad del Tribómetro NANOVEA para evaluar cuantitativamente el rendimiento de la abrasión de varias muestras de papel de lija en condiciones secas y húmedas.

NANOVEA

T2000

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PROCEDIMIENTOS DE PRUEBA

El tribómetro NANOVEA T100 evaluó el coeficiente de fricción (COF) y el rendimiento de abrasión de dos tipos de papeles de lija. Como contramaterial se utilizó una bola de acero inoxidable 440. Las cicatrices del desgaste de la pelota se examinaron después de cada prueba de desgaste utilizando NANOVEA. Perfilador óptico 3D sin contacto para garantizar mediciones precisas de la pérdida de volumen.

Tenga en cuenta que se eligió una bola de acero inoxidable 440 como contra material para crear un estudio comparativo, pero cualquier material sólido podría ser sustituido para simular una condición de aplicación diferente.

RESULTADOS DE LAS PRUEBAS Y DISCUSIÓN

La FIGURA 1 muestra una comparación del COF del papel de lija 1 y 2 en condiciones ambientales secas y húmedas. El papel de lija 1, en condiciones secas, muestra un COF de 0,4 al principio de la prueba, que disminuye progresivamente y se estabiliza en 0,3. En condiciones húmedas, esta muestra presenta un COF medio inferior, de 0,27. En cambio, los resultados del COF de la muestra 2 muestran un COF en seco de 0,27 y un COF en húmedo de ~ 0,37. 

Obsérvese que la oscilación en los datos de todos los gráficos de COF fue causada por las vibraciones generadas por el movimiento de deslizamiento de la bola contra las superficies rugosas del papel de lija.

FIGURA 1: Evolución del COF durante las pruebas de desgaste.

La FIGURA 2 resume los resultados del análisis de las cicatrices de desgaste. Las cicatrices de desgaste se midieron utilizando un microscopio óptico y un perfilador óptico sin contacto NANOVEA 3D. La FIGURA 3 y la FIGURA 4 comparan las cicatrices de desgaste de las bolas SS440 desgastadas después de las pruebas de desgaste en el papel de lija 1 y 2 (condiciones húmedas y secas). Como se muestra en la FIGURA 4, el Perfilador Óptico NANOVEA captura con precisión la topografía de la superficie de las cuatro bolas y sus respectivas huellas de desgaste, que luego fueron procesadas con el software de Análisis Avanzado NANOVEA Mountains para calcular la pérdida de volumen y la tasa de desgaste. En la imagen del microscopio y del perfil de la bola se puede observar que la bola utilizada para la prueba del papel de lija 1 (en seco) presentaba una cicatriz de desgaste aplanada más grande en comparación con las demás, con una pérdida de volumen de 0,313 mm3. En cambio, la pérdida de volumen del papel de lija 1 (húmedo) fue de 0,131 mm3. Para el papel de lija 2 (seco) la pérdida de volumen fue de 0,163 mm3 y para el papel de lija 2 (húmedo) la pérdida de volumen aumentó a 0,237 mm3.

Además, es interesante observar que el COF desempeñó un papel importante en el rendimiento de abrasión de las lijas. El papel de lija 1 mostró un mayor COF en seco, lo que dio lugar a un mayor índice de abrasión de la bola SS440 utilizada en la prueba. En comparación, el mayor COF del papel de lija 2 en condiciones húmedas dio lugar a un mayor índice de abrasión. Las huellas de desgaste de las lijas tras las mediciones se muestran en la FIGURA 5.

Tanto el papel de lija 1 como el 2 afirman funcionar en ambientes secos y húmedos. Sin embargo, exhibieron un rendimiento de abrasión significativamente diferente en condiciones secas y húmedas. NANOVEA tribómetros Proporcionar capacidades de evaluación de desgaste confiables, cuantificables y bien controladas que garanticen evaluaciones de desgaste reproducibles. Además, la capacidad de medición de COF in situ permite a los usuarios correlacionar diferentes etapas de un proceso de desgaste con la evolución de COF, lo cual es fundamental para mejorar la comprensión fundamental del mecanismo de desgaste y las características tribológicas del papel de lija.

