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AR Category : Profilométrie | Rugosité et finition
Analyse de la texture de la peau d'orange d'une peinture à l'aide de la profilométrie 3D
Analyse de la texture de la peau d'orange d'une peinture à l'aide de la profilométrie 3D
Introduction
La taille et la fréquence des structures de surface sur les substrats affectent la qualité des revêtements brillants. La texture de la peau d'orange, ainsi nommée en raison de son aspect, peut se développer à partir de l'influence du substrat et de la technique d'application de la peinture. Les problèmes de texture sont généralement quantifiés par l'ondulation, la longueur d'onde et l'effet visuel qu'ils ont sur les revêtements brillants. Les textures les plus petites entraînent une réduction de la brillance, tandis que les plus grandes entraînent des ondulations visibles sur la surface revêtue. La compréhension du développement de ces textures et de sa relation avec les substrats et les techniques est essentielle au contrôle de la qualité.
Importance de la profilométrie pour la mesure de la texture
Contrairement aux instruments 2D traditionnels utilisés pour mesurer la texture brillante, la mesure 3D sans contact fournit rapidement une image 3D permettant de comprendre les caractéristiques de la surface, avec la possibilité supplémentaire d'examiner rapidement les zones d'intérêt. Sans la rapidité et l'examen en 3D, un environnement de contrôle de la qualité s'appuierait uniquement sur des informations en 2D qui ne permettent guère de prévoir l'ensemble de la surface. La compréhension des textures en 3D permet de sélectionner au mieux les mesures de traitement et de contrôle. Le contrôle de la qualité de ces paramètres repose en grande partie sur une inspection quantifiable, reproductible et fiable. Nanovea 3D sans contact Profilomètres Les profilomètres Nanovea utilisent la technologie confocale chromatique pour avoir la capacité unique de mesurer les angles abrupts rencontrés lors des mesures rapides. Les profilomètres Nanovea réussissent là où d'autres techniques ne parviennent pas à fournir des données fiables en raison du contact de la sonde, de la variation de la surface, de l'angle ou de la réflectivité.
Objectif de la mesure
Dans cette application, le Nanovea HS2000L mesure la texture de la peau d'orange d'une peinture brillante. Il existe d'innombrables paramètres de surface calculés automatiquement à partir de la numérisation de la surface 3D. Ici, nous analysons une surface 3D scannée en quantifiant les caractéristiques de la texture de la peau d'orange de la peinture.
Résultats et discussion
Le Nanovea HS2000L a quantifié les paramètres d'isotropie et de hauteur de la peinture à peau d'orange. La texture de la peau d'orange a quantifié la direction du motif aléatoire avec une isotropie de 94,4%. Les paramètres de hauteur quantifient la texture avec une différence de hauteur de 24.84µm.
La courbe du rapport de portance de la figure 4 est une représentation graphique de la distribution de la profondeur. Il s'agit d'une fonction interactive du logiciel qui permet à l'utilisateur de visualiser les distributions et les pourcentages à différentes profondeurs. Un profil extrait dans la Figure 5 donne des valeurs de rugosité utiles pour la texture de la peau d'orange. L'extraction des pics au-dessus d'un seuil de 144 microns montre la texture de la peau d'orange. Ces paramètres sont facilement ajustables à d'autres zones ou paramètres d'intérêt.
Conclusion
Dans cette application, le profilomètre 3D sans contact Nanovea HS2000L caractérise avec précision la topographie et les détails nanométriques de la texture de la peau d'orange sur un revêtement brillant. Les zones d'intérêt des mesures de surface 3D sont rapidement identifiées et analysées à l'aide de nombreuses mesures utiles (dimension, rugosité, texture de finition, topographie de forme, planéité, gauchissement, planéité, aire volumique, hauteur de marche, etc.) Des coupes transversales 2D rapidement choisies fournissent un ensemble complet de ressources de mesures de surface sur la texture de brillance. Les zones d'intérêt particulier peuvent être analysées plus en détail avec un module AFM intégré. La vitesse du profilomètre Nanovea 3D varie de <1 mm/s à 500 mm/s pour convenir aux applications de recherche et aux besoins d'inspection à grande vitesse. Les profilomètres 3D Nanovea ont une large gamme de configurations pour s'adapter à votre application.
