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AR Categoria: Profilometria | Rugosità e finitura
Analisi della texture della buccia d'arancia della vernice con la profilometria 3D
Analisi della texture della buccia d'arancia della vernice con la profilometria 3D
Introduzione
Le dimensioni e la frequenza delle strutture superficiali sui substrati influenzano la qualità dei rivestimenti lucidi. La struttura a buccia d'arancia, che prende il nome dal suo aspetto, può svilupparsi a causa dell'influenza del substrato e della tecnica di applicazione della vernice. I problemi di struttura sono comunemente quantificati in base all'ondulazione, alla lunghezza d'onda e all'effetto visivo che hanno sui rivestimenti lucidi. Le texture più piccole riducono la brillantezza, mentre quelle più grandi provocano increspature visibili sulla superficie rivestita. La comprensione dello sviluppo di queste texture e la loro relazione con i substrati e le tecniche sono fondamentali per il controllo della qualità.
Importanza della profilometria per la misurazione della struttura
A differenza dei tradizionali strumenti 2D utilizzati per misurare la struttura della lucentezza, la misurazione 3D senza contatto fornisce rapidamente un'immagine 3D utilizzata per comprendere le caratteristiche della superficie, con l'ulteriore possibilità di esaminare rapidamente le aree di interesse. Senza la velocità e l'esame 3D, un ambiente di controllo della qualità si baserebbe esclusivamente su informazioni 2D che forniscono una scarsa prevedibilità dell'intera superficie. La comprensione delle texture in 3D consente di selezionare al meglio le misure di lavorazione e di controllo. La garanzia di un controllo di qualità di questi parametri si basa molto su un'ispezione quantificabile, riproducibile e affidabile. Nanovea 3D senza contatto Profilometri utilizzano la tecnologia confocale cromatica per avere la capacità unica di misurare gli angoli ripidi che si trovano durante le misure veloci. I profilometri Nanovea riescono dove altre tecniche non riescono a fornire dati affidabili a causa del contatto con la sonda, della variazione della superficie, dell'angolo o della riflettività.
Obiettivo di misurazione
In questa applicazione, il Nanovea HS2000L misura la struttura a buccia d'arancia di una vernice lucida. Ci sono infiniti parametri di superficie calcolati automaticamente dalla scansione della superficie 3D. Qui analizziamo una superficie 3D scansionata quantificando le caratteristiche della texture a buccia d'arancia della vernice.
Risultati e discussione
Il Nanovea HS2000L ha quantificato i parametri di isotropia e altezza della vernice a buccia d'arancia. La texture a buccia d'arancia ha quantificato la direzione del modello casuale con un'isotropia di 94,4%. I parametri di altezza quantificano la texture con una differenza di altezza di 24,84 µm.
La curva del rapporto di portanza nella Figura 4 è una rappresentazione grafica della distribuzione della profondità. Si tratta di una funzione interattiva del software che consente all'utente di visualizzare le distribuzioni e le percentuali a diverse profondità. Il profilo estratto nella Figura 5 fornisce valori di rugosità utili per la texture a buccia d'arancia. I picchi di estrazione al di sopra di una soglia di 144 micron mostrano la texture a buccia d'arancia. Questi parametri possono essere facilmente adattati ad altre aree o parametri di interesse.
Conclusione
In questa applicazione, il profilometro 3D senza contatto Nanovea HS2000L caratterizza con precisione sia la topografia che i dettagli nanometrici della struttura a buccia d'arancia della vernice su un rivestimento lucido. Le aree di interesse delle misurazioni 3D della superficie vengono rapidamente identificate e analizzate con molte misure utili (dimensione, rugosità della finitura, topografia della forma, planarità della curvatura, area del volume, altezza del gradino, ecc.) Sezioni trasversali 2D di rapida scelta forniscono una serie completa di risorse per la misurazione della superficie sulla struttura della lucentezza. Aree speciali di interesse possono essere ulteriormente analizzate con un modulo AFM integrato. La velocità del profilometro 3D Nanovea varia da <1 mm/s a 500 mm/s per adattarsi alle applicazioni di ricerca e alle esigenze di ispezione ad alta velocità. I profilometri 3D Nanovea hanno un'ampia gamma di configurazioni per adattarsi alle vostre applicazioni.
