EE.UU./GLOBAL: +1-949-461-9292
EUROPA: +39-011-3052-794
es_MX ES
es_MX ES en_US EN de_DE DE fr_FR FR it_IT IT zh_CN ZH ja JA pt_BR PT tr_TR TR ko_KR KO pl_PL PL ar AR
CONTACTO

Medición in situ del desgaste a alta temperatura

MEDICIÓN DEL DESGASTE IN SITU A ALTA TEMPERATURA

UTILIZANDO UN TRIBÓMETRO

MEDICIÓN DEL DESGASTE IN SITU Tribómetro aeroespacial

Preparado por

Doctor Duanjie Li

INTRODUCCIÓN

El transformador diferencial variable lineal (LVDT) es un tipo de transformador eléctrico robusto utilizado para medir el desplazamiento lineal. Se ha utilizado ampliamente en diversas aplicaciones industriales, como turbinas eléctricas, hidráulica, automatización, aeronaves, satélites, reactores nucleares y muchas otras.

En este estudio, presentamos los complementos de LVDT y módulos de alta temperatura del NANOVEA Tribómetro que permiten medir el cambio de la profundidad de la huella de desgaste de la muestra ensayada durante el proceso de desgaste a temperaturas elevadas. Esto permite a los usuarios correlacionar las diferentes etapas del proceso de desgaste con la evolución del COF, lo que resulta crítico para mejorar la comprensión fundamental del mecanismo de desgaste y las características tribológicas de los materiales para aplicaciones a altas temperaturas.

OBJETIVO DE MEDICIÓN

En este estudio queremos mostrar la capacidad del Tribómetro NANOVEA T50 para monitorizar in situ la evolución del proceso de desgaste de materiales a elevadas temperaturas.

El proceso de desgaste de la cerámica de silicato de alúmina a diferentes temperaturas se simula de forma controlada y monitorizada.

NANOVEA

T50

PROCEDIMIENTO DE PRUEBA

El comportamiento tribológico, por ejemplo, el coeficiente de fricción (COF) y la resistencia al desgaste de las placas cerámicas de silicato de alúmina se evaluaron con el tribómetro NANOVEA. La placa cerámica de silicato de alúmina se calentó en un horno desde la temperatura ambiente, RT, hasta temperaturas elevadas (400°C y 800°C), seguido de las pruebas de desgaste a dichas temperaturas. 

Para comparar, las pruebas de desgaste se realizaron cuando la muestra se enfrió de 800°C a 400°C y después a temperatura ambiente. Se aplicó una punta de bola de AI2O3 (6 mm de diámetro, grado 100) contra las muestras ensayadas. Se controlaron in situ el COF, la profundidad de desgaste y la temperatura.

PARÁMETROS DE PRUEBA

de la medición pin-on-disk

Tribómetro LVDT Muestra

La tasa de desgaste, K, se evaluó mediante la fórmula K=V/(Fxs)=A/(Fxn), donde V es el volumen desgastado, F es la carga normal, s es la distancia de deslizamiento, A es el área transversal de la pista de desgaste y n es el número de revoluciones. La rugosidad de la superficie y los perfiles de la huella de desgaste se evaluaron con el perfilador óptico NANOVEA, y la morfología de la huella de desgaste se examinó con un microscopio óptico.

RESULTADOS Y DEBATE

El COF y la profundidad de la huella de desgaste registrados in situ se muestran en la FIGURA 1 y la FIGURA 2, respectivamente. En la FIGURA 1, "-I" indica la prueba realizada cuando se aumentó la temperatura de RT a una temperatura elevada. "-D" representa la temperatura disminuida desde una temperatura elevada de 800°C.

Como se muestra en la FIGURA 1, las muestras ensayadas a diferentes temperaturas presentan un COF comparable de ~0,6 a lo largo de todas las mediciones. Un COF tan elevado conduce a un proceso de desgaste acelerado que genera una cantidad considerable de residuos. La profundidad de la huella de desgaste se monitorizó durante las pruebas de desgaste mediante LVDT, como se muestra en la FIGURA 2. Las pruebas realizadas a temperatura ambiente antes del calentamiento de la muestra y después del enfriamiento de la muestra muestran que la placa cerámica de silicato de alúmina exhibe un proceso de desgaste progresivo a RT, la profundidad de la huella de desgaste aumenta gradualmente a lo largo de la prueba de desgaste hasta ~170 y ~150 μm, respectivamente. 

En comparación, las pruebas de desgaste a temperaturas elevadas (400°C y 800°C) muestran un comportamiento de desgaste diferente: la profundidad de la huella de desgaste aumenta rápidamente al principio del proceso de desgaste y se ralentiza a medida que continúa la prueba. Las profundidades de la huella de desgaste para las pruebas realizadas a temperaturas 400°C-I, 800°C y 400°C-D son ~140, ~350 y ~210 μm, respectivamente.

COF durante las pruebas pin-on-desk a diferentes temperaturas

FIGURA 1. Coeficiente de fricción durante los ensayos pin-disk a diferentes temperaturas

Profundidad de la huella de desgaste de la placa cerámica de silicato de alúmina a diferentes temperaturas

FIGURA 2. Evolución de la profundidad de la huella de desgaste de la placa cerámica de silicato de alúmina a diferentes temperaturas

La velocidad media de desgaste y la profundidad de la huella de desgaste de las placas cerámicas de silicato de alúmina a diferentes temperaturas se midieron utilizando NANOVEA Optical Profiler como se resume en FIGURA 3. La profundidad de la huella de desgaste coincide con la registrada mediante LVDT. La placa cerámica de silicato de alúmina muestra una tasa de desgaste sustancialmente mayor de ~0,5 mm3/Nm a 800°C, en comparación con las tasas de desgaste inferiores a 0,2 mm3/N a temperaturas inferiores a 400°C. La placa cerámica de silicato de alúmina no presenta propiedades mecánicas/tribológicas significativamente mejoradas tras el breve proceso de calentamiento, poseyendo una tasa de desgaste comparable antes y después del tratamiento térmico.

La cerámica de silicato de alúmina, también conocida como lava y piedra milagrosa, es blanda y mecanizable antes del tratamiento térmico. Un largo proceso de cocción a temperaturas elevadas de hasta 1093°C puede aumentar sustancialmente su dureza y resistencia, tras lo cual es necesario el mecanizado con diamante. Esta característica única hace de la cerámica de silicato de alúmina un material ideal para la escultura.

En este estudio, demostramos que el tratamiento térmico a una temperatura inferior a la requerida para la cocción (800°C frente a 1093°C) en un corto periodo de tiempo no mejora las características mecánicas y tribológicas de la cerámica de silicato de alúmina, lo que hace que la cocción adecuada sea un proceso esencial para este material antes de su uso en las aplicaciones reales.