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Analyse de la surface d'un centime en 3D avec la profilométrie sans contact
Importance de la profilométrie sans contact pour les pièces de monnaie
La monnaie est très appréciée dans la société moderne car elle est échangée contre des biens et des services. Les pièces de monnaie et les billets de papier circulent entre les mains de nombreuses personnes. Le transfert constant de monnaie physique crée une déformation de surface. La 3D de Nanovea Profilomètre scanne la topographie des pièces de monnaie frappées au cours de différentes années pour étudier les différences de surface.
Les caractéristiques des pièces de monnaie sont facilement reconnaissables par le grand public puisqu’il s’agit d’objets courants. Un centime est idéal pour présenter la puissance du logiciel avancé d’analyse de surface de Nanovea : Mountains 3D. Les données de surface collectées avec notre profilomètre 3D permettent des analyses de haut niveau sur une géométrie complexe avec soustraction de surface et extraction de contours 2D. La soustraction de surface avec un masque, un tampon ou un moule contrôlé compare la qualité des processus de fabrication tandis que l'extraction de contour identifie les tolérances grâce à l'analyse dimensionnelle. Le logiciel 3D Profilometer et Mountains 3D de Nanovea étudie la topographie submicronique d'objets apparemment simples, comme des pièces de monnaie.
Objectif de la mesure
La surface supérieure complète de cinq pennies a été scannée à l'aide du capteur de lignes à haute vitesse de Nanovea. Le rayon intérieur et extérieur de chaque penny a été mesuré à l'aide du logiciel d'analyse avancée Mountains. Une extraction de la surface de chaque penny dans une zone d'intérêt avec soustraction directe de la surface a quantifié la déformation de la surface.
Résultats et discussion
Surface 3D
Le profilomètre Nanovea HS2000 n'a pris que 24 secondes pour scanner 4 millions de points dans une zone de 20mm x 20mm avec un pas de 10um x 10um pour acquérir la surface d'un penny. Vous trouverez ci-dessous une carte de hauteur et une visualisation 3D du scan. La vue 3D montre la capacité du capteur haute vitesse à capter de petits détails imperceptibles à l'œil nu. De nombreuses petites rayures sont visibles sur la surface du penny. La texture et la rugosité de la pièce de monnaie vues dans la vue 3D sont étudiées.
Analyse dimensionnelle
Les contours du penny ont été extraits et l'analyse dimensionnelle a permis d'obtenir les diamètres intérieur et extérieur de l'arête. Le rayon extérieur était en moyenne de 9,500 mm ± 0,024 tandis que le rayon intérieur était en moyenne de 8,960 mm ± 0,032. Les autres analyses dimensionnelles que Mountains 3D peut effectuer sur des sources de données 2D et 3D sont les mesures de distance, la hauteur de marche, la planéité et les calculs d'angle.
Soustraction de surface
La figure 5 montre la zone d'intérêt pour l'analyse de la soustraction de surface. Le penny de 2007 a été utilisé comme surface de référence pour les quatre pennies plus anciens. La soustraction de surface à partir de la surface du penny 2007 montre les différences entre les pennies avec des trous/peaks. La différence de volume total de la surface est obtenue en additionnant les volumes des trous/pointes. L'erreur RMS indique dans quelle mesure les surfaces des pennies correspondent les unes aux autres.
Conclusion
Le High-Speed HS2000L de Nanovea a numérisé cinq pièces de monnaie frappées à des années différentes. Le logiciel Mountains 3D a comparé les surfaces de chaque pièce en utilisant l'extraction des contours, l'analyse dimensionnelle et la soustraction de surface. L'analyse définit clairement le rayon intérieur et extérieur entre les pennies tout en comparant directement les différences de caractéristiques de surface. Avec la capacité du profilomètre 3D de Nanovea à mesurer n'importe quelle surface avec une résolution de l'ordre du nanomètre, combinée aux capacités d'analyse de Mountains 3D, les applications possibles en matière de recherche et de contrôle de la qualité sont infinies.
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Dimensions et état de surface des tubes polymères
Importance de l'analyse dimensionnelle et de surface des tubes polymères
Les tubes fabriqués à partir de matériaux polymères sont couramment utilisés dans de nombreuses industries allant de l'automobile au médical, en passant par l'électricité et bien d'autres catégories. Dans cette étude, des cathéters médicaux fabriqués à partir de différents matériaux polymères ont été étudiés à l'aide du Nanovea Profilomètre 3D sans contact pour mesurer la rugosité, la morphologie et les dimensions de la surface. La rugosité de surface est cruciale pour les cathéters, car de nombreux problèmes liés aux cathéters, notamment les infections, les traumatismes physiques et les inflammations, peuvent être liés à la surface des cathéters. Les propriétés mécaniques, telles que le coefficient de friction, peuvent également être étudiées en observant les propriétés de la surface. Ces données quantifiables peuvent être obtenues pour s'assurer que le cathéter peut être utilisé pour des applications médicales.
