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Categoría: Notas de aplicación

 

Medición continua de la curva Stribeck con el tribómetro Pin-on-Disk

Introducción:

Cuando se aplica lubricación para reducir el desgaste/fricción de superficies móviles, el contacto de lubricación en la interfaz puede pasar de varios regímenes, como la Lubricación Límite, Mixta e Hidrodinámica. El espesor de la película de fluido desempeña un papel fundamental 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 reacción de los regímenes de lubricación 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 avanzado de velocidad sin escalones, de 15000 a 0,01 rpm, en 10 minutos el software proporciona directamente una Curva Stribeck completa. La sencilla configuración inicial sólo requiere que los usuarios seleccionen el modo de rampa exponencial e introduzcan las velocidades inicial y final, en lugar de tener que realizar varias pruebas o programar un procedimiento escalonado a diferentes velocidades que requiera el cosido de datos para las mediciones convencionales de la curva Stribeck. Este avance proporciona datos precisos a lo largo de la evaluación del régimen del lubricante y reduce sustancialmente el tiempo y el coste. La prueba muestra un gran potencial para ser utilizada en diferentes aplicaciones de ingeniería industrial.

 

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Rugosidad superficial y características de una célula solar

Importancia de las pruebas de paneles solares

Maximizar la absorción de energía de una célula solar es clave para la supervivencia de esta tecnología como recurso renovable. Las múltiples capas de revestimiento y protección del vidrio permiten la absorción, transmisión y reflexión de la luz necesarias para el funcionamiento de las células fotovoltaicas. Dado que la mayoría de las células solares de consumo funcionan 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 atenuar la reflectancia de la luz, pero las capas posteriores no siguen esta pauta. Es necesario un cierto grado de rugosidad en la interfaz de cada capa con otra para aumentar la posibilidad de dispersión de la luz dentro de sus respectivas zonas de agotamiento y aumentar la absorción de la luz dentro de la célula1. La optimización de la rugosidad de la superficie en estas regiones permite que la célula solar funcione de la mejor manera posible y, con el sensor de alta velocidad Nanovea HS2000, la medición de la rugosidad de la superficie puede realizarse de forma rápida y precisa.



Objetivo de medición

En este estudio mostraremos las capacidades del Nanovea Perfilómetro HS2000 con sensor de alta velocidad midiendo la rugosidad de la superficie 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 diversas aplicaciones.




Procedimiento de ensayo y procedimientos

Para medir la superficie de la célula solar se utilizaron los siguientes parámetros de ensayo.




Resultados y debate

A continuación se muestra la vista 2D en falso color 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 la forma (u ondulación) mayor 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 rejilla para medir sus características geométricas, que se muestra a continuación. La anchura de la rejilla, la altura del escalón y el paso pueden medirse en cualquier punto específico de la célula solar.









Conclusión





En este estudio pudimos demostrar la capacidad del sensor de línea 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 aprobado y suspenso, el sensor de línea Nanovea HS2000 es una opción perfecta para las inspecciones de control de calidad.

Referencia

1 Scholtz, Lubomir. Ladanyi, Libor. Mullerova, Jarmila. "Influence of Surface Roughness on Optical Characteristics of Multilayer Solar Cells " Advances in Electrical and Electronic Engineering, vol. 12, nº 6, 2014, pp. 631-638.

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Resistencia al rayado de los protectores de pantalla para móviles

Resistencia al rayado de los protectores de pantalla para móviles

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Importancia de probar los protectores de pantalla

Aunque las pantallas de los teléfonos están diseñadas para resistir roturas y arañazos, siguen siendo susceptibles de sufrir daños. El uso diario del teléfono hace que se desgasten y, por ejemplo, acumulen arañazos y grietas. Dado que reparar estas pantallas puede resultar caro, los protectores de pantalla son un artículo asequible para prevenir daños que suele comprarse y utilizarse para aumentar la durabilidad de una pantalla.


Utilizando el Módulo Macro del Comprobador Mecánico Nanovea PB1000 junto con el sensor de emisiones acústicas (AE), podemos identificar claramente las cargas críticas en las que los protectores de pantalla muestran fallos debido a las pruebas de rayado1 para crear un estudio comparativo entre dos tipos de protectores de pantalla.


Dos tipos comunes de materiales protectores de pantalla son el TPU (poliuretano termoplástico) y el cristal templado. De los dos, el vidrio templado se considera el mejor, ya que proporciona una mejor protección contra impactos y arañazos. Sin embargo, también es el más caro. Por otro lado, los protectores de pantalla de TPU son menos caros y una opción popular entre los consumidores que prefieren los protectores de pantalla de plástico. Dado que los protectores de pantalla están diseñados para absorber arañazos e impactos y suelen estar hechos de materiales con propiedades frágiles, los ensayos controlados de arañazos combinados con la detección de EA in situ son una configuración de ensayo óptima para determinar las cargas a las que se producen fallos cohesivos (por ejemplo, agrietamiento, astillamiento y fractura) y/o fallos adhesivos (por ejemplo, delaminación y espalación).