 
Velocidad de desgaste y profundidad de la huella de desgaste de la muestra a diferentes temperaturas 1

FIGURA 3. Índice de desgaste y profundidad de la huella de desgaste de la muestra a diferentes temperaturas

CONCLUSIÓN

Basándonos en el exhaustivo análisis tribológico realizado en este estudio, demostramos que la placa cerámica de silicato de alúmina presenta un coeficiente de fricción comparable a diferentes temperaturas, desde temperatura ambiente hasta 800°C. Sin embargo, muestra una tasa de desgaste sustancialmente mayor de ~0,5 mm3/Nm a 800°C, lo que demuestra la importancia de un tratamiento térmico adecuado de esta cerámica.

Los Tribómetros NANOVEA son capaces de evaluar las propiedades tribológicas de materiales para aplicaciones a altas temperaturas de hasta 1000°C. La función de las mediciones in situ del COF y de la profundidad de la huella de desgaste permite a los usuarios correlacionar diferentes etapas del proceso de desgaste con la evolución del COF, lo que resulta crítico para mejorar la comprensión fundamental del mecanismo de desgaste y las características tribológicas de los materiales utilizados a temperaturas elevadas.

Los tribómetros NANOVEA ofrecen ensayos de desgaste y fricción precisos y repetibles mediante modos rotativos y lineales conformes a las normas ISO y ASTM, con módulos opcionales de desgaste a alta temperatura, lubricación y tribo-corrosión disponibles en un sistema preintegrado. La incomparable gama de NANOVEA es una solución ideal para determinar toda la gama de propiedades tribológicas de revestimientos, películas y sustratos finos o gruesos, blandos o duros.

Hay disponibles perfiladores 3D sin contacto opcionales para obtener imágenes 3D de alta resolución de las huellas de desgaste, además de otras mediciones de superficies como la rugosidad.

MEDICIÓN DEL DESGASTE IN SITU

AHORA, HABLEMOS DE SU SOLICITUD

CHAT EN VIVO

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

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

Más información

ANÁLISIS DE LA SUPERFICIE DE LAS ESCAMAS DE PESCADO

utilizando el PERFILADOR ÓPTICO 3D

Perfilómetro de escamas de pescado

Preparado por

Andrea Novitsky

INTRODUCCIÓN

La morfología, los patrones y otras características de una escama de pez se estudian utilizando el NANOVEA Perfilador óptico 3D sin contacto. La naturaleza delicada de esta muestra biológica, junto con sus surcos muy pequeños y de gran ángulo, también pone de relieve la importancia de la técnica sin contacto del perfilador. Los surcos de la escama se denominan circuli, y pueden estudiarse para estimar la edad del pez, e incluso distinguir periodos de diferentes ritmos de crecimiento, similares a los anillos de un árbol. Se trata de una información muy importante para la gestión de las poblaciones de peces salvajes, con el fin de evitar la sobrepesca.

Importancia de la perfilometría 3D sin contacto PARA ESTUDIOS BIOLÓGICOS

A diferencia de otras técnicas como las sondas táctiles o la interferometría, el perfilómetro óptico 3D sin contacto, que utiliza el cromatismo axial, puede medir casi cualquier superficie. El tamaño de las muestras puede variar ampliamente gracias a la puesta en escena abierta y no es necesaria la preparación de la muestra. Durante la medición de un perfil de superficie se obtienen características de rango nanométrico a macrométrico sin influencia alguna de la reflectividad o absorción de la muestra. El instrumento ofrece una capacidad avanzada para medir ángulos de superficie elevados sin manipulación de los resultados mediante software. 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 las ventajas de las capacidades combinadas 2D y 3D.

OBJETIVO DE MEDICIÓN

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

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

NANOVEA

ST400

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

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

Perfilómetro de visión 3D Fish Scale Scan
Perfilómetro 3D de volumen de escaneado de escamas de pez
Perfilador óptico 3D de altura escalonada para escaneo de peces

COMPARACIÓN DE LA RUGOSIDAD SUPERFICIAL

Perfilómetro de escamas de pescado Escaneado 3D

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 superficial, 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 estrías, o circuli, de la superficie externa 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.

AHORA, HABLEMOS DE SU SOLICITUD

CHAT EN VIVO

Análisis Mecánico Dinámico (AMD) Barrido de frecuencias en polímeros

BARRIDO DE FRECUENCIA DMA

EN POLÍMEROS MEDIANTE NANOINDENTACIÓN

Preparado por

Doctor Duanjie Li

INTRODUCCIÓN

IMPORTANCIA DEL ANÁLISIS MECÁNICO DINÁMICO PRUEBA DE BARRIDO DE FRECUENCIA

La frecuencia cambiante de la tensión suele provocar variaciones en el módulo complejo, que es una propiedad mecánica crítica de los polímeros. Por ejemplo, los neumáticos están sometidos a altas deformaciones cíclicas cuando los vehículos circulan por la carretera. La frecuencia de la presión y la deformación cambia a medida que el coche acelera a mayor velocidad. Este cambio puede provocar variaciones en las propiedades viscoelásticas del neumático, que son factores importantes para el rendimiento del coche. Se necesita una prueba fiable y repetible del comportamiento viscoelástico de los polímeros a diferentes frecuencias. El módulo Nano del NANOVEA Comprobador mecánico genera una carga sinusoidal mediante un actuador piezoeléctrico de alta precisión y mide directamente la evolución de la fuerza y el desplazamiento utilizando una célula de carga ultrasensible y un condensador. La combinación de fácil configuración y alta precisión lo convierte en una herramienta ideal para el barrido de frecuencias del Análisis Mecánico Dinámico.

Los materiales viscoelásticos presentan características viscosas y elásticas cuando se deforman. Las largas cadenas moleculares de los materiales poliméricos contribuyen a sus propiedades viscoelásticas únicas, es decir, una combinación de las características de los sólidos elásticos y los fluidos newtonianos. La tensión, la temperatura, la frecuencia y otros factores influyen en las propiedades viscoelásticas. El análisis mecánico dinámico, también conocido como DMA, estudia el comportamiento viscoelástico y el módulo complejo del material aplicando una tensión sinusoidal y midiendo el cambio de deformación.

OBJETIVO DE MEDICIÓN

En esta aplicación, estudiamos las propiedades viscoelásticas de una muestra de neumático pulido a diferentes frecuencias DMA utilizando el Probador Mecánico Más Potente, NANOVEA PB1000, en Nanoindentación modo.

NANOVEA

PB1000

nanoindentador y rayador Nanovea PB1000

CONDICIONES DE ENSAYO

FRECUENCIAS (Hz):

0.1, 1.5, 10, 20

TIEMPO DE FLUENCIA EN CADA FREC.