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Analisi della superficie 3D di un centesimo con la profilometria senza contatto
Importanza della profilometria senza contatto per le monete
La valuta è molto apprezzata nella società moderna perché viene scambiata con beni e servizi. Le monete e le banconote circolano nelle mani di molte persone. Il trasferimento costante di valuta fisica crea deformazione superficiale. Il 3D di Nanovea Profilometro scansiona la topografia delle monete coniate in anni diversi per indagare le differenze superficiali.
Le caratteristiche delle monete sono facilmente riconoscibili al grande pubblico poiché si tratta di oggetti comuni. Un centesimo è l'ideale per presentare la forza del software avanzato di analisi delle superfici di Nanovea: Mountains 3D. I dati di superficie raccolti con il nostro profilometro 3D consentono analisi di alto livello su geometrie complesse con sottrazione di superficie ed estrazione di contorni 2D. La sottrazione della superficie con una maschera, un timbro o uno stampo controllati confronta la qualità dei processi di produzione mentre l'estrazione del contorno identifica le tolleranze con l'analisi dimensionale. Il software Profilometro 3D e Montagne 3D di Nanovea indaga la topografia submicronica di oggetti apparentemente semplici, come i penny.
Obiettivo di misurazione
L'intera superficie superiore di cinque monetine è stata scansionata utilizzando il sensore di linea ad alta velocità di Nanovea. Il raggio interno ed esterno di ciascun penny è stato misurato con il software Mountains Advanced Analysis. Un'estrazione dalla superficie di ciascun penny in un'area di interesse con sottrazione diretta della superficie ha quantificato la deformazione superficiale.
Risultati e discussione
Superficie 3D
Il profilometro Nanovea HS2000 ha impiegato solo 24 secondi per scansionare 4 milioni di punti in un'area di 20 mm x 20 mm con una dimensione di passo di 10um x 10um per acquisire la superficie di un centesimo. Di seguito sono riportate una mappa dell'altezza e una visualizzazione 3D della scansione. La vista 3D mostra la capacità del sensore ad alta velocità di rilevare piccoli dettagli impercettibili all'occhio. Sulla superficie del penny sono visibili molti piccoli graffi. La texture e la rugosità della moneta viste nella vista 3D sono studiate.
Analisi dimensionale
I contorni del centesimo sono stati estratti e l'analisi dimensionale ha permesso di ottenere i diametri interni ed esterni del bordo. Il raggio esterno è stato in media di 9,500 mm ± 0,024, mentre il raggio interno è stato in media di 8,960 mm ± 0,032. Ulteriori analisi dimensionali che Mountains 3D può eseguire su fonti di dati 2D e 3D sono le misure di distanza, l'altezza dei gradini, la planarità e il calcolo degli angoli.
Sottrazione di superficie
La Figura 5 mostra l'area di interesse per l'analisi di sottrazione della superficie. Il penny del 2007 è stato utilizzato come superficie di riferimento per i quattro penny più vecchi. La sottrazione della superficie dal penny del 2007 mostra le differenze tra i penny con fori/picchi. La differenza di volume totale della superficie si ottiene sommando i volumi dei fori/pezzi. L'errore RMS si riferisce al grado di concordanza tra le superfici dei penny.
Conclusione
Il sistema High-Speed HS2000L di Nanovea ha scansionato cinque monete coniate in anni diversi. Il software Mountains 3D ha confrontato le superfici di ciascuna moneta utilizzando l'estrazione dei contorni, l'analisi dimensionale e la sottrazione della superficie. L'analisi definisce chiaramente il raggio interno ed esterno tra i penny, confrontando direttamente le differenze tra le caratteristiche della superficie. Grazie alla capacità del profilometro 3D di Nanovea di misurare qualsiasi superficie con una risoluzione di livello nanometrico, combinata con le capacità di analisi di Mountains 3D, le possibili applicazioni di ricerca e controllo qualità sono infinite.