Objetivo de medición

En este estudio, se realizaron tres pruebas de rayado en dos protectores de pantalla comerciales diferentes utilizando el Módulo Macro del Comprobador Mecánico PB1000 de Nanovea. Mediante el uso de un sensor de emisiones acústicas y un microscopio óptico, se identificaron las cargas críticas en las que cada protector de pantalla mostraba fallos.




Procedimiento de ensayo y procedimientos

Se utilizó el comprobador mecánico Nanovea PB1000 para probar dos protectores de pantalla aplicados sobre la pantalla de un teléfono y sujetados a una mesa con sensor de fricción. Los parámetros de prueba para todos los arañazos se tabulan en la Tabla 1 a continuación.




Resultados y debate

Dado que los protectores de pantalla estaban hechos de un material diferente, cada uno de ellos presentaba distintos tipos de fallos. Sólo se observó un fallo crítico en el protector de pantalla de TPU, mientras que el protector de pantalla de vidrio templado presentó dos. Los resultados de cada muestra se muestran en la Tabla 2. La carga crítica #1 se define como la carga a la que los protectores de pantalla empezaron a mostrar signos de fallo cohesivo bajo el microscopio. La carga crítica #2 se define por el primer cambio de pico observado en los datos del gráfico de emisiones acústicas.


Para el protector de pantalla de TPU, la carga crítica #2 se correlaciona con la ubicación junto con el arañazo donde el protector comenzó a despegarse visiblemente de la pantalla del teléfono. Apareció un arañazo en la superficie de la pantalla del teléfono una vez que se superó la carga crítica #2 para el resto de las pruebas de arañazos. Para el protector de pantalla de vidrio templado, la carga crítica #1 se correlaciona con el lugar donde comenzaron a aparecer las fracturas radiales. La carga crítica #2 se produce hacia el final del rayado con cargas más elevadas. La emisión acústica es de mayor magnitud que la del protector de pantalla TPU, sin embargo, no se produjo ningún daño en la pantalla del teléfono. En ambos casos, la carga crítica #2 correspondió a un gran cambio en la profundidad, lo que indica que el penetrador había atravesado el protector de pantalla.













Conclusión




En este estudio mostramos la capacidad del comprobador mecánico Nanovea PB1000 para realizar ensayos de rayado controlados y repetibles y, simultáneamente, utilizar la detección de emisiones acústicas para identificar con precisión las cargas a las que se producen fallos adhesivos y cohesivos en protectores de pantalla fabricados con TPU y vidrio templado. Los datos experimentales presentados en este documento respaldan la hipótesis inicial de que el vidrio templado es el que mejor funciona para evitar arañazos en las pantallas de los teléfonos.


El comprobador mecánico Nanovea ofrece capacidades de medición precisas y repetibles de indentación, rayado y desgaste utilizando módulos Nano y Micro que cumplen las normas ISO y ASTM. El Comprobador mecánico es un sistema completo, lo que lo convierte en la solución ideal para determinar toda la gama de propiedades mecánicas de revestimientos, películas y sustratos finos o gruesos, blandos o duros.

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Comparación de gotas oculares lubricantes con el tribómetro Nanovea T50

Importancia de probar las gotas oftálmicas

Los colirios se utilizan para aliviar los síntomas causados por diversos problemas oculares. Por ejemplo, pueden utilizarse para tratar pequeñas irritaciones oculares (sequedad y enrojecimiento), retrasar la aparición de glaucoma o tratar infecciones. Los colirios de venta libre se utilizan principalmente para tratar la sequedad ocular. Su eficacia para lubricar el ojo puede compararse y medirse con una prueba de coeficiente de fricción.
 
La sequedad ocular puede deberse a diversos factores, como la fatiga ocular causada por el uso del ordenador o la exposición a condiciones climáticas extremas. Un buen colirio lubricante ayuda a mantener y complementar la humedad de la superficie externa de los ojos. Así se alivian las molestias, el ardor o la irritación y el enrojecimiento asociados a la sequedad ocular. La medición del coeficiente de fricción (COF) de un colirio permite determinar su eficacia lubricante y compararla con la de otras soluciones.

Objetivo de medición

En este estudio, se midió el coeficiente de fricción (COF) de tres soluciones lubricantes de colirio diferentes utilizando la configuración pin-on-disk en el tribómetro Nanovea T50.