50 segundos

TENSIÓN DE OSCILACIÓN

0.1 V

TENSIÓN DE CARGA

1 V

tipo de penetrador

Esférica

Diamante | 100 μm

RESULTADOS Y DEBATE

El barrido de frecuencia del Análisis Dinámico Mecánico a la carga máxima permite una medición rápida y sencilla de las características viscoelásticas de la muestra a diferentes frecuencias de carga en un solo ensayo. El desplazamiento de fase y las amplitudes de las ondas de carga y desplazamiento a diferentes frecuencias pueden utilizarse para calcular una variedad de propiedades viscoelásticas fundamentales del material, entre ellas Módulo de almacenamiento, Módulo de pérdida y Tan (δ) como se resume en los siguientes gráficos. 

Las frecuencias de 1, 5, 10 y 20 Hz en este estudio, corresponden a velocidades de unos 7, 33, 67 y 134 km por hora. A medida que la frecuencia de ensayo aumenta de 0,1 a 20 Hz, puede observarse que tanto el módulo de almacenamiento como el módulo de pérdida aumentan progresivamente. Tan (δ) disminuye de ~0,27 a 0,18 a medida que la frecuencia aumenta de 0,1 a 1 Hz, y luego aumenta gradualmente hasta ~0,55 cuando se alcanza la frecuencia de 20 Hz. El barrido de frecuencia DMA permite medir las tendencias del módulo de almacenamiento, el módulo de pérdida y Tan (δ), que proporcionan información sobre el movimiento de los monómeros y la reticulación, así como sobre la transición vítrea de los polímeros. Aumentando la temperatura mediante una placa calefactora durante el barrido de frecuencia, puede obtenerse una imagen más completa de la naturaleza del movimiento molecular en diferentes condiciones de ensayo.

EVOLUCIÓN DE LA CARGA Y LA PROFUNDIDAD

DEL BARRIDO COMPLETO DE FRECUENCIAS DMA

CARGA Y PROFUNDIDAD vs TIEMPO A DIFERENTES FRECUENCIAS

MÓDULO DE ALMACENAMIENTO

A DIFERENTES FRECUENCIAS

MÓDULO DE PÉRDIDA

A DIFERENTES FRECUENCIAS

TAN (δ)

A DIFERENTES FRECUENCIAS

CONCLUSIÓN

En este estudio, mostramos la capacidad del Comprobador Mecánico NANOVEA para realizar la prueba de barrido de frecuencia del Análisis Mecánico Dinámico en una muestra de neumático. Esta prueba mide las propiedades viscoelásticas del neumático a diferentes frecuencias de tensión. El neumático muestra un aumento del módulo de almacenamiento y de pérdida a medida que la frecuencia de carga aumenta de 0,1 a 20 Hz. Proporciona información útil sobre los comportamientos viscoelásticos del neumático funcionando a diferentes velocidades, lo cual es esencial para mejorar el rendimiento de los neumáticos y conseguir una conducción más suave y segura. El ensayo de barrido de frecuencia DMA puede realizarse a distintas temperaturas para imitar el entorno de trabajo realista del neumático bajo distintas condiciones meteorológicas.

En el Nano Módulo del Comprobador Mecánico NANOVEA, la aplicación de carga con el piezo rápido es independiente de la medición de carga realizada por una galga extensométrica separada de alta sensibilidad. Esto supone una clara ventaja durante el Análisis Mecánico Dinámico, ya que la fase entre la profundidad y la carga se mide directamente a partir de los datos recogidos del sensor. El cálculo de la fase es directo y no necesita un modelado matemático que añada imprecisión a la pérdida resultante y al módulo de almacenamiento. Este no es el caso de un sistema basado en bobinas.

En conclusión, la DMA mide la pérdida y el módulo de almacenamiento, el módulo complejo y Tan (δ) en función de la profundidad de contacto, el tiempo y la frecuencia. La etapa de calentamiento opcional permite determinar la temperatura de transición de fase de los materiales durante la DMA. Los comprobadores mecánicos NANOVEA ofrecen módulos Nano y Micro multifunción inigualables en una única plataforma. Los módulos Nano y Micro incluyen modos de ensayo de rayado, dureza y desgaste, lo que proporciona la gama de ensayos más amplia y fácil de usar disponible en un solo módulo.

AHORA, HABLEMOS DE SU SOLICITUD

CHAT EN VIVO

Topografía de la lente Fresnel

LENTE FRESCA

DIMENSIONES MEDIANTE PERFILOMETRÍA 3D

Preparado por

Duanjie Li y Benjamin Mell

INTRODUCCIÓN

Una lente es un dispositivo óptico de simetría axial que transmite y refracta la luz. Una lente sencilla consta de un único componente óptico para converger o divergir la luz. Aunque las superficies esféricas no son la forma ideal para fabricar una lente, a menudo se utilizan como la forma más sencilla que puede tener el vidrio esmerilado y pulido.

Una lente de Fresnel consiste en una serie de anillos concéntricos, que son partes delgadas de una lente simple con una anchura tan pequeña como unas milésimas de pulgada. Las lentes de Fresnel tienen una gran apertura y una distancia focal corta, con un diseño compacto que reduce el peso y el volumen del material necesario, en comparación con las lentes convencionales con las mismas propiedades ópticas. Debido a la delgada geometría de la lente de Fresnel, se pierde muy poca luz por absorción.

IMPORTANCIA DE LA PERFILOMETRÍA 3D SIN CONTACTO PARA LA INSPECCIÓN DE LENTES FRESNEL

Las lentes Fresnel se utilizan mucho en la industria del automóvil, los faros, la energía solar y los sistemas ópticos de aterrizaje de los portaaviones. Moldear o estampar las lentes en plásticos transparentes puede hacer que su producción sea rentable. La calidad de servicio de las lentes Fresnel depende sobre todo de la precisión y la calidad superficial de su anillo concéntrico. A diferencia de la técnica de palpación, NANOVEA Perfiladores ópticos realizar mediciones de superficies en 3D sin tocar la superficie, evitando el riesgo de hacer nuevos arañazos. La técnica de luz cromática es ideal para escanear con precisión formas complejas, como lentes de distintas geometrías.

ESQUEMA DE LA LENTE FRESNEL

Las lentes Fresnel de plástico transparente pueden fabricarse por moldeo o estampación. Un control de calidad preciso y eficaz es fundamental para detectar moldes o estampados de producción defectuosos. Midiendo la altura y el paso de los anillos concéntricos, pueden detectarse variaciones de producción comparando los valores medidos con los valores de especificación dados por el fabricante de la lente.

La medición precisa del perfil de la lente garantiza que los moldes o sellos se mecanizan correctamente para ajustarse a las especificaciones del fabricante. Además, el sello puede desgastarse progresivamente con el tiempo, haciendo que pierda su forma inicial. Una desviación constante de las especificaciones del fabricante de la lente es un indicio positivo de que el molde necesita ser sustituido.