PARLIAMO ORA DELLA VOSTRA APPLICAZIONE
Finitura dimensionale e superficiale dei tubi polimerici
Importanza dell'analisi dimensionale e superficiale dei tubi polimerici
I tubi realizzati in materiale polimerico sono comunemente utilizzati in molti settori, da quello automobilistico, medico, elettrico e molte altre categorie. In questo studio, utilizzando Nanovea sono stati studiati cateteri medici realizzati con diversi materiali polimerici Profilometro 3D senza contatto per misurare la rugosità della superficie, la morfologia e le dimensioni. La rugosità della superficie è fondamentale per i cateteri, in quanto molti problemi con i cateteri, tra cui infezioni, traumi fisici e infiammazioni, possono essere collegati alla superficie del catetere. Anche le proprietà meccaniche, come il coefficiente di attrito, possono essere studiate osservando le proprietà della superficie. Questi dati quantificabili possono essere ottenuti per garantire che il catetere possa essere utilizzato per applicazioni mediche.
Rispetto alla microscopia ottica e alla microscopia elettronica, la profilometria 3D senza contatto che utilizza il cromatismo assiale è altamente preferibile per la caratterizzazione delle superfici dei cateteri grazie alla capacità di misurare angoli/curvatura, alla capacità di misurare le superfici dei materiali nonostante la trasparenza o la riflettività, alla preparazione minima del campione e alla natura non invasiva. A differenza della microscopia ottica convenzionale, l'altezza della superficie può essere ottenuta e utilizzata per l'analisi computazionale, ad esempio per trovare le dimensioni e rimuovere la forma per trovare la rugosità della superficie. La preparazione minima del campione, a differenza della microscopia elettronica, e la natura senza contatto consentono inoltre di raccogliere rapidamente i dati senza temere la contaminazione e gli errori dovuti alla preparazione del campione.
Obiettivo di misurazione
In questa applicazione, il profilometro 3D senza contatto Nanovea viene utilizzato per scansionare la superficie di due cateteri: uno in TPE (elastomero termoplastico) e l'altro in PVC (cloruro di polivinile). I parametri di morfologia, dimensione radiale e altezza dei due cateteri saranno ottenuti e confrontati.
Risultati e discussione
Superficie 3D
Nonostante la curvatura dei tubi polimerici, il profilometro senza contatto Nanovea 3D è in grado di scansionare la superficie dei cateteri. Dalla scansione effettuata, è possibile ottenere un'immagine 3D per un'ispezione visiva rapida e diretta della superficie.
Analisi dimensionale 2D
La dimensione radiale esterna è stata ottenuta estraendo un profilo dalla scansione originale e adattando un arco al profilo. Questo dimostra la capacità del profilometro 3D senza contatto di condurre una rapida analisi dimensionale per applicazioni di controllo qualità. È inoltre possibile ottenere facilmente profili multipli lungo la lunghezza del catetere.
Analisi della superficie Rugosità
La dimensione radiale esterna è stata ottenuta estraendo un profilo dalla scansione originale e adattando un arco al profilo. Questo dimostra la capacità del profilometro 3D senza contatto di condurre una rapida analisi dimensionale per applicazioni di controllo qualità. È inoltre possibile ottenere facilmente profili multipli lungo la lunghezza del catetere.
Conclusione
In questa applicazione abbiamo mostrato come il profilometro 3D senza contatto Nanovea possa essere utilizzato per caratterizzare tubi polimerici. In particolare, sono state ottenute metrologie di superficie, dimensioni radiali e rugosità superficiale per cateteri medici. Il raggio esterno del catetere in TPE è risultato di 2,40 mm, mentre quello del catetere in PVC era di 1,27 mm. La superficie del catetere in TPE è risultata più ruvida di quella del catetere in PVC. Il Sa del TPE era di 0,9740µm rispetto a 0,1791µm del PVC. Per questa applicazione sono stati utilizzati cateteri medici, ma la profilometria 3D senza contatto può essere applicata anche a una grande varietà di superfici. I dati e i calcoli ottenibili non si limitano a quanto mostrato.