FIGURA 2: Volumen de la cicatriz de desgaste de las bolas y promedio del COF en diferentes condiciones.

FIGURA 3: Las cicatrices de las bolas después de las pruebas.

FIGURA 4: Morfología 3D de las cicatrices de desgaste en las bolas.

FIGURA 5: Huellas de desgaste en las lijas bajo diferentes condiciones.

CONCLUSIÓN

En este estudio se evaluó el rendimiento de abrasión de dos tipos de lijas del mismo número de grano en condiciones secas y húmedas. Las condiciones de servicio de la lija desempeñan un papel fundamental en la eficacia del rendimiento de trabajo. La lija 1 tuvo un comportamiento de abrasión significativamente mejor en condiciones secas, mientras que la lija 2 se comportó mejor en condiciones húmedas. La fricción durante el proceso de lijado es un factor importante a tener en cuenta a la hora de evaluar el rendimiento de la abrasión. El perfilador óptico NANOVEA mide con precisión la morfología 3D de cualquier superficie, como las cicatrices de desgaste en una bola, asegurando una evaluación fiable sobre el rendimiento de la abrasión del papel de lija en este estudio. El Tribómetro NANOVEA mide el coeficiente de fricción in situ durante una prueba de desgaste, proporcionando una visión de las diferentes etapas de un proceso de desgaste. También ofrece pruebas de desgaste y fricción repetibles utilizando modos rotativos y lineales que cumplen con las normas ISO y ASTM, con módulos opcionales de desgaste y lubricación a alta temperatura disponibles en un sistema preintegrado. Esta gama inigualable permite a los usuarios simular diferentes entornos de trabajo severos de los rodamientos de bolas, incluyendo alta tensión, desgaste y alta temperatura, etc. También proporciona una herramienta ideal para evaluar cuantitativamente los comportamientos tribológicos de los materiales superiores resistentes al desgaste bajo altas cargas.

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Acabado de la superficie de cuero procesado mediante perfilometría 3D

CUERO PROCESADO

ACABADO SUPERFICIAL MEDIANTE PERFILOMETRÍA 3D

Preparado por

CRAIG LEISING

INTRODUCCIÓN

Una vez completado el proceso de curtido de la piel, la superficie del cuero puede someterse a varios procesos de acabado para conseguir una gran variedad de aspectos y tacto. Estos procesos mecánicos pueden incluir el estiramiento, el pulido, el lijado, el repujado, el recubrimiento, etc. Dependiendo del uso final de la piel, algunos pueden requerir un proceso más preciso, controlado y repetible.

IMPORTANCIA DE LA INSPECCIÓN POR PERFILOMETRÍA PARA EL I+D Y EL CONTROL DE CALIDAD

Debido a la gran variación y poca fiabilidad de los métodos de inspección visual, las herramientas capaces de cuantificar con precisión las características de micro y nanoescala pueden mejorar los procesos de acabado del cuero. Comprender el acabado de la superficie del cuero en un sentido cuantificable puede conducir a una mejor selección del procesamiento de la superficie basada en datos para lograr resultados óptimos de acabado. NANOVEA 3D sin contacto Perfilómetros utilizan tecnología confocal cromática para medir superficies de cuero acabadas y ofrecen la mayor repetibilidad y precisión del mercado. Donde otras técnicas no consiguen proporcionar datos fiables, debido al contacto de la sonda, la variación de la superficie, el ángulo, la absorción o la reflectividad, los perfilómetros NANOVEA lo consiguen.

OBJETIVO DE MEDICIÓN

En esta aplicación, el NANOVEA ST400 se utiliza para medir y comparar el acabado de la superficie de dos muestras de cuero diferentes pero estrechamente procesadas. Varios parámetros de la superficie se calculan automáticamente a partir del perfil de la superficie.

Aquí nos centraremos en la rugosidad de la superficie, la profundidad del hoyuelo, el paso del hoyuelo y el diámetro del hoyuelo para la evaluación comparativa.