Par rapport à la microscopie optique et à la microscopie électronique, la profilométrie 3D sans contact utilisant le chromatisme axial est hautement préférable pour caractériser les surfaces des cathéters en raison de sa capacité à mesurer les angles/courbures, de sa capacité à mesurer les surfaces des matériaux malgré la transparence ou la réflectivité, de la préparation minimale des échantillons et de sa nature non invasive. Contrairement à la microscopie optique conventionnelle, la hauteur de la surface peut être obtenue et utilisée pour une analyse computationnelle, par exemple pour trouver les dimensions et enlever la forme pour trouver la rugosité de la surface. La faible préparation de l'échantillon, contrairement à la microscopie électronique, et la nature sans contact permettent également une collecte rapide des données sans craindre la contamination et les erreurs liées à la préparation de l'échantillon.
Objectif de la mesure
Dans cette application, le profilomètre sans contact Nanovea 3D est utilisé pour scanner la surface de deux cathéters : l'un en TPE (élastomère thermoplastique) et l'autre en PVC (chlorure de polyvinyle). Les paramètres de morphologie, de dimension radiale et de hauteur des deux cathéters seront obtenus et comparés.
Résultats et discussion
Surface 3D
Malgré la courbure des tubes polymères, le profilomètre sans contact Nanovea 3D peut scanner la surface des cathéters. A partir du scan effectué, une image 3D peut être obtenue pour une inspection visuelle rapide et directe de la surface.
Analyse dimensionnelle 2D
La dimension radiale extérieure a été obtenue en extrayant un profil du scan original et en ajustant un arc au profil. Cela montre la capacité du profilomètre 3D sans contact à effectuer une analyse dimensionnelle rapide pour les applications de contrôle de la qualité. Il est également possible d'obtenir facilement plusieurs profils sur la longueur du cathéter.
Analyse de surface Rugosité
La dimension radiale extérieure a été obtenue en extrayant un profil du scan original et en ajustant un arc au profil. Cela montre la capacité du profilomètre 3D sans contact à effectuer une analyse dimensionnelle rapide pour les applications de contrôle de la qualité. Il est également possible d'obtenir facilement plusieurs profils sur la longueur du cathéter.
Conclusion
Dans cette application, nous avons montré comment le profilomètre sans contact Nanovea 3D peut être utilisé pour caractériser des tubes polymères. Plus précisément, la métrologie de surface, les dimensions radiales et la rugosité de surface ont été obtenues pour des cathéters médicaux. Le rayon extérieur du cathéter en TPE s'est avéré être de 2,40 mm alors que celui du cathéter en PVC était de 1,27 mm. La surface du cathéter en TPE s'est avérée plus rugueuse que celle du cathéter en PVC. Le Sa du TPE était de 0.9740µm comparé à 0.1791µm du PVC. Bien que des cathéters médicaux aient été utilisés pour cette application, la profilométrie 3D sans contact peut également être appliquée à une grande variété de surfaces. Les données et les calculs pouvant être obtenus ne se limitent pas à ce qui est montré.
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Finition de surface des panneaux en nid d'abeille avec la profilométrie 3D
INTRODUCTION
La rugosité, la porosité et la texture de la surface du panneau en nid d'abeille sont essentielles à quantifier pour la conception finale du panneau. Ces qualités de surface sont en corrélation directe avec les caractéristiques esthétiques et fonctionnelles de la surface du panneau. Une meilleure compréhension de la texture et de la porosité de la surface peut aider à optimiser le traitement et la fabrication de la surface du panneau. Une mesure quantitative, précise et fiable de la surface du panneau en nid d'abeille est nécessaire pour contrôler les paramètres de surface en fonction des exigences d'application et de peinture. Les capteurs Nanovea 3D sans contact utilisent une technologie confocale chromatique unique capable de mesurer précisément la surface de ces panneaux.