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Finitura superficiale dei pannelli alveolari con la profilometria 3D
INTRODUZIONE
La rugosità, la porosità e la struttura della superficie del pannello a nido d'ape sono fondamentali da quantificare per la progettazione finale del pannello. Queste qualità superficiali possono essere direttamente correlate all'estetica e alle caratteristiche funzionali della superficie del pannello. Una migliore comprensione della struttura e della porosità della superficie può aiutare a ottimizzare la lavorazione e la producibilità della superficie del pannello. Una misurazione quantitativa, precisa e affidabile della superficie del pannello a nido d'ape è necessaria per controllare i parametri della superficie per i requisiti di applicazione e verniciatura. I sensori 3D senza contatto Nanovea utilizzano un'esclusiva tecnologia confocale cromatica in grado di misurare con precisione le superfici dei pannelli.
OBIETTIVO DI MISURAZIONE
In questo studio, la piattaforma Nanovea HS2000 dotata di un sensore di linea ad alta velocità è stata utilizzata per misurare e confrontare due pannelli a nido d'ape con diverse finiture superficiali. Mostriamo la Nanovea profilometro senza contattodi fornire misurazioni di profilatura 3D rapide e precise e un'analisi approfondita e completa della finitura superficiale.
RISULTATI E DISCUSSIONE
Sono state misurate le superfici di due campioni di pannelli a nido d'ape con diverse finiture superficiali, ovvero il Campione 1 e il Campione 2. Le viste in falso colore e in 3D delle superfici dei Campioni 1 e 2 sono mostrate rispettivamente nella Figura 3 e nella Figura 4. I valori di rugosità e planarità sono stati calcolati con un software di analisi avanzato e sono confrontati nella Tabella 1. Il Campione 2 mostra una maggiore porosità della superficie. Il Campione 2 presenta una superficie più porosa rispetto al Campione 1. Di conseguenza, il Campione 2 possiede una rugosità maggiore. Di conseguenza, il Campione 2 possiede una rugosità Sa più elevata, pari a 14,7 µm, rispetto al valore Sa di 4,27 µm del Campione 1.
I profili 2D delle superfici dei pannelli a nido d'ape sono stati confrontati nella Figura 5, consentendo agli utenti di avere un confronto visivo della variazione di altezza in diversi punti della superficie del campione. Possiamo osservare che il campione 1 presenta una variazione di altezza di ~25 µm tra il picco più alto e la posizione più bassa della valle. D'altra parte, il campione 2 mostra diversi pori profondi lungo il profilo 2D. Il software di analisi avanzata è in grado di individuare e misurare automaticamente la profondità di sei pori relativamente profondi, come mostrato nella tabella della Figura 4.b Campione 2. Il poro più profondo tra i sei è quello che si trova nel profilo 2D. Il poro più profondo tra i sei ha una profondità massima di quasi 90 µm (Passo 4).
Per approfondire la dimensione e la distribuzione dei pori del campione 2, è stata eseguita una valutazione della porosità, discussa nella sezione seguente. La figura 5 mostra una vista a fette e la tabella 2 riassume i risultati. Si può osservare che i pori, contrassegnati in blu nella Figura 5, hanno una distribuzione relativamente omogenea sulla superficie del campione. L'area proiettata dei pori costituisce 18,9% dell'intera superficie del campione. Il volume per mm² dei pori totali è di ~0,06 mm³. I pori hanno una profondità media di 42,2 µm e la profondità massima è di 108,1 µm.
CONCLUSIONE
In questa applicazione, abbiamo dimostrato che la piattaforma Nanovea HS2000, dotata di un sensore di linea ad alta velocità, è uno strumento ideale per analizzare e confrontare la finitura superficiale dei campioni di pannelli a nido d'ape in modo rapido e preciso. Le scansioni profilometriche ad alta risoluzione abbinate a un software di analisi avanzato consentono una valutazione completa e quantitativa della finitura superficiale dei campioni di pannelli a nido d'ape.
I dati qui riportati rappresentano solo una piccola parte dei calcoli disponibili nel software di analisi. I profilometri Nanovea misurano virtualmente qualsiasi superficie per un'ampia gamma di applicazioni nei settori dei semiconduttori, della microelettronica, dell'energia solare, delle fibre ottiche, dell'industria automobilistica, aerospaziale, della metallurgia, della lavorazione, dei rivestimenti, dell'industria farmaceutica, biomedica, ambientale e in molti altri settori.