NANOVEA

ST400

CONOCE MAS

RESULTADOS: MUESTRA 1

ISO 25178

PARÁMETROS DE ALTURA

OTROS PARÁMETROS 3D

RESULTADOS: MUESTRA 2

ISO 25178

PARÁMETROS DE ALTURA

OTROS PARÁMETROS 3D

COMPARATIVA DE PROFUNDIDAD

Distribución de la profundidad de cada muestra.
Se observó un gran número de hoyuelos profundos en MUESTRA 1.

COMPARATIVO DE TONOS

Paso entre hoyos en MUESTRA 1 es ligeramente menor
que MUESTRA 2pero ambos tienen una distribución similar

 DIÁMETRO MEDIO COMPARATIVO

Distribuciones similares del diámetro medio de los hoyuelos,
con MUESTRA 1 mostrando diámetros medios ligeramente menores en promedio.

CONCLUSIÓN

En esta aplicación, hemos demostrado cómo el perfilómetro 3D NANOVEA ST400 puede caracterizar con precisión el acabado de la superficie del cuero procesado. En este estudio, tener la capacidad de medir la rugosidad de la superficie, la profundidad de los hoyuelos, el paso de los hoyuelos y el diámetro de los hoyuelos nos permitió cuantificar las diferencias entre el acabado y la calidad de las dos muestras que pueden no ser evidentes mediante una inspección visual.

En general, no hay diferencias visibles en el aspecto de los escaneos 3D entre la MUESTRA 1 y la MUESTRA 2. Sin embargo, en el análisis estadístico hay una clara distinción entre las dos muestras. La MUESTRA 1 contiene una mayor cantidad de hoyuelos con diámetros más pequeños, mayores profundidades y menor paso entre hoyuelos en comparación con la MUESTRA 2.

Tenga en cuenta que hay estudios adicionales disponibles. Las áreas especiales de interés podrían haber sido analizadas más a fondo con un módulo integrado de AFM o Microscopio. Las velocidades del perfilómetro 3D NANOVEA van desde 20 mm/s hasta 1 m/s para que el laboratorio o la investigación satisfagan las necesidades de inspección de alta velocidad; puede construirse con tamaños, velocidades, capacidades de escaneo personalizados, cumplimiento de la clase 1 de sala limpia, transportador de indexación o para la integración en línea o en línea.

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Pruebas de desgaste del pistón

Pruebas de desgaste del pistón

Uso de un tribómetro

Preparado por

FRANK LIU

INTRODUCCIÓN

Las pérdidas por fricción representan aproximadamente 10% de la energía total del combustible para un motor diesel[1]. 40-55% de la pérdida por fricción proviene del sistema de cilindros de potencia. La pérdida de energía por fricción puede disminuirse con una mejor comprensión de las interacciones tribológicas que se producen en el sistema de cilindros de potencia.

Una parte importante de las pérdidas por fricción en el sistema de cilindros de potencia proviene del contacto entre la falda del pistón y la camisa del cilindro. La interacción entre la falda del pistón, el lubricante y las interfaces del cilindro es bastante compleja debido a los constantes cambios de fuerza, temperatura y velocidad en un motor de la vida real. La optimización de cada factor es clave para obtener un rendimiento óptimo del motor. Este estudio se centrará en reproducir los mecanismos que causan las fuerzas de fricción y el desgaste en las interfaces falda del pistón-lubricante-carcasa del cilindro (P-L-C).

 Esquema del sistema de cilindros de potencia y de las interfaces entre la falda del pistón y la camisa del cilindro.

[1] Bai, Dongfang. Modelización de la lubricación de la falda del pistón en motores de combustión interna. Diss. MIT, 2012

IMPORTANCIA DE LA COMPROBACIÓN DE LOS PISTONES CON TRIBÓMETROS

El aceite de motor es un lubricante bien diseñado para su aplicación. Además del aceite base, se añaden aditivos como detergentes, dispersantes, mejoradores de la viscosidad (VI), agentes antidesgaste/antifricción e inhibidores de la corrosión para mejorar su rendimiento. Estos aditivos afectan al comportamiento del aceite en diferentes condiciones de funcionamiento. El comportamiento del aceite afecta a las interfaces P-L-C y determina si se produce un desgaste significativo por contacto metal-metal o si se produce una lubricación hidrodinámica (muy poco desgaste).

