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AR Catégorie : Notes d'application
Mesure du bord de l'outil de coupe en quelques secondes
Irvine CA, 27 juillet 2016 - La profilométrie conventionnelle balaie les surfaces des échantillons à partir d'une direction unique et fixe. Cela ne convient que pour mesurer des échantillons suffisamment plats, par opposition aux formes cylindriques qui nécessitent une rotation précise de 360°. Pour une application telle que la caractérisation de l'arête de coupe hélicoïdale d'un outil, une machine conventionnelle nécessiterait plusieurs scans sous différents angles de la pièce entière, ainsi qu'une importante manipulation des données post-scan. Cela prend souvent trop de temps pour les applications de contrôle de qualité qui ne nécessitent que des mesures de régions très spécifiques.
La platine rotative de NANOVEA résout ce problème grâce au contrôle simultané du mouvement des axes latéraux et rotatifs. Cette technique élimine la nécessité de mesurer l'ensemble de la pièce et de procéder à un réalignement continu, ce qui prend beaucoup de temps. Au lieu de cela, la circonférence complète de l'arête de coupe peut être déterminée en quelques secondes. Tous les angles et caractéristiques souhaités peuvent être déterminés directement à partir du scan, sans qu'il soit nécessaire d'assembler plusieurs fichiers.
La technique confocale chromatique de NANOVEA offre une résolution, jusqu'à 2,7 nm, et une précision bien supérieures à celles des concurrents de la variation de focalisation. La hauteur de surface brute est mesurée directement à partir de la détection de la longueur d'onde focalisée sur la surface, sans aucune des erreurs causées par les techniques d'interférométrie, sans limitation du champ de vision et sans nécessité de préparer la surface de l'échantillon. Les matériaux présentant une réflectivité extrêmement élevée ou faible peuvent être facilement mesurés et les angles de paroi très élevés sont caractérisés avec précision sans aucun problème.
Couplé au capteur de ligne de NANOVEA, une barre de données d'une largeur maximale de 4,78 mm peut être capturée en un seul passage, tout en se déplaçant linéairement jusqu'à 150 mm dans la direction du balayage. Simultanément, la platine rotative peut faire tourner l'échantillon à la vitesse souhaitée. Ensemble, ce système permet de créer une carte de hauteur 3D continue de toute la circonférence d'une arête de coupe, quel que soit le pas ou le rayon, en une fraction du temps par rapport aux autres technologies.
Voir la note d'application : Mesure de la rotation à l'aide de la profilométrie 3D
Morphologie des polymères par déformation thermique
La déformation de la surface des matériaux induite par des éléments environnementaux tels que la température, l'humidité et la corrosion est vitale pour sa qualité de service et sa fonctionnalité. La mesure précise de la morphologie des polymères en 3D permet de quantifier les déformations physiques de la forme, de la rugosité, du volume et de la surface de la surface, etc. Les surfaces sujettes aux déformations dues à l'usure de contact, à la chaleur élevée et autres doivent être inspectées régulièrement pour garantir la fiabilité des performances.
Morphologie des polymères par déformation thermique à l'aide de la profilométrie 3D
Propriétés mécaniques du téflon à haute température
À des températures élevées, la chaleur modifie les propriétés mécaniques du téflon telles que la dureté et la viscoélasticité, ce qui peut entraîner des défaillances mécaniques. Une mesure fiable du comportement thermomécanique des matériaux polymères est nécessaire pour évaluer quantitativement les matériaux candidats pour les applications à haute température. Le Module nano de la Nanovéa Testeur Méchanique étudie la dureté, le module d'Young et le fluage en appliquant la charge avec un piézo de haute précision et en mesurant l'évolution de la force et du déplacement. Un four avancé crée une température uniforme autour de la pointe d'indentation et de la surface de l'échantillon tout au long du test de nanoindentation afin de minimiser l'effet de dérive thermique.
Propriétés mécaniques du téflon à haute température par nanoindentation
Usure réciproque de l'arc à haute température
L'ASTM G133 3 est une configuration standard largement utilisée pour tester les comportements d'usure par glissement alternatif des matériaux. En raison du mouvement de va-et-vient de l'échantillon lors des essais d'usure par mouvement alternatif, il est difficile de concevoir un four qui enferme complètement l'échantillon et atteint une température élevée et homogène. Notre étude précédente a montré que les matériaux testés à l'aide de montages alternatifs et rotatifs peuvent présenter des comportements d'usure significativement différents. Par conséquent, afin d'étudier les comportements d'usure alternatifs des matériaux à des températures élevées, nous avons développé le montage d'essai d'usure à l'arc. Il fait tourner la platine de l'échantillon pour le test pin-on-disc et l'oscille continuellement dans le sens des aiguilles d'une montre et dans le sens inverse, créant ainsi un mouvement de glissement alternatif en arc pour l'échantillon. Le contact du processus d'usure peut être totalement enfermé dans un grand four qui assure une température uniforme et stable jusqu'à 950oC autour de l'échantillon et du contre-matériau.
Usure des récipients d'arc à haute température à l'aide d'un tribomètre
Performance de la rigidité des poils de brosse à l'aide d'un tribomètre
Les brosses comptent parmi les outils les plus élémentaires et les plus utilisés au monde. Elles peuvent servir à enlever de la matière (brosse à dents, brosse archéologique, brosse de meuleuse), à appliquer de la matière (pinceau à peinture, pinceau à maquillage, pinceau à dorer), à peigner des filaments ou à ajouter un motif. En raison des forces mécaniques et abrasives qu'elles subissent, les brosses doivent constamment être remplacées après une utilisation modérée. Par exemple, les têtes des brosses à dents doivent être remplacées tous les trois ou quatre mois en raison de l'effilochage résultant d'un usage répété. Si les filaments des fibres de la brosse à dents sont trop rigides, ils risquent d'user la dent elle-même et non la plaque dentaire. Si les fibres de la brosse à dents sont trop souples, la brosse perd sa forme plus rapidement. Il est nécessaire de comprendre le changement de courbure de la brosse, ainsi que l'usure et le changement général de forme des filaments dans différentes conditions de charge pour concevoir des brosses qui répondent mieux à leur application.