OBJETIVO DE MEDICIÓN

En esta aplicación, mostramos NANOVEA ST400, un perfilador 3D sin contacto con un sensor de alta velocidad, que proporciona un análisis completo del perfil 3D de un componente óptico de forma compleja.Para demostrar las notables capacidades de nuestra tecnología de luz cromática, el análisis del contorno se realiza en una lente Fresnel.

NANOVEA

ST400

La lente acrílica Fresnel de 2,3" x 2,3" utilizada para este estudio consta de 

una serie de anillos concéntricos y un complejo perfil de sección transversal dentada. 

Tiene una distancia focal de 1,5" y un diámetro de tamaño efectivo de 2,0", 

125 ranuras por pulgada, y un índice de refracción de 1,49.

La exploración NANOVEA ST400 de la lente Fresnel muestra un notable aumento de la altura de los anillos concéntricos, moviéndose hacia fuera desde el centro.

2D FALSE COLOR

Representación de la altura

VISTA 3D

PERFIL EXTRAÍDO

PICO Y VALLE

Análisis dimensional del perfil

CONCLUSIÓN

En esta aplicación, hemos demostrado que el perfilómetro óptico sin contacto NANOVEA ST400 mide con precisión la topografía de la superficie de las lentes Fresnel. 

La dimensión de la altura y el paso pueden determinarse con precisión a partir del complejo perfil dentado utilizando el software de análisis NANOVEA. Los usuarios pueden inspeccionar eficazmente la calidad de los moldes o sellos de producción comparando las dimensiones de altura y paso del anillo de las lentes fabricadas con la especificación ideal del anillo.

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

Los Perfiladores Ópticos NANOVEA miden prácticamente cualquier superficie en campos como Semiconductores, Microelectrónica, Solar, Fibra Óptica, Automoción, Aeroespacial, Metalurgia, Mecanizado, Recubrimientos, Farmacéutico, Biomédico, Medioambiental y muchos otros.

 

AHORA, HABLEMOS DE SU SOLICITUD

CHAT EN VIVO
Control de calidad de piezas mecanizadas

Inspección de piezas mecanizadas

PIEZAS MECANIZADAS

inspección a partir de un modelo CAD mediante perfilometría 3D

Autor:

Doctor Duanjie Li

Revisado por

Jocelyn Esparza

Inspección de piezas mecanizadas con un perfilómetro

INTRODUCCIÓN

La demanda de mecanizado de precisión capaz de crear geometrías complejas ha ido en aumento en todo un espectro de industrias. Desde la industria aeroespacial, médica y automovilística hasta los engranajes tecnológicos, la maquinaria y los instrumentos musicales, la innovación y la evolución continuas llevan las expectativas y los niveles de precisión a nuevas cotas. En consecuencia, asistimos al aumento de la demanda de técnicas e instrumentos de inspección rigurosos para garantizar la máxima calidad de los productos.

Importancia de la perfilometría 3D sin contacto para la inspección de piezas

La comparación de las propiedades de las piezas mecanizadas con sus modelos CAD es esencial para verificar las tolerancias y el cumplimiento de las normas de producción. La inspección durante el tiempo de servicio también es crucial, ya que el desgaste de las piezas puede exigir su sustitución. Identificar a tiempo cualquier desviación de las especificaciones requeridas ayudará a evitar costosas reparaciones, paradas de producción y una reputación empañada.

A diferencia de la técnica de palpación, el NANOVEA Perfiladores ópticos realizan escaneados de superficies 3D con contacto cero, lo que permite realizar mediciones rápidas, precisas y no destructivas de formas complejas con la máxima precisión.

OBJETIVO DE MEDICIÓN

En esta aplicación, mostramos NANOVEA HS2000, un perfilador 3D sin contacto con un sensor de alta velocidad, que realiza una inspección completa de la superficie en cuanto a dimensión, radio y rugosidad. 

Todo en menos de 40 segundos.

NANOVEA

HS2000

MODELO CAD

Una medición precisa de la dimensión y la rugosidad superficial de la pieza mecanizada es fundamental para asegurarse de que cumple las especificaciones, tolerancias y acabados superficiales deseados. A continuación se presentan el modelo 3D y el plano de ingeniería de la pieza que se va a inspeccionar. 

VISTA EN FALSO COLOR

La vista en falso color del modelo CAD y la superficie de la pieza mecanizada escaneada se comparan en la FIGURA 3. La variación de altura en la superficie de la muestra puede observarse por el cambio de color.

Se extraen tres perfiles 2D del escaneado 3D de la superficie, como se indica en la FIGURA 2, para verificar aún más la tolerancia dimensional de la pieza mecanizada.

COMPARACIÓN DE PERFILES Y RESULTADOS

Los perfiles 1 a 3 se muestran en las FIGURAS 3 a 5. La inspección de tolerancia cuantitativa se lleva a cabo comparando el perfil medido con el modelo CAD para mantener unos estándares de fabricación rigurosos. El Perfil 1 y el Perfil 2 miden el radio de diferentes zonas de la pieza mecanizada curva. La variación de altura del Perfil 2 es de 30 µm en una longitud de 156 mm, lo que cumple el requisito de tolerancia deseado de ±125 µm. 

Estableciendo un valor límite de tolerancia, el software de análisis puede determinar automáticamente el aprobado o el suspenso de la pieza mecanizada.

Inspección de piezas de máquinas con un perfilómetro

La rugosidad y la uniformidad de la superficie de la pieza mecanizada desempeñan un papel importante para garantizar su calidad y funcionalidad. La FIGURA 6 es una superficie extraída del escaneado padre de la pieza mecanizada que se utilizó para cuantificar el acabado superficial. La rugosidad superficial media (Sa) se calculó en 2,31 µm.

CONCLUSIÓN

En este estudio, hemos mostrado cómo el perfilador sin contacto NANOVEA HS2000, equipado con un sensor de alta velocidad, realiza una inspección superficial exhaustiva de las dimensiones y la rugosidad. 

Los escaneados de alta resolución permiten a los usuarios medir con detalle la morfología y las características superficiales de las piezas mecanizadas y compararlas cuantitativamente con sus modelos CAD. El instrumento también es capaz de detectar cualquier defecto, incluidos arañazos y grietas. 

El análisis avanzado de contornos sirve como herramienta inigualable no sólo para determinar si las piezas mecanizadas cumplen las especificaciones establecidas, sino también para evaluar los mecanismos de fallo de los componentes desgastados.

Los datos mostrados aquí representan sólo una parte de los cálculos posibles con el software de análisis avanzado que viene equipado con cada Perfilador Óptico NANOVEA.