OBJECTIF DE MESURE
Dans cette étude, la plateforme Nanovea HS2000 équipée d'un capteur de ligne à grande vitesse a été utilisée pour mesurer et comparer deux panneaux en nid d'abeille avec des finitions de surface différentes. Nous présentons le Nanovea profilomètre sans contactLa capacité de fournit des mesures de profilage 3D rapides et précises et une analyse complète et approfondie de l'état de surface.
RÉSULTATS ET DISCUSSION
La surface de deux échantillons de panneaux en nid d'abeille avec des finitions de surface variées, à savoir l'échantillon 1 et l'échantillon 2, a été mesurée. La fausse couleur et la vue 3D des surfaces des échantillons 1 et 2 sont présentées respectivement sur la Figure 3 et la Figure 4. Les valeurs de rugosité et de planéité ont été calculées par un logiciel d'analyse avancé et sont comparées dans le tableau 1. L'échantillon 2 présente une surface plus poreuse que l'échantillon 1. Par conséquent, l'échantillon 2 possède une rugosité Sa plus élevée de 14,7 µm, par rapport à une valeur Sa de 4,27 µm pour l'échantillon 1.
Les profils 2D des surfaces des panneaux en nid d'abeille ont été comparés dans la Figure 5, permettant aux utilisateurs d'avoir une comparaison visuelle de la variation de hauteur à différents endroits de la surface de l'échantillon. Nous pouvons observer que l'échantillon 1 présente une variation de hauteur de ~25 µm entre le pic le plus élevé et la vallée la plus basse. D'autre part, l'échantillon 2 présente plusieurs pores profonds sur le profil 2D. Le logiciel d'analyse avancée a la capacité de localiser et de mesurer automatiquement la profondeur de six pores relativement profonds, comme le montre le tableau de la figure 4.b de l'échantillon 2. Le pore le plus profond parmi les six possède une profondeur maximale de près de 90 µm (étape 4).
Pour approfondir la taille et la distribution des pores de l'échantillon 2, une évaluation de la porosité a été réalisée et discutée dans la section suivante. La vue en coupe est présentée sur la Figure 5 et les résultats sont résumés dans le Tableau 2. Nous pouvons observer que les pores, marqués en bleu sur la Figure 5, ont une distribution relativement homogène sur la surface de l'échantillon. La surface projetée des pores constitue 18.9% de la surface totale de l'échantillon. Le volume par mm² de l'ensemble des pores est de ~0.06 mm³. Les pores ont une profondeur moyenne de 42,2 µm, et la profondeur maximale est de 108,1 µm.
CONCLUSION
Dans cette application, nous avons montré que la plateforme Nanovea HS2000 équipée d'un capteur linéaire à haute vitesse est un outil idéal pour analyser et comparer la finition de surface des échantillons de panneaux en nid d'abeille de manière rapide et précise. Les scans de profilométrie haute résolution associés à un logiciel d'analyse avancé permettent une évaluation complète et quantitative de la finition de surface des échantillons de panneaux en nid d'abeille.
Les données présentées ici ne représentent qu'une petite partie des calculs disponibles dans le logiciel d'analyse. Les profilomètres Nanovea mesurent pratiquement n'importe quelle surface pour une large gamme d'applications dans les industries des semi-conducteurs, de la microélectronique, du solaire, des fibres optiques, de l'automobile, de l'aérospatiale, de la métallurgie, de l'usinage, des revêtements, de la pharmacie, du biomédical, de l'environnement et bien d'autres.
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Balayage à grande vitesse avec profilométrie sans contact
Introduction :
Les mesures de surface à configuration rapide et facile permettent d'économiser du temps et des efforts et sont essentielles pour le contrôle qualité, la recherche et le développement et les installations de production. La Nanovéa Profilomètre sans contact est capable d'effectuer des analyses de surface 3D et 2D pour mesurer des caractéristiques à l'échelle nanométrique à macro sur n'importe quelle surface, offrant ainsi une large gamme d'utilisation.
Rugosité de la surface et caractéristiques d'une cellule solaire
Importance de l'essai des panneaux solaires
La maximisation de l'absorption d'énergie d'une cellule solaire est essentielle à la survie de la technologie en tant que ressource renouvelable. Les multiples couches de revêtement et de verre de protection permettent l'absorption, la transmission et la réflexion de la lumière nécessaires au fonctionnement des cellules photovoltaïques. Étant donné que la plupart des cellules solaires grand public ont un rendement de 15-18%, l'optimisation de leur rendement énergétique est une bataille permanente.