Procedimiento de ensayo y procedimientos

Se aplicó un alfiler esférico de alúmina de 6 mm de diámetro a un portaobjetos de vidrio y cada solución de colirio actuó como lubricante entre las dos superficies. Los parámetros de ensayo utilizados en todos los experimentos se resumen en la Tabla 1.

Resultados y debate

Los valores máximos, mínimos y medios del coeficiente de fricción para las tres soluciones de colirio probadas se tabulan en la Tabla 2 a continuación. Los gráficos del COF en función de las revoluciones para cada solución de colirio 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. El COF durante cada prueba permaneció relativamente constante durante la mayor parte de la duración total de la prueba. La muestra A presentó el COF medio más bajo, lo que indica que tiene las mejores propiedades de lubricación.

 

Conclusión

En este estudio mostramos la capacidad del tribómetro Nanovea T50 para medir el coeficiente de fricción de tres soluciones de colirio. Basándonos en estos valores, demostramos que la muestra A tenía un coeficiente de fricción más bajo y, por lo tanto, presenta una mejor lubricación en comparación con las otras dos muestras.

Nanovea Tribómetros ofrece pruebas de desgaste y fricción precisas y repetibles mediante módulos rotativos y lineales conformes con las normas ISO y ASTM. También ofrece módulos opcionales de desgaste a alta temperatura, lubricación y tribo-corrosión 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 múltiple de muestras similares mediante el comprobador mecánico PB1000

Introducción :

Los revestimientos se utilizan ampliamente en diversas industrias por sus propiedades funcionales. La dureza de un revestimiento, su resistencia a la erosión, su baja fricción y su alta resistencia al desgaste son sólo algunas de las muchas propiedades que hacen que los revestimientos sean importantes. Un método comúnmente utilizado para cuantificar estas propiedades es el ensayo de rayado, que permite una medición repetible de las propiedades adhesivas y/o cohesivas de un revestimiento. Comparando las cargas críticas a las que se produce el fallo, pueden evaluarse las propiedades intrínsecas de un revestimiento.

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Comparación del desgaste por abrasión en la tela vaquera

Introducción

La forma y la función de un tejido vienen determinadas por su calidad y durabilidad. El uso diario de los tejidos provoca el desgaste del material, por ejemplo, el amontonamiento, la pelusa y la decoloración. Un tejido de calidad inferior utilizado para prendas de vestir puede provocar a menudo la insatisfacción del consumidor y dañar la marca.

Intentar cuantificar las propiedades mecánicas de los tejidos puede plantear muchos retos. La estructura del hilo e incluso la fábrica en la que se produjo pueden dar lugar a una escasa reproducibilidad de los resultados de las pruebas. Esto dificulta la comparación de los resultados de las pruebas de distintos laboratorios. Medir las prestaciones de desgaste de los tejidos es fundamental para los fabricantes, distribuidores y minoristas de la cadena de producción textil. Una medición de la resistencia al desgaste bien controlada y reproducible es crucial para garantizar un control de calidad fiable del tejido.

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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.

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Caracterización nanomecánica de las constantes elásticas

La capacidad de los muelles para almacenar energía mecánica tiene una larga historia de uso. Desde los arcos para cazar hasta las cerraduras para puertas, la tecnología de muelles existe desde hace muchos siglos. Hoy en día dependemos de los muelles, ya sean de colchones, bolígrafos o suspensión de automóviles, ya que desempeñan un papel vital en nuestra vida cotidiana. Con tanta variedad de usos y diseños, es necesario poder cuantificar sus propiedades mecánicas.

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Caracterización a alta velocidad de una concha de ostra

Las muestras grandes con geometrías complejas pueden resultar difíciles de trabajar debido a la preparación de la muestra, el tamaño, los ángulos agudos y la curvatura. En este estudio se escaneará una concha de ostra para demostrar la capacidad del sensor lineal Nanovea HS2000 para escanear una muestra biológica de gran tamaño y geometría compleja. Aunque en este estudio se utilizó una muestra biológica, los mismos conceptos pueden aplicarse a otras muestras.

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Herramienta mecánica de selección de mapas Broadview

Todos hemos oído alguna vez la expresión "el tiempo es oro". Por eso muchas empresas buscan constantemente métodos para agilizar y mejorar diversos procesos: ahorran tiempo. Cuando se trata de ensayos de indentación, la velocidad, la eficacia y la precisión pueden integrarse en un proceso de control de calidad o de I+D utilizando uno de nuestros comprobadores mecánicos Nanovea. En esta nota de aplicación, mostraremos una forma sencilla de ahorrar tiempo con nuestro comprobador mecánico Nanovea y las funciones de software Broad View Map y Selection Tool.

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