 

AHORA, HABLEMOS DE SU SOLICITUD

CHAT EN VIVO
Ensayos de desgaste por rozamiento Tribología

Evaluación del desgaste por rozamiento

EVALUACIÓN DEL DESGASTE POR ROZAMIENTO

Evaluación del desgaste por rozamiento en la aviación

Autor:

Doctor Duanjie Li

Revisado por

Jocelyn Esparza

Evaluación del desgaste por rozamiento en minería y metalurgia

INTRODUCCIÓN

El rozamiento es "un proceso especial de desgaste que se produce en la zona de contacto entre dos materiales sometidos a carga y sometidos a un movimiento relativo mínimo por vibración u otra fuerza". Cuando las máquinas están en funcionamiento, se producen inevitablemente vibraciones en las uniones atornilladas o con pasadores, entre componentes que no están destinados a moverse y en acoplamientos y cojinetes oscilantes. La amplitud de este movimiento de deslizamiento relativo suele ser del orden de micrómetros a milímetros. Este movimiento repetitivo de baja amplitud provoca un grave desgaste mecánico localizado y transferencia de material en la superficie, lo que puede reducir la eficacia de la producción, el rendimiento de la máquina o incluso dañarla.

Importancia de lo cuantitativo
Evaluación del desgaste por rozamiento

El desgaste por frotamiento a menudo implica varios mecanismos de desgaste complejos que tienen lugar en la superficie de contacto, incluida la abrasión de dos cuerpos, la adhesión y/o el desgaste por fatiga por frotamiento. Con el fin de comprender el mecanismo de desgaste por frotamiento y seleccionar el mejor material para la protección contra el desgaste por frotamiento, es necesaria una evaluación fiable y cuantitativa del desgaste por frotamiento. El comportamiento del desgaste por frotamiento se ve influido significativamente por el entorno de trabajo, como la amplitud de desplazamiento, la carga normal, la corrosión, la temperatura, la humedad y la lubricación. Un método versátil tribómetro que puedan simular las diferentes condiciones de trabajo realistas serán ideales para la evaluación del desgaste por rozamiento.

Steven R. Lampman, Manual ASM: Volumen 19: Fatiga y fractura
http://www.machinerylubrication.com/Read/693/fretting-wear

OBJETIVO DE MEDICIÓN

En este estudio, evaluamos los comportamientos de desgaste por rozamiento de una muestra de acero inoxidable SS304 a diferentes velocidades de oscilación y temperaturas para mostrar la capacidad de NANOVEA T50 Tribómetro en la simulación del proceso de desgaste por frotamiento del metal de forma bien controlada y supervisada.

NANOVEA

T50

CONDICIONES DE ENSAYO

La resistencia al desgaste por frotamiento de una muestra de acero inoxidable SS304 se evaluó mediante NANOVEA Tribómetro utilizando un módulo de desgaste alternativo lineal. Se utilizó una bola de WC (6 mm de diámetro) como contramaterial. La pista de desgaste se examinó utilizando un NANOVEA Perfilómetro 3D sin contacto. 

La prueba de rozamiento se realizó a temperatura ambiente (TA) y a 200 °C para estudiar el efecto de la alta temperatura en la resistencia al desgaste por frotamiento de la muestra SS304. Una placa calefactora situada en la platina de la muestra calentó la muestra durante el ensayo de desgaste por fricción a 200 °C. La tasa de desgaste, Kse evaluó mediante la fórmula K=V/(F×s)donde V es el volumen desgastado, F es la carga normal, y s es la distancia de deslizamiento.

Tenga en cuenta que en este estudio se ha utilizado como ejemplo una bola de WC como contramaterial. Se puede aplicar cualquier material sólido con diferentes formas y acabados superficiales utilizando un accesorio personalizado para simular la situación de aplicación real.

PARÁMETROS DE PRUEBA

de las mediciones de desgaste

RESULTADOS Y DEBATE

El perfil 3D de la huella de desgaste permite determinar de forma directa y precisa la pérdida de volumen de la huella de desgaste calculada por el NANOVEA Software de análisis de montañas. 

El ensayo de desgaste alternativo a baja velocidad de 100 rpm y temperatura ambiente muestra una pequeña huella de desgaste de 0,014 mm.³. En comparación, la prueba de desgaste por rozamiento realizada a una velocidad elevada de 1.000 rpm crea una huella de desgaste sustancialmente mayor, con un volumen de 0,12 mm.³. Este proceso de desgaste acelerado puede atribuirse al elevado calor y a la intensa vibración generados durante el ensayo de desgaste por frotamiento, que favorecen la oxidación de los restos metálicos y provocan una abrasión severa de tres cuerpos. El ensayo de desgaste por frotamiento a una temperatura elevada de 200 °C forma una huella de desgaste mayor de 0,27 mm³.

La prueba de desgaste por rozamiento a 1000 rpm tiene una tasa de desgaste de 1,5×10-4 mm³/Nm, que es casi nueve veces superior a la del ensayo de desgaste alternativo a 100 rpm. La prueba de desgaste por rozamiento a temperatura elevada acelera aún más la tasa de desgaste hasta 3,4×10-4 mm³/Nm. Una diferencia tan significativa en la resistencia al desgaste medida a diferentes velocidades y temperaturas muestra la importancia de simulaciones adecuadas del desgaste por rozamiento para aplicaciones realistas.

El comportamiento del desgaste puede cambiar drásticamente cuando se introducen en el tribosistema pequeños cambios en las condiciones de ensayo. La versatilidad del NANOVEA El tribómetro permite medir el desgaste en diversas condiciones, como alta temperatura, lubricación, corrosión y otras. El control preciso de la velocidad y la posición mediante el motor avanzado permite a los usuarios realizar la prueba de desgaste a velocidades que oscilan entre 0,001 y 5000 rpm, lo que lo convierte en una herramienta ideal para que los laboratorios de investigación/pruebas investiguen el desgaste por rozamiento en diferentes condiciones tribológicas.

Pistas de desgaste por rozamiento en diversas condiciones

bajo el microscopio óptico

Huellas de desgaste por rozamiento en diversas condiciones bajo el microscopio óptico

PERFILES 3D WEAR TRACKs

profundizar en los conocimientos fundamentales
del mecanismo de desgaste por rozamiento

perfiles 3d de la pista de desgaste - trasteado

RESUMEN DE RESULTADOS DE LAS PISTAS DE DESGASTE

medido utilizando diferentes parámetros de ensayo

CONCLUSIÓN

En este estudio, mostramos la capacidad del NANOVEA Tribometer en la evaluación del comportamiento de desgaste por rozamiento de una muestra de acero inoxidable SS304 de forma bien controlada y cuantitativa. 

La velocidad y la temperatura de ensayo desempeñan un papel fundamental en la resistencia al desgaste por frotamiento de los materiales. El elevado calor y la intensa vibración durante el fretado provocaron un desgaste sustancialmente acelerado de la muestra de SS304 en cerca de nueve veces. La elevada temperatura de 200 °C aumentó la tasa de desgaste a 3,4×10-4 mm3/Nm. 

La versatilidad del NANOVEA El tribómetro lo convierte en una herramienta ideal para medir el desgaste por rozamiento en diversas condiciones, como alta temperatura, lubricación, corrosión y otras.