Des études ont montré que la rugosité de la surface joue un rôle essentiel dans la réflexion de la lumière. La première couche de verre doit être aussi lisse que possible pour atténuer la réflexion de la lumière, mais les couches suivantes ne suivent pas cette ligne directrice. Un certain degré de rugosité est nécessaire à l'interface de chaque revêtement pour augmenter la possibilité de diffusion de la lumière dans leurs zones d'appauvrissement respectives et augmenter l'absorption de la lumière dans la cellule1. L'optimisation de la rugosité de la surface dans ces régions permet à la cellule solaire de fonctionner au mieux de ses capacités. Avec le capteur Nanovea HS2000 High Speed Sensor, la mesure de la rugosité de la surface peut être effectuée rapidement et avec précision.
Objectif de la mesure
Dans cette étude, nous montrerons les capacités du système Nanovea Profilomètre HS2000 avec High Speed Sensor en mesurant la rugosité de la surface et les caractéristiques géométriques d'une cellule photovoltaïque. Pour cette démonstration, une cellule solaire monocristalline sans protection en verre sera mesurée, mais la méthodologie peut être utilisée pour diverses autres applications.
Procédure d'essai et procédures
Les paramètres de test suivants ont été utilisés pour mesurer la surface de la cellule solaire.
Résultats et discussion
La vue 2D en fausses couleurs de la cellule solaire et une extraction de la surface avec ses paramètres de hauteur respectifs sont représentées ci-dessous. Un filtre gaussien a été appliqué aux deux surfaces et un indice plus agressif a été utilisé pour aplanir la zone extraite. Cela exclut les formes (ou ondulations) supérieures à l'indice de coupure, laissant derrière elles des caractéristiques qui représentent la rugosité de la cellule solaire.
Un profil a été pris perpendiculairement à l'orientation des lignes de grille pour mesurer leurs caractéristiques géométriques, comme le montre le graphique ci-dessous. La largeur de la ligne de grille, la hauteur du pas et le pas peuvent être mesurés pour n'importe quel endroit spécifique de la cellule solaire.
Conclusion
Dans cette étude, nous avons pu montrer la capacité du capteur linéaire Nanovea HS2000 à mesurer la rugosité et les caractéristiques de surface d'une cellule photovoltaïque monocristalline. Avec la possibilité d'automatiser des mesures précises de plusieurs échantillons et de fixer des limites de réussite et d'échec, le capteur linéaire Nanovea HS2000 est un choix parfait pour les inspections de contrôle de la qualité.
Référence
1 Scholtz, Lubomir. Ladanyi, Libor. Mullerova, Jarmila. " Influence de la rugosité de surface sur les caractéristiques optiques des cellules solaires multicouches " Advances in Electrical and Electronic Engineering, vol. 12, no. 6, 2014, pp. 631-638.
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Comparaison de l'usure par abrasion sur le denim
Introduction
La forme et la fonction d'un tissu sont déterminées par sa qualité et sa durabilité. L'utilisation quotidienne des tissus entraîne leur usure, par exemple l'empilement, le peluchage et la décoloration. La qualité médiocre des tissus utilisés pour les vêtements peut souvent entraîner le mécontentement des consommateurs et porter atteinte à la marque.
Tenter de quantifier les propriétés mécaniques des tissus peut poser de nombreux défis. La structure du fil et même l'usine dans laquelle il a été produit peuvent entraîner une mauvaise reproductibilité des résultats des tests. Il est donc difficile de comparer les résultats de tests provenant de différents laboratoires. La mesure de la résistance à l'usure des tissus est essentielle pour les fabricants, les distributeurs et les détaillants de la chaîne de production textile. Une mesure de la résistance à l'usure bien contrôlée et reproductible est cruciale pour assurer un contrôle de qualité fiable du tissu.
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Caractérisation à grande vitesse d'une coquille d'huître
Les grands échantillons à géométrie complexe peuvent s'avérer difficiles à travailler en raison de la préparation de l'échantillon, de sa taille, des angles aigus et de la courbure. Dans cette étude, une coquille d'huître sera scannée pour démontrer la capacité du capteur linéaire Nanovea HS2000 à scanner un grand échantillon biologique à géométrie complexe. Bien qu'un échantillon biologique ait été utilisé dans cette étude, les mêmes concepts peuvent être appliqués à d'autres échantillons.