Es difícil entender las interfaces P-L-C sin aislar la zona de las variables externas. Es más práctico simular el evento con condiciones representativas de su aplicación en la vida real. La página web NANOVEA Tribómetro es ideal para esto. Equipado con múltiples sensores de fuerza, un sensor de profundidad, un módulo de lubricante gota a gota y una etapa alternativa lineal, el NANOVEA El T2000 es capaz de imitar de cerca los eventos que ocurren dentro de un bloque de motor y obtener datos valiosos para entender mejor las interfaces P-L-C.

Módulo de líquidos en el tribómetro NANOVEA T2000

El módulo gota a gota es crucial para este estudio. Dado que los pistones pueden moverse a una velocidad muy rápida (por encima de las 3.000 rpm), es difícil crear una fina película de lubricante sumergiendo la muestra. Para remediar este problema, el módulo gota a gota es capaz de aplicar una cantidad constante de lubricante en la superficie de la falda del pistón.

La aplicación de lubricante fresco también elimina la preocupación de que los contaminantes de desgaste desalojados influyan en las propiedades del lubricante.

Tribómetro Neumático de Alta Carga

NANOVEA T2000

Tribómetro de alta carga

OBJETIVO DE MEDICIÓN

En este informe se estudiarán las interfaces falda del pistón-lubricante-guarnición del cilindro. Las interfaces se reproducirán mediante la realización de una prueba de desgaste alternativo lineal con módulo de lubricante gota a gota.

El lubricante se aplicará a temperatura ambiente y en condiciones de calentamiento para comparar el arranque en frío y las condiciones óptimas de funcionamiento. Se observará el COF y la tasa de desgaste para comprender mejor el comportamiento de las interfaces en aplicaciones reales.

PARÁMETROS DE LA PRUEBA

para las pruebas tribológicas de los pistones

CARGA ............................ 100 N

DURACIÓN DE LA PRUEBA ............................ 30 minutos

VELOCIDAD ............................ 2000 rpm

AMPLITUD ............................ 10 mm

DISTANCIA TOTAL ............................ 1200 m

REVESTIMIENTO DE LA FALDA ............................ Moly-grafito

MATERIAL DE LOS PINES ............................ Aleación de aluminio 5052

DIÁMETRO DEL PIN ............................ 10 mm

LUBRICANTE ............................ Aceite de motor (10W-30)

APROX. CAUDAL ............................ 60 mL/min

TEMPERATURA ............................ Temperatura ambiente y 90°C

RESULTADOS DE LA PRUEBA DE RECIPROCIDAD LINEAL

En este experimento, se utilizó el A5052 como contramaterial. Aunque los bloques de motor suelen estar hechos de aluminio fundido, como el A356, el A5052 tiene propiedades mecánicas similares al A356 para este ensayo de simulación [2].

En las condiciones de prueba, se produjo un desgaste significativo
observado en la falda del pistón a temperatura ambiente
en comparación con los 90°C. Los profundos arañazos observados en las muestras sugieren que el contacto entre el material estático y la falda del pistón se produce con frecuencia a lo largo de la prueba. La alta viscosidad a temperatura ambiente puede impedir que el aceite llene completamente los huecos en las interfaces y cree un contacto metal-metal. A mayor temperatura, el aceite se diluye y puede fluir entre el bulón y el pistón. Como resultado, se observa un desgaste significativamente menor a mayor temperatura. La FIGURA 5 muestra que un lado de la cicatriz de desgaste se desgastó mucho menos que el otro. Esto se debe probablemente a la ubicación de la salida de aceite. El espesor de la película de lubricante era más grueso en un lado que en el otro, lo que provocó un desgaste desigual.