NANOVEA Los tribómetros ofrecen pruebas de desgaste y fricción precisas y repetibles mediante modos rotativos y lineales conformes con las normas ISO y ASTM, con módulos opcionales de desgaste a alta temperatura, lubricación y tribo-corrosión disponibles en un sistema preintegrado. Nuestra incomparable gama es una solución ideal para determinar toda la gama de propiedades tribológicas de revestimientos, películas y sustratos finos o gruesos, blandos o duros.

AHORA, HABLEMOS DE SU SOLICITUD

CHAT EN VIVO

Inspección de la rugosidad superficial de los comprimidos farmacéuticos

Comprimidos farmacéuticos

Inspección de la rugosidad con perfilómetros 3D

Autor:

Jocelyn Esparza

Introducción

Los comprimidos farmacéuticos son las dosis medicinales más utilizadas en la actualidad. Cada comprimido está compuesto por una combinación de sustancias activas (las sustancias químicas que producen el efecto farmacológico) y sustancias inactivas (desintegrante, aglutinante, lubricante, diluyente, normalmente en forma de polvo). A continuación, las sustancias activas e inactivas se comprimen o moldean en un sólido. A continuación, según las especificaciones del fabricante, los comprimidos se recubren o no.

Para ser eficaces, los recubrimientos de los comprimidos deben seguir los finos contornos de los logotipos o caracteres en relieve de los comprimidos, deben ser lo bastante estables y resistentes para soportar la manipulación del comprimido y no deben hacer que los comprimidos se peguen entre sí durante el proceso de recubrimiento. Los comprimidos actuales suelen tener un recubrimiento a base de polisacáridos y polímeros que incluyen sustancias como pigmentos y plastificantes. Los dos tipos más comunes de recubrimientos de comprimidos son los recubrimientos de película y los recubrimientos de azúcar. En comparación con los recubrimientos de azúcar, los recubrimientos de película son menos voluminosos, más duraderos y su preparación y aplicación requieren menos tiempo. Sin embargo, los recubrimientos peliculares tienen más dificultades para disimular el aspecto de las tabletas.

Los recubrimientos de los comprimidos son esenciales para protegerlos de la humedad, enmascarar el sabor de los ingredientes y facilitar su deglución. Y lo que es más importante, el recubrimiento del comprimido controla la localización y la velocidad de liberación del fármaco.

OBJETIVO DE MEDICIÓN

En esta aplicación, utilizamos el Perfilador óptico NANOVEA y el software avanzado Mountains para medir y cuantificar la topografía de varias píldoras prensadas de marca (1 recubierta y 2 sin recubrir) para comparar su rugosidad superficial.

Se supone que Advil (recubierto) tendrá la menor rugosidad superficial debido al recubrimiento protector que tiene.

NANOVEA

HS2000

Condiciones de la prueba

Se escanearon tres lotes de comprimidos prensados farmacéuticos de marca con el Nanovea HS2000
utilizando un sensor de línea de alta velocidad para medir diversos parámetros de rugosidad superficial según la norma ISO 25178.

Área de exploración

2 x 2 mm

Resolución de escaneado lateral

5 x 5 μm

Tiempo de exploración

4 segundos

Muestras

Resultados y debate

Tras escanear los comprimidos, se realizó un estudio de la rugosidad superficial con el software de análisis avanzado Mountains para calcular la media superficial, la media cuadrática y la altura máxima de cada comprimido.

Los valores calculados apoyan la hipótesis de que Advil tiene una menor rugosidad superficial debido a la capa protectora que recubre sus ingredientes. Tylenol presenta la mayor rugosidad superficial de los tres comprimidos medidos.

Se elaboró un mapa de altura 2D y 3D de la topografía de la superficie de cada tableta que muestra las distribuciones de altura medidas. Se seleccionó una de las cinco tabletas para representar los mapas de altura de cada marca. Estos mapas de altura son una gran herramienta para la detección visual de características superficiales periféricas, como hoyos o picos.

Conclusión

En este estudio, analizamos y comparamos la rugosidad superficial de tres píldoras farmacéuticas prensadas de marca: Advil, Tylenol y Excedrin. Advil demostró tener la rugosidad superficial media más baja. Esto puede atribuirse a la presencia del revestimiento naranja que recubre el fármaco. Por el contrario, tanto Excedrin como Tylenol carecen de recubrimiento, pero su rugosidad superficial sigue siendo diferente. Tylenol demostró tener la mayor rugosidad superficial media de todos los comprimidos estudiados.

Utilización de la NANOVEA HS2000 con sensor de línea de alta velocidad, pudimos medir 5 pastillas en menos de 1 minuto. Esto puede resultar útil para las pruebas de control de calidad de cientos de pastillas en una producción actual.

AHORA, HABLEMOS DE SU SOLICITUD

CHAT EN VIVO

Micropartículas: Resistencia a la compresión y microindentación

MICROPARTÍCULAS

RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN Y MICROINDENTACIÓN
PROBANDO SALES

Autor:
Jorge Ramírez

Revisado por:
Jocelyn Esparza

INTRODUCCIÓN

La resistencia a la compresión se ha convertido en un elemento vital para la medición del control de calidad en el desarrollo y la mejora de las micropartículas nuevas y existentes y las microcaracterísticas (pilares y esferas) que se ven hoy en día. Las micropartículas tienen diversas formas y tamaños y pueden desarrollarse a partir de cerámica, vidrio, polímeros y metales. Sus usos incluyen la administración de fármacos, la mejora del sabor de los alimentos y las formulaciones de hormigón, entre muchos otros. El control de las propiedades mecánicas de las micropartículas o microcaracterísticas es fundamental para su éxito y requiere la capacidad de caracterizar cuantitativamente su integridad mecánica.  

IMPORTANCIA DE LA PROFUNDIDAD FRENTE A LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE LA CARGA

Los instrumentos estándar de medición de la compresión no son capaces de soportar cargas bajas y no proporcionan los resultados adecuados. datos de profundidad de las micropartículas. Mediante el uso de Nano o Microindentaciónla resistencia a la compresión de las nanopartículas o micropartículas (blandas o duras) puede medirse con exactitud y precisión.  

OBJETIVO DE MEDICIÓN

En esta nota de aplicación medimos  la resistencia a la compresión de la sal con el Comprobador mecánico NANOVEA en modo micro indentación.

NANOVEA

CB500

CONDICIONES DE ENSAYO

fuerza máxima

30 N

tasa de carga

60 N/min

velocidad de descarga

60 N/min

tipo de penetrador

Punzón plano

Acero | 1mm Diámetro

Curvas de carga en función de la profundidad

Resultados y debate

Altura, fuerza de rotura y resistencia de las partículas 1 y 2

El fallo de la partícula se determinó en el punto en el que la pendiente inicial de la curva de fuerza frente a profundidad comenzó a disminuir notablemente, lo que indica que el material ha alcanzado un límite elástico y ya no es capaz de resistir las fuerzas de compresión aplicadas. Una vez superado el límite elástico, la profundidad de indentación comienza a aumentar exponencialmente durante el periodo de carga. Estos comportamientos pueden observarse en Curvas de carga en función de la profundidad para ambas muestras.