Inspection du fini de surface des parquets en bois
Importance du profilage des finitions du bois
Dans diverses industries, l'objectif d'une finition du bois est de protéger la surface du bois contre divers types de dommages tels que chimiques, mécaniques ou biologiques et/ou de fournir une esthétique visuelle spécifique. Pour les fabricants comme pour les acheteurs, la quantification des caractéristiques de surface des finitions du bois peut être vitale pour le contrôle de la qualité ou l'optimisation des processus de finition du bois. Dans cette application, nous allons explorer les différentes caractéristiques de surface qui peuvent être quantifiées à l'aide d'un profilomètre sans contact Nanovea 3D.
Quantifier la quantité de rugosité et de texture qui existe sur une surface en bois peut être essentiel à connaître afin de s'assurer qu'elle peut répondre aux exigences de son application. En affinant le processus de finition ou en vérifiant la qualité des surfaces en bois sur la base d'une méthode d'inspection de surface quantifiable, reproductible et fiable, les fabricants pourraient créer des traitements de surface contrôlés et les acheteurs pourraient inspecter et sélectionner les matériaux en bois en fonction de leurs besoins.
Objectif de la mesure
Dans cette étude, le Nanovea HS2000 à grande vitesse profilomètre équipé d'un capteur de ligne de profilage sans contact a été utilisé pour mesurer et comparer la finition de surface de trois échantillons de revêtement de sol : bois dur de bouleau antique, chêne gris Courtship et acajou Santos. Nous présentons la capacité du profilomètre sans contact Nanovea à fournir à la fois vitesse et précision lors de la mesure de trois types de surfaces et d'une analyse approfondie et complète des scans.
Procédure d'essai et procédures
Résultats et discussion
Description de l'échantillon : Les revêtements de sol Courtship Grey Oak et Santos Mahogany sont des revêtements de sol stratifiés. Courtship Grey Oak est un échantillon gris ardoise texturé, peu brillant, avec un fini EIR. L'acajou Santos est un échantillon bourgogne foncé lustré qui a été préfini. Le bois dur Antique Birch a un fini à l'oxyde d'aluminium à 7 couches, offrant une protection contre l'usure quotidienne.
Bois dur de bouleau antique
Chêne gris de la cour
Acajou Santos
Discussion
Il existe une distinction claire entre les valeurs Sa de tous les échantillons. Le plus lisse était le bois dur de bouleau antique avec une Sa de 1,716 µm, suivi de l'acajou Santos avec une Sa de 2,388 µm, et augmentant significativement pour le chêne gris Courtship avec une Sa de 11,17 µm. Les valeurs P et R sont également des valeurs de rugosité courantes qui peuvent être utilisées pour évaluer la rugosité de profils spécifiques le long de la surface. Le chêne gris Courtship possède une texture grossière avec des caractéristiques semblables à des fissures le long de la direction des cellules et des fibres du bois. Une analyse supplémentaire a été effectuée sur l'échantillon de Chêne Gris Courtship en raison de sa surface texturée. Sur l'échantillon de chêne gris Courtship, des tranches ont été utilisées pour séparer et calculer la profondeur et le volume des fissures de la surface uniforme plus plate.
Conclusion
Dans cette application, nous avons montré comment le profilomètre à grande vitesse Nanovea HS2000 peut être utilisé pour inspecter la finition de surface des échantillons de bois de manière efficace et efficiente. Les mesures de la finition de surface peuvent s'avérer importantes pour les fabricants et les consommateurs de parquets en bois dur, car elles leur permettent de comprendre comment améliorer un processus de fabrication ou de choisir le produit le plus performant pour une application spécifique.
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Essai d'usure du bois avec le tribomètre Nanovea
Importance de comparer l'usure de la finition du bois et le COF
Le bois est utilisé depuis des milliers d’années comme matériau de construction pour les maisons, les meubles et les revêtements de sol. Il allie beauté naturelle et durabilité, ce qui en fait un candidat idéal pour le revêtement de sol. Contrairement aux tapis, les planchers de bois franc conservent leur couleur pendant longtemps et peuvent être facilement nettoyés et entretenus. Cependant, étant un matériau naturel, la plupart des planchers de bois nécessitent l'application d'une finition de surface pour protéger le bois de divers types de dommages tels que les éraflures et s'écailler avec le temps. Dans cette étude, un Nanovea Tribomètre a été utilisé pour mesurer le taux d'usure et le coefficient de frottement (COF) afin de mieux comprendre les performances comparatives de trois finitions en bois.