 

 

[2] "Aluminio 5052 frente a aluminio 356.0". MakeItFrom.com, makeitfrom.com/compare/5052-O-Aluminum/A356.0-SG70B-A13560-Cast-Aluminum

El COF de las pruebas tribológicas lineales alternativas puede dividirse en un paso alto y un paso bajo. El paso alto se refiere a la muestra que se mueve en la dirección de avance, o positiva, y el paso bajo se refiere a la muestra que se mueve en la dirección inversa, o negativa. Se observó que el COF medio del aceite RT era inferior a 0,1 en ambas direcciones. El COF medio entre pasadas fue de 0,072 y 0,080. Se observó que el COF medio del aceite a 90°C era diferente entre pasadas. Se observaron valores medios de COF de 0,167 y 0,09. La diferencia en el COF es una prueba adicional de que el aceite sólo pudo mojar adecuadamente un lado del pasador. Se obtuvo un COF elevado cuando se formó una película gruesa entre el bulón y la falda del pistón debido a que se produjo una lubricación hidrodinámica. Se observa un COF más bajo en la otra dirección cuando se produce una lubricación mixta. Para obtener más información sobre la lubricación hidrodinámica y la lubricación mixta, visite nuestra nota de aplicación en Curvas Stribeck.

Tabla 1: Resultados de la prueba de desgaste lubricado de los pistones.

FIGURA 1: Gráficos COF para la prueba de desgaste del aceite a temperatura ambiente A perfil bruto B paso alto C paso bajo.

FIGURA 2: Gráficos COF para la prueba de aceite de desgaste a 90°C A perfil bruto B paso alto C paso bajo.

FIGURA 3: Imagen óptica de la cicatriz de desgaste de la prueba de desgaste del aceite de motor RT.

FIGURA 4: Volumen de un análisis de la cicatriz de desgaste de la prueba de desgaste del aceite de motor RT.

FIGURA 5: Perfilometría de la cicatriz de desgaste de la prueba de desgaste del aceite de motor RT.

FIGURA 6: Imagen óptica de la cicatriz de desgaste de la prueba de desgaste del aceite de motor a 90°C

FIGURA 7: Volumen de un análisis de la cicatriz de desgaste de la prueba de desgaste del aceite de motor a 90°C.

FIGURA 8: Perfilometría de la cicatriz de desgaste de la prueba de desgaste del aceite de motor a 90°C.

CONCLUSIÓN

Se han realizado pruebas de desgaste lineal lubricado en un pistón para simular lo que ocurre en un
motor operativo en la vida real. La interfaz entre la falda del pistón, el lubricante y la camisa del cilindro es crucial para el funcionamiento de un motor. El espesor del lubricante en la interfaz es responsable de la pérdida de energía debida a la fricción o al desgaste entre la falda del pistón y la camisa. Para optimizar el motor, el espesor de la película debe ser lo más fino posible sin que la falda del pistón y la camisa se toquen. El reto, sin embargo, es cómo los cambios de temperatura, velocidad y fuerza afectarán a las interfaces P-L-C.

Con su amplia gama de carga (hasta 2000 N) y velocidad (hasta 15000 rpm), el tribómetro NANOVEA T2000 es capaz de simular diferentes condiciones posibles en un motor. Los posibles estudios futuros sobre este tema incluyen cómo se comportarán las interfaces P-L-C bajo diferentes cargas constantes, cargas oscilantes, temperatura del lubricante, velocidad y método de aplicación del lubricante. Estos parámetros pueden ajustarse fácilmente con el tribómetro NANOVEA T2000 para obtener una comprensión completa de los mecanismos de las interfaces falda del pistón-lubricante-guarnición del cilindro.

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Medición del límite de la superficie de la espuma de poliestireno Profilometría

Medición del límite de la superficie

Medición del límite de la superficie mediante perfilometría 3D

Más información

MEDICIÓN DEL LÍMITE DE LA SUPERFICIE

UTILIZANDO LA PERFILOMETRÍA 3D

Preparado por

Craig Leising

INTRODUCCIÓN

En los estudios en los que se evalúa la interfaz de las características de la superficie, los patrones, las formas, etc., para la orientación, será útil identificar rápidamente las áreas de interés en todo el perfil de medición. Al segmentar una superficie en áreas significativas, el usuario puede evaluar rápidamente los límites, los picos, las fosas, las áreas, los volúmenes y muchos otros para comprender su papel funcional en todo el perfil de la superficie en estudio. Por ejemplo, como en el caso de las imágenes de los límites de grano de los metales, la importancia del análisis es la interfaz de muchas estructuras y su orientación general. Al comprender cada área de interés, se pueden identificar los defectos o anormalidades dentro del área general. Aunque las imágenes de los límites de grano se estudian normalmente en un rango que sobrepasa la capacidad del Profilometer, y es sólo un análisis de imágenes en 2D, es una referencia útil para ilustrar el concepto de lo que se mostrará aquí a mayor escala junto con las ventajas de la medición de superficies en 3D.