CONCLUSIÓN

En conclusión, hemos demostrado cómo la NANOVEA Comprobador mecánico en modo de microindentación es una gran herramienta para las pruebas de resistencia a la compresión de micropartículas. Aunque las partículas ensayadas están hechas del mismo material, se sospecha que los diferentes puntos de fallo medidos en este estudio se debieron probablemente a microfisuras preexistentes en las partículas y a tamaños de partícula variables. Cabe señalar que, en el caso de los materiales frágiles, existen sensores de emisión acústica para medir el inicio de la propagación de la grieta durante un ensayo.


En NANOVEA Comprobador mecánico ofrece resoluciones de desplazamiento en profundidad hasta el nivel subnanométrico,
lo que la convierte también en una gran herramienta para el estudio de micropartículas o rasgos muy frágiles. Para micropartículas blandas y frágiles
materiales, es posible aplicar cargas de hasta 0,1 mN con nuestro módulo de nanoindentación.

AHORA, HABLEMOS DE SU SOLICITUD

CHAT EN VIVO

Rodamientos de Bolas: Estudio de Resistencia al Desgaste por Fuerzas Elevadas



INTRODUCCIÓN

Un rodamiento de bolas utiliza bolas para reducir la fricción rotacional y soportar cargas radiales y axiales. Las bolas que ruedan entre las pistas del rodamiento producen un coeficiente de fricción (COF) mucho menor en comparación con dos superficies planas que se deslizan una contra otra. Los rodamientos de bolas suelen estar expuestos a elevados niveles de tensión de contacto, desgaste y condiciones ambientales extremas, como altas temperaturas. Por lo tanto, la resistencia al desgaste de las bolas bajo cargas elevadas y condiciones ambientales extremas es fundamental para prolongar la vida útil del rodamiento de bolas y reducir el coste y el tiempo de las reparaciones y sustituciones.
Los rodamientos de bolas se encuentran en casi todas las aplicaciones que implican piezas móviles. Se utilizan habitualmente en industrias de transporte como la aeroespacial y la automovilística, así como en la industria del juguete, que fabrica artículos como fidget spinner y monopatines.

EVALUACIÓN DEL DESGASTE DE LOS RODAMIENTOS DE BOLAS CON CARGAS ELEVADAS

Los rodamientos de bolas pueden fabricarse con una amplia lista de materiales. Los materiales más utilizados oscilan entre metales como el acero inoxidable y el acero al cromo o cerámicas como el carburo de wolframio (WC) y el nitruro de silicio (Si3n4). Para garantizar que los rodamientos de bolas fabricados poseen la resistencia al desgaste ideal para las condiciones de una aplicación determinada, es necesario realizar evaluaciones tribológicas fiables bajo cargas elevadas. Los ensayos tribológicos ayudan a cuantificar y contrastar los comportamientos de desgaste de diferentes rodamientos de bolas de forma controlada y monitorizada para seleccionar el mejor candidato para la aplicación en cuestión.

OBJETIVO DE MEDICIÓN

En este estudio, mostramos una Nanovea Tribómetro como herramienta ideal para comparar la resistencia al desgaste de diferentes rodamientos de bolas sometidos a cargas elevadas.

Figura 1: Montaje de la prueba de rodamientos.

PROCEDIMIENTO DE PRUEBA

El coeficiente de fricción, COF, y la resistencia al desgaste de los rodamientos de bolas fabricados con diferentes materiales se evaluaron mediante un tribómetro Nanovea. Como contramaterial se utilizó papel de lija de grano P100. Las cicatrices de desgaste de los rodamientos de bolas se examinaron utilizando un Nanovea Perfilador 3D sin contacto una vez concluidas las pruebas de desgaste. Los parámetros de las pruebas se resumen en la Tabla 1. La tasa de desgaste, Kse evaluó mediante la fórmula K=V/(F×s)donde V es el volumen desgastado, F es la carga normal y s es la distancia de deslizamiento. Las cicatrices de desgaste de las bolas se evaluaron mediante un Nanovea Perfilador 3D sin contacto para garantizar una medición precisa del volumen de desgaste.
La función automatizada de posicionamiento radial motorizado permite al tribómetro disminuir el radio de la pista de desgaste durante la duración de una prueba. Este modo de ensayo se denomina ensayo en espiral y garantiza que el rodamiento de bolas se deslice siempre sobre una nueva superficie del papel de lija (figura 2). Mejora significativamente la repetibilidad de la prueba de resistencia al desgaste de la bola. El avanzado codificador de 20 bits para el control interno de la velocidad y el codificador de 16 bits para el control externo de la posición proporcionan información precisa en tiempo real sobre la velocidad y la posición, lo que permite un ajuste continuo de la velocidad de rotación para lograr una velocidad de deslizamiento lineal constante en el contacto.
Tenga en cuenta que el papel de lija de grano P100 se utilizó para simplificar el comportamiento de desgaste entre varios materiales de bolas en este estudio y puede sustituirse por cualquier otra superficie de material. Se puede sustituir por cualquier material sólido para simular el comportamiento de una amplia gama de acoplamientos de materiales en condiciones de aplicación reales, como en líquido o lubricante.

Figura 2: Ilustración de las pasadas en espiral del rodamiento de bolas sobre el papel de lija.
Tabla 1: Parámetros de ensayo de las mediciones de desgaste.

 

RESULTADOS Y DEBATE

La tasa de desgaste es un factor vital para determinar la vida útil del rodamiento de bolas, mientras que un COF bajo es deseable para mejorar el rendimiento y la eficiencia del rodamiento. La figura 3 compara la evolución del COF de diferentes rodamientos de bolas frente al papel de lija durante las pruebas. La bola de acero al Cr muestra un aumento del COF de ~0,4 durante la prueba de desgaste, en comparación con ~0,32 y ~0,28 para los rodamientos de bolas SS440 y Al2O3. Por otro lado, la bola de WC muestra un COF constante de ~0,2 durante toda la prueba de desgaste. Se puede observar una variación del COF a lo largo de cada prueba, que se atribuye a las vibraciones causadas por el movimiento de deslizamiento de los cojinetes de bolas contra la superficie rugosa del papel de lija.

 

Figura 3: Evolución del COF durante las pruebas de desgaste.