Performance de la rigidité des poils de brosse à l'aide d'un tribomètre
Soustraction de la surface d'usure dentaire à l'aide de la profilométrie 3D
L'usure dentaire, c'est-à-dire la perte de matériau dentaire pour des raisons autres que les caries et les traumatismes dentaires soudains au cours d'une vie, est un processus normal chez tous les adultes. La couche supérieure d'une dent est l'émail, qui est la substance la plus dure du corps humain, et ne peut être restaurée naturellement. L'émail peut s'user d'une dent à l'autre, d'une dent à un corps étranger ou d'une dent à une couronne dentaire, ainsi qu'à la suite d'une exposition à des environnements acides. Il est important de pouvoir mesurer précisément le taux d'usure, la perte de volume et le changement de topographie d'une dent ou d'une couronne dentaire afin de pouvoir ralentir efficacement l'usure dentaire. Tous ces calculs peuvent être effectués à l'aide d'une étude de soustraction de surface.
Les études de soustraction de l'usure de surface sont essentielles dans toute application visant à étudier le changement topographique d'une zone relativement petite par rapport à l'échantillon entier. Ces études peuvent quantifier efficacement l'usure de surface, la corrosion ou le degré de similitude entre deux pièces ou moules. Il est essentiel de pouvoir mesurer précisément la surface et la perte de volume d'une zone d'intérêt afin de concevoir correctement des revêtements, des films et des substrats résistants à l'usure ou à la corrosion.
Soustraction de la surface d'usure dentaire à l'aide de la profilométrie 3D
Résistance à l'écaillage des bords par macro-indentation
La résistance des bords des matériaux fragiles à l'écaillage ou à l'effritement sous l'effet de charges concentrées est une propriété essentielle pour les céramiques de restauration dentaire, les résines composites, les dispositifs optiques montés sur chant, les mèches d'outils en céramique, les puces minces de semi-conducteurs et de nombreux autres matériaux. L'essai de résistance à l'écaillage des bords fournit une méthode pour quantifier et mesurer la résistance à la rupture, la ténacité et la résistance à l'écaillage des bords de ces matériaux. Cette méthode utilise un pénétrateur conique pour écailler le bord rectangulaire d'un échantillon fragile à des distances déterminées du bord. Des preuves archéologiques ont révélé que cette méthode est similaire à la façon dont les premiers humains sélectionnaient les pierres pour fabriquer des outils et des armes. Des centaines de milliers d'années plus tard, les essais d'écaillage des bords restent un outil essentiel pour les applications où la ténacité des bords est concernée.
Essai de résistance à l'écaillage des bords par macroindentation
Mesure de la rotation à l'aide de la profilométrie 3D
La rugosité et la texture de la surface des pièces mécaniques sont essentielles à leur utilisation finale. La surface conventionnelle profilométrie balayent généralement la surface de l'échantillon dans une seule direction. Une mesure rotative précise à 360° de pièces de forme cylindrique est nécessaire pour mesurer les caractéristiques détaillées de la surface sous différents angles. Cette inspection 3D à 360° garantit les tolérances les plus étroites dans le contrôle de la qualité des processus de fabrication. De plus, au cours de la durée de vie, l'usure crée des bosses, des fissures et des rugosités sur toute la surface de la pièce cylindrique. L'inspection de la surface sur une face de l'échantillon peut manquer des informations importantes cachées sur la face arrière.
Scan 3D des traces d'usure in situ sur un tribomètre
Conventionnel à broche sur disque ou à mouvement alternatif tribomètre enregistre le COF pendant l'essai d'usure. Le taux d'usure est mesuré après le test d'usure en déplaçant l'échantillon vers un profilomètre et en scannant les profils de section transversale de la piste d'usure. Une telle méthode peut introduire des erreurs lorsque l'échantillon possède une piste d'usure inhomogène. De plus, des échantillons tels que les revêtements multicouches présentent une résistance à l'usure différente selon les couches du revêtement. Une technique plus fiable et reproductible pour l'évaluation de l'usure est nécessaire - Nanovea a développé un tribomètre équipé d'un profilomètre 3D sans contact qui effectue un scan 3D de la piste d'usure complète sur l'étage échantillon du tribomètre. Il surveille l'évolution de la morphologie de la piste d'usure en 3D, ce qui permet aux utilisateurs de calculer avec précision le taux d'usure et de déterminer le mode de défaillance à différents stades en utilisant un seul échantillon d'essai.
Mesure de dureté Vickers à faible charge
Lors de la dureté Vickers, des erreurs inévitables sont introduites par l'utilisateur lors de la mesure de l'empreinte au microscope. En particulier à faible charge, de petites erreurs de mesure de la taille de l'empreinte produiront de grands écarts de dureté. En comparaison, l'essai de nanoindentation évalue les propriétés mécaniques d'un matériau en enfonçant la pointe du pénétrateur dans le matériau à tester et en enregistrant précisément l'évolution de la charge et du déplacement de la pointe. Il évite les erreurs de l'utilisateur dans la mesure de la taille de l'empreinte.
Mesure de la dureté Vickers à faible charge par nanoindentation