Le comportement en service d'une essence de bois utilisée pour les revêtements de sol est souvent lié à sa résistance à l'usure. La modification de la structure cellulaire et fibreuse individuelle des différentes espèces de bois contribue à leurs différents comportements mécaniques et tribologiques. Les essais de service réels du bois utilisé comme matériau de revêtement de sol sont coûteux, difficiles à reproduire et nécessitent de longues périodes d'essai. Par conséquent, il devient précieux de développer un test d'usure simple qui puisse produire des résultats fiables, reproductibles et directs.
Objectif de la mesure
Dans cette étude, nous avons simulé et comparé les comportements d'usure de trois types de bois pour démontrer la capacité du tribomètre Nanovea à évaluer les propriétés tribologiques du bois de manière contrôlée et surveillée.
Discussion
Description de l'échantillon : Le bois dur Antique Birch a une finition à l'oxyde d'aluminium à 7 couches, offrant une protection contre l'usure quotidienne. Le chêne gris Courtship et l'acajou Santos sont deux types de revêtements de sol stratifiés qui varient en termes de finition de surface et de brillance. Le Courtship Grey Oak est de couleur gris ardoise, avec une finition EIR et une faible brillance. En revanche, le Santos Mahogany est de couleur bordeaux foncé, préfini et très brillant, ce qui permet de dissimuler plus facilement les rayures et les défauts de surface.
L'évolution du COF pendant les tests d'usure des trois échantillons de parquet est représentée sur la figure 1. Les échantillons Antique Birch Hardwood, Courtship Grey Oak et Santos Mahogany ont tous montré un comportement COF différent.
On peut observer dans le graphique ci-dessus que le bois dur de bouleau ancien est le seul échantillon qui a démontré un COF stable pendant toute la durée d'un test. La forte augmentation du COF du Chêne Gris Courtship, suivie d'une diminution progressive, pourrait indiquer que la rugosité de la surface de l'échantillon a largement contribué à son comportement COF. Au fur et à mesure de l'usure de l'échantillon, la rugosité de surface a diminué et est devenue plus homogène, ce qui explique la diminution du COF, la surface de l'échantillon étant devenue plus lisse du fait de l'usure mécanique. Le COF de l'acajou Santos présente une augmentation graduelle et régulière du COF au début de l'essai, puis une transition abrupte vers une tendance hachée du COF. Cela pourrait indiquer qu'une fois que le revêtement stratifié a commencé à s'user, la bille d'acier (contre-matériau) est entrée en contact avec le substrat en bois qui s'est usé plus rapidement et de manière turbulente, créant un comportement de COF plus bruyant vers la fin du test.
Bois dur de bouleau antique :
Courtship Grey Oak :
Acajou Santos
Le tableau 2 résume les résultats des balayages et de l'analyse des traces d'usure sur tous les échantillons de parquet en bois après la réalisation des tests d'usure. Des informations détaillées et des images pour chaque échantillon sont visibles dans les Figures 2-7. Sur la base de la comparaison du taux d'usure entre les trois échantillons, nous pouvons déduire que l'acajou Santos s'est avéré moins résistant à l'usure mécanique que les deux autres échantillons. Le bois dur de bouleau antique et le chêne gris courtisé présentaient des taux d'usure très similaires, bien que leur comportement en matière d'usure au cours des essais ait été très différent. Le bois dur de bouleau antique présentait une tendance à l'usure progressive et plus uniforme, tandis que le chêne gris Courtship présentait une trace d'usure peu profonde et piquée en raison de la texture et du fini de surface préexistants.
Conclusion
Dans cette étude, nous avons montré la capacité du tribomètre de Nanovea à évaluer le coefficient de friction et la résistance à l'usure de trois types de bois, le bouleau ancien, le chêne gris et l'acajou Santos, de manière contrôlée et surveillée. Les propriétés mécaniques supérieures du bois dur de bouleau ancien lui confèrent une meilleure résistance à l'usure. La texture et l'homogénéité de la surface du bois jouent un rôle important dans le comportement à l'usure. La texture de la surface du chêne gris Courtship, comme les espaces ou les fissures entre les fibres cellulaires du bois, peuvent devenir les points faibles où l'usure se déclenche et se propage.