En la Figura 4 y la Figura 5 se comparan las cicatrices de desgaste de los rodamientos de bolas tras su medición con un microscopio óptico y con el perfilador óptico sin contacto Nanovea, respectivamente, y en la Tabla 2 se resumen los resultados del análisis de la huella de desgaste. El perfilómetro 3D Nanovea determina con precisión el volumen de desgaste de los rodamientos de bolas, lo que permite calcular y comparar las tasas de desgaste de diferentes rodamientos de bolas. Se puede observar que las bolas de acero al Cr y SS440 presentan cicatrices de desgaste aplanadas mucho más grandes en comparación con las bolas de cerámica, es decir, Al2O3 y WC después de las pruebas de desgaste. Las bolas de acero al Cr y SS440 tienen índices de desgaste comparables de 3,7×10-3 y 3,2×10-3 m3/N m, respectivamente. En comparación, la bola de Al2O3 muestra una mayor resistencia al desgaste, con un índice de desgaste de 7,2×10-4 m3/N m. La bola de WC apenas presenta pequeños arañazos en la zona poco profunda de la pista de desgaste, lo que se traduce en un índice de desgaste significativamente reducido de 3,3×10-6 mm3/N m.

Figura 4: Cicatrices de desgaste de los rodamientos de bolas tras las pruebas.

Figura 5: Morfología 3D de las cicatrices de desgaste en los rodamientos de bolas.

Tabla 2: Análisis de las cicatrices de desgaste de los rodamientos de bolas.

La figura 6 muestra imágenes microscópicas de las huellas de desgaste producidas en el papel de lija por los cuatro rodamientos de bolas. Es evidente que la bola de WC produjo la huella de desgaste más severa (eliminando casi todas las partículas de arena en su camino) y posee la mejor resistencia al desgaste. En comparación, las bolas de acero al Cr y SS440 dejaron una gran cantidad de restos metálicos en la huella de desgaste del papel de lija.
Estas observaciones demuestran aún más la importancia de las ventajas de una prueba en espiral. Garantiza que el rodamiento de bolas se deslice siempre sobre una superficie nueva del papel de lija, lo que mejora significativamente la repetibilidad de una prueba de resistencia al desgaste.

Figura 6: Huellas de desgaste en el papel de lija contra diferentes rodamientos de bolas.

CONCLUSIÓN

La resistencia al desgaste de los rodamientos de bolas sometidos a alta presión desempeña un papel vital en su rendimiento de servicio. Los rodamientos de bolas cerámicas poseen una resistencia al desgaste significativamente mayor en condiciones de alta tensión y reducen el tiempo y el coste debidos a la reparación o sustitución de los rodamientos. En este estudio, el rodamiento de bolas de WC presenta una resistencia al desgaste sustancialmente mayor en comparación con los rodamientos de acero, lo que lo convierte en un candidato ideal para aplicaciones de rodamientos en las que se produce un desgaste severo.
El tribómetro Nanovea está diseñado con capacidad de alto par para cargas de hasta 2.000 N y motor preciso y controlado para velocidades de rotación de 0,01 a 15.000 rpm. Ofrece pruebas repetibles de desgaste y fricción mediante modos rotativos y lineales conformes a 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 actúa como una herramienta ideal para evaluar cuantitativamente los comportamientos tribológicos de materiales superiores resistentes al desgaste bajo cargas elevadas.
Un perfilador 3D sin contacto Nanovea proporciona mediciones precisas del volumen de desgaste y actúa como una herramienta para analizar la morfología detallada de las huellas de desgaste, proporcionando información adicional en la comprensión fundamental de los mecanismos de desgaste.

Preparado por
Duanjie Li, PhD, Jonathan Thomas y Pierre Leroux

Tornillos dentales-medición-dimensional-mediante-profilómetro-3d

Herramientas dentales: Análisis dimensional y de rugosidad superficial



INTRODUCCIÓN

 

Tener unas dimensiones precisas y una rugosidad superficial óptima es vital para la funcionalidad de los tornillos dentales. Muchas dimensiones de los tornillos dentales requieren una gran precisión, como los radios, los ángulos, las distancias y las alturas de los escalones. Comprender la rugosidad de la superficie local también es muy importante para cualquier herramienta o pieza médica que se inserte en el interior del cuerpo humano para minimizar la fricción por deslizamiento.

 

 

PERFILOMETRÍA SIN CONTACTO PARA ESTUDIO DIMENSIONAL

 

Nanovea Perfiladores 3D sin contacto utilizan una tecnología basada en luz cromática para medir cualquier superficie de material: transparente, opaca, especular, difusiva, pulida o rugosa. A diferencia de la técnica de sonda de contacto, la técnica sin contacto puede medir dentro de zonas estrechas y no añadirá errores intrínsecos debidos a la deformación causada por la presión de la punta sobre un material plástico más blando. La tecnología basada en luz cromática también ofrece precisiones laterales y de altura superiores en comparación con la tecnología de variación de enfoque. Los perfiladores Nanovea pueden escanear grandes superficies directamente sin costura y perfilar la longitud de una pieza en pocos segundos. Gracias a la capacidad del perfilador para medir superficies sin necesidad de complejos algoritmos que manipulen los resultados, es posible medir características superficiales de rango nanométrico a macrométrico y ángulos de superficie elevados.

 

 

OBJETIVO DE MEDICIÓN

 

En esta aplicación, se utilizó el perfilómetro óptico Nanovea ST400 para medir un tornillo dental a lo largo de características planas y roscadas en una sola medición. La rugosidad de la superficie se calculó a partir del área plana, y se determinaron varias dimensiones de las características roscadas.

 

control de calidad de los tornillos dentales

Muestra de tornillo dental analizada por NANOVEA Perfilador óptico.

 

Muestra de tornillo dental analizada.

 

RESULTADOS

 

Superficie 3D

La vista en 3D y la vista en falso color del tornillo dental muestran una zona plana con roscado que comienza a ambos lados. Proporciona a los usuarios una herramienta sencilla para observar directamente la morfología del tornillo desde diferentes ángulos. El área plana se extrajo del escaneado completo para medir su rugosidad superficial.

 

 

Análisis de superficies 2D

También pueden extraerse perfiles lineales de la superficie para mostrar una vista transversal del tornillo. El análisis de contornos y los estudios de altura de escalón se utilizaron para medir dimensiones precisas en un lugar determinado del tornillo.

 

 

CONCLUSIÓN

 

En esta aplicación, hemos mostrado la capacidad del Nanovea 3D Non-Contact Profiler para calcular con precisión la rugosidad local de la superficie y medir características de grandes dimensiones en un solo escaneado.

Los datos muestran una rugosidad superficial local de 0,9637 μm. Se determinó que el radio del tornillo entre roscas era de 1,729 mm, y las roscas tenían una altura media de 0,413 mm. Se determinó que el ángulo medio entre las roscas era de 61,3°.

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

 

Preparado por
Duanjie Li, Doctor, Jonathan Thomas y Pierre Leroux

Copyright © 2024 Nanovea. Todos los derechos reservados.