IMPORTANCIA DEL PERFILÓMETRO 3D SIN CONTACTO PARA EL ESTUDIO DE LA SEPARACIÓN DE SUPERFICIES

A diferencia de otras técnicas como las sondas táctiles o la interferometría, la Perfilómetro 3D sin contacto, utilizando cromatismo axial, puede medir casi cualquier superficie, los tamaños de las muestras pueden variar ampliamente debido a la estadificación abierta y no es necesaria ninguna preparación de la muestra. El rango nano a macro se obtiene durante la medición del perfil de la superficie sin influencia de la reflectividad o absorción de la muestra, tiene una capacidad avanzada para medir ángulos de superficie altos y no hay manipulación de los resultados por software. Mida fácilmente cualquier material: transparente, opaco, especular, difuso, pulido, rugoso, etc. La técnica del perfilómetro sin contacto proporciona una capacidad ideal, amplia y fácil de usar para maximizar los estudios de superficie cuando se necesita un análisis de límites de superficie; junto con los beneficios de la capacidad combinada 2D y 3D.

OBJETIVO DE MEDICIÓN

En esta aplicación se utiliza el perfilómetro Nanovea ST400 para medir la superficie de la espuma de poliestireno. Los límites se establecieron combinando un archivo de intensidad reflejada junto con la topografía, que se adquieren simultáneamente con el NANOVEA ST400. Estos datos se utilizaron para calcular la información de la forma y el tamaño de cada "grano" de espuma de poliestireno.

NANOVEA

ST400

RESULTADOS Y DISCUSIÓN: Medición del límite de la superficie en 2D

Imagen topográfica (abajo a la izquierda) enmascarada por la imagen de intensidad reflejada (abajo a la derecha) para definir claramente los límites del grano. Todos los granos de menos de 565µm de diámetro se han ignorado aplicando un filtro.

Número total de granos: 167
Superficie total proyectada ocupada por los granos: 166,917 mm² (64,5962 %)
Superficie total proyectada ocupada por los límites: (35,4038 %)
Densidad de los granos: 0,646285 granos / mm2

Área = 0,999500 mm² +/- 0,491846 mm²
Perímetro = 9114,15 µm +/- 4570,38 µm
Diámetro equivalente = 1098,61 µm +/- 256,235 µm
Diámetro medio = 945,373 µm +/- 248,344 µm
Diámetro mínimo = 675,898 µm +/- 246,850 µm
Diámetro máximo = 1312,43 µm +/- 295,258 µm

RESULTADOS Y DISCUSIÓN: Medición del límite de la superficie en 3D

Utilizando los datos topográficos 3D obtenidos, se puede analizar el volumen, la altura, el pico, la relación de aspecto y la información general sobre la forma de cada grano. Superficie total ocupada en 3D: 2,525mm3

CONCLUSIÓN

En esta aplicación, hemos mostrado cómo el perfilómetro sin contacto NANOVEA 3D puede caracterizar con precisión la superficie de la espuma de poliestireno. Se puede obtener información estadística sobre toda la superficie de interés o sobre granos individuales, ya sean picos o fosas. En este ejemplo se utilizaron todos los granos mayores que un tamaño definido por el usuario para mostrar el área, el perímetro, el diámetro y la altura. Las características que se muestran aquí pueden ser fundamentales para la investigación y el control de calidad de las superficies naturales y prefabricadas, desde aplicaciones biomédicas hasta de micromecanizado, entre otras muchas. 

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Medición de contornos mediante un perfilómetro de NANOVEA

Medición del contorno de la banda de rodadura

Medición del contorno de la banda de rodadura

Más información

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MEDICIÓN DEL CONTORNO DE LA BANDA DE RODADURA DE CAUCHO

UTILIZANDO EL PERFILADOR ÓPTICO 3D

Medición del contorno de la banda de rodadura - NANOVEA Profiler

Preparado por

ANDREA HERRMANN

INTRODUCCIÓN

Como todos los materiales, el coeficiente de fricción del caucho está relacionado en parte a su rugosidad superficial. En las aplicaciones de neumáticos para vehículos, la tracción con la carretera es muy importante. La rugosidad de la superficie y la banda de rodadura del neumático desempeñan un papel importante en este sentido. En este estudio se analizan la rugosidad y las dimensiones de la superficie del caucho y de la banda de rodadura.

* LA MUESTRA

IMPORTANCIA

DE LA PERFILOMETRÍA 3D SIN CONTACTO

PARA ESTUDIOS SOBRE EL CAUCHO

A diferencia de otras técnicas como las sondas táctiles o la interferometría, la de NANOVEA Perfiladores ópticos 3D sin contacto Utilice el cromatismo axial para medir casi cualquier superficie. 

El sistema Profiler permite una amplia variedad de tamaños de muestra y no requiere ninguna preparación de la misma. Las características de rango nano a macro pueden detectarse durante una sola exploración con cero influencia de la reflectividad o absorción de la muestra. Además, estos perfiladores tienen la capacidad avanzada de medir ángulos de superficie elevados sin necesidad de manipular los resultados mediante software.

Mide fácilmente cualquier material: transparente, opaco, especular, difusivo, pulido, rugoso, etc. La técnica de medición de los perfiladores sin contacto NANOVEA 3D proporciona una capacidad ideal, amplia y fácil de usar para maximizar los estudios de superficie junto con los beneficios de la capacidad combinada 2D y 3D.

OBJETIVO DE MEDICIÓN

En esta aplicación, mostramos la NANOVEA ST400, un perfilador óptico 3D sin contacto que mide la superficie y las bandas de rodadura de un neumático de goma.

Una superficie de muestra lo suficientemente grande como para representar se seleccionó al azar toda la superficie del neumático para este estudio. 

Para cuantificar las características del caucho, utilizamos el software de análisis NANOVEA Ultra 3D para medir las dimensiones del contorno, la profundidad, rugosidad y el área desarrollada de la superficie.

NANOVEA

ST400

ANÁLISIS: TRASERO DE NEUMÁTICOS

La vista en 3D y la vista en falso color de las bandas de rodadura muestran el valor del mapeo de los diseños de superficie en 3D. Proporciona a los usuarios una herramienta sencilla para observar directamente el tamaño y la forma de las bandas de rodadura desde diferentes ángulos. El Análisis Avanzado de Contornos y el Análisis de Altura de Peldaños son dos herramientas extremadamente potentes para medir las dimensiones precisas de las formas y el diseño de las muestras

ANÁLISIS AVANZADO DE CONTORNOS

ANÁLISIS DE LA ALTURA DEL ESCALÓN

ANÁLISIS: SUPERFICIE DE GOMA

La superficie del caucho puede cuantificarse de numerosas maneras utilizando herramientas de software incorporadas, como se muestra en las siguientes figuras a modo de ejemplo. Se puede observar que la rugosidad de la superficie es de 2,688 μm, y el área desarrollada frente al área proyectada es de 9,410 mm² frente a 8,997 mm². Esta información nos permite examinar la relación entre el acabado superficial y la tracción de diferentes formulaciones de caucho o incluso de caucho con diferentes grados de desgaste superficial.

CONCLUSIÓN

En esta aplicación, hemos mostrado cómo el NANOVEA El perfilador óptico 3D sin contacto puede caracterizar con precisión la rugosidad de la superficie y las dimensiones de la banda de rodadura del caucho.

Los datos muestran una rugosidad superficial de 2,69 µm y un área desarrollada de 9,41 mm² con un área proyectada de 9 mm². Se han realizado varias dimensiones y radios de las bandas de rodadura de caucho también se mide.

La información presentada en este estudio puede utilizarse para comparar el rendimiento de los neumáticos de caucho con diferentes diseños de banda de rodadura, formulaciones o distintos grados de desgaste. Los datos mostrados aquí representan sólo una parte de la cálculos disponibles en el software de análisis Ultra 3D.

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Análisis de la superficie de las escamas de los peces mediante un perfilador óptico 3D

Análisis de la superficie de las escamas de los peces mediante un perfilador óptico 3D

Más información

ANÁLISIS DE LA SUPERFICIE DE LAS ESCAMAS DE PESCADO

utilizando el PERFIL ÓPTICO 3D

Perfilómetro de escamas de pescado

Preparado por

Andrea Novitsky

INTRODUCCIÓN

La morfología, los patrones y otras características de las escamas de un pez se estudian utilizando NANOVEA Perfilador óptico 3D sin contacto. La naturaleza delicada de esta muestra biológica junto con sus surcos muy pequeños y de ángulo alto también resalta la importancia de la técnica sin contacto del perfilador. Los surcos de la escama se llaman círculos, y pueden estudiarse para estimar la edad de los peces, e incluso distinguir períodos de diferentes ritmos de crecimiento, similares a los anillos de un árbol. Esta es una información muy importante para la gestión de las poblaciones de peces silvestres con el fin de prevenir la sobrepesca.

Importancia de la perfilometría 3D sin contacto para los estudios biológicos

A diferencia de otras técnicas, como las sondas de contacto o la interferometría, el perfilador óptico 3D sin contacto, que utiliza el cromatismo axial, puede medir casi cualquier superficie. El tamaño de las muestras puede variar mucho gracias a la puesta en escena abierta y no es necesario preparar la muestra. Durante la medición del perfil de la superficie se obtienen características que van de la nano a la macroescala, sin influencia de la reflectividad o la absorción de la muestra. El instrumento ofrece una capacidad avanzada para medir ángulos de superficie elevados sin que el software manipule los resultados. Se puede medir fácilmente cualquier material, ya sea transparente, opaco, especular, difusivo, pulido o rugoso. La técnica proporciona una capacidad ideal, amplia y fácil de usar para maximizar los estudios de superficie junto con los beneficios de las capacidades combinadas en 2D y 3D.

OBJETIVO DE MEDICIÓN

En esta aplicación, mostramos el NANOVEA ST400, un perfilador 3D sin contacto con un sensor de alta velocidad, que proporciona un análisis exhaustivo de la superficie de una balanza.

El instrumento se ha utilizado para escanear toda la muestra, junto con un escaneo de mayor resolución de la zona central. También se ha medido la rugosidad de la superficie exterior e interior de la escama para compararla.

NANOVEA

ST400

Caracterización de la superficie en 3D y 2D de la escala exterior

La vista 3D y la vista en falso color de la escama exterior muestran una estructura compleja similar a la de una huella dactilar o los anillos de un árbol. Esto proporciona a los usuarios una herramienta sencilla para observar directamente la caracterización de la superficie de la balanza desde diferentes ángulos. Se muestran otras mediciones de la balanza exterior junto con la comparación del lado exterior e interior de la balanza.

Escáner de escamas de pescado Perfilómetro de vista 3D
Perfilómetro 3D de volumen de escaneo de peces
Escáner de escamas de pescado Perfilador óptico 3D de altura de paso

COMPARACIÓN DE LA RUGOSIDAD DE LA SUPERFICIE

Escaneo 3D de escamas de pescado

CONCLUSIÓN

En esta aplicación, hemos mostrado cómo el perfilador óptico sin contacto NANOVEA 3D puede caracterizar una escama de pescado de diversas maneras. 

Las superficies exterior e interior de la escama pueden distinguirse fácilmente sólo por la rugosidad de la superficie, con valores de rugosidad de 15,92μm y 1,56μm respectivamente. Además, se puede obtener información precisa y exacta sobre una escama de pescado analizando las ranuras, o circuli, de la superficie exterior de la escama. Se midió la distancia de las bandas de circuli desde el foco central, y también se comprobó que la altura de los circuli era de aproximadamente 58μm de media. 

Los datos mostrados aquí representan sólo una parte de los cálculos disponibles en el software de análisis.

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