PARLIAMO ORA DELLA VOSTRA APPLICAZIONE
Scansione ad alta velocità con profilometria senza contatto
Introduzione:
Le misurazioni della superficie di configurazione rapida e semplice consentono di risparmiare tempo, fatica e sono essenziali per il controllo qualità, la ricerca e sviluppo e gli impianti di produzione. La Nanovea Profilometro senza contatto è in grado di eseguire scansioni di superficie sia 3D che 2D per misurare caratteristiche su scala nano-macro su qualsiasi superficie, fornendo un'ampia gamma di usabilità.
Ruvidità della superficie e caratteristiche di una cella solare
Importanza del test dei pannelli solari
La massimizzazione dell'assorbimento energetico di una cella solare è fondamentale per la sopravvivenza della tecnologia come risorsa rinnovabile. Gli strati multipli di rivestimento e di protezione del vetro consentono l'assorbimento, la trasmissione e la riflessione della luce necessari al funzionamento delle celle fotovoltaiche. Dato che la maggior parte delle celle solari di consumo funziona con un'efficienza di 15-18%, l'ottimizzazione della loro produzione di energia è una battaglia continua.
Gli studi hanno dimostrato che la rugosità della superficie gioca un ruolo fondamentale nella riflessione della luce. Lo strato iniziale di vetro deve essere il più liscio possibile per attenuare la riflessione della luce, ma gli strati successivi non seguono questa linea guida. È necessario un certo grado di rugosità all'interfaccia di ciascun rivestimento per aumentare la possibilità di diffusione della luce all'interno delle rispettive zone di esaurimento e aumentare l'assorbimento della luce all'interno della cella1. L'ottimizzazione della rugosità superficiale in queste regioni consente alla cella solare di funzionare al meglio e con il sensore ad alta velocità Nanovea HS2000 è possibile misurare la rugosità superficiale in modo rapido e preciso.
Obiettivo di misurazione
In questo studio mostreremo le capacità del Nanovea Profilometro HS2000 con sensore ad alta velocità misurando la rugosità superficiale e le caratteristiche geometriche di una cella fotovoltaica. Per questa dimostrazione verrà misurata una cella solare monocristallina senza protezione in vetro, ma la metodologia può essere utilizzata per diverse altre applicazioni.
Procedura di test e procedure
Per misurare la superficie della cella solare sono stati utilizzati i seguenti parametri di prova.
Risultati e discussione
Di seguito sono rappresentate la vista 2D in falsi colori della cella solare e l'estrazione dell'area della superficie con i rispettivi parametri di altezza. A entrambe le superfici è stato applicato un filtro gaussiano ed è stato utilizzato un indice più aggressivo per appiattire l'area estratta. In questo modo si esclude la forma (o ondulazione) più grande dell'indice di cut-off, lasciando le caratteristiche che rappresentano la rugosità della cella solare.
Per misurare le caratteristiche geometriche delle linee di griglia è stato tracciato un profilo perpendicolare all'orientamento delle stesse, come mostrato di seguito. La larghezza della linea di griglia, l'altezza del gradino e il passo possono essere misurati per qualsiasi punto specifico della cella solare.
Conclusione
In questo studio abbiamo potuto mostrare la capacità del sensore di linea Nanovea HS2000 di misurare la rugosità superficiale e le caratteristiche di una cella fotovoltaica monocristallina. Grazie alla possibilità di automatizzare misurazioni accurate di più campioni e di impostare limiti di accettazione e rifiuto, il sensore di linea Nanovea HS2000 è la scelta perfetta per le ispezioni di controllo qualità.
Riferimento
1 Scholtz, Lubomir. Ladanyi, Libor. Mullerova, Jarmila. "Influenza della rugosità superficiale sulle caratteristiche ottiche delle celle solari multistrato", Advances in Electrical and Electronic Engineering, vol. 12, n. 6, 2014, pp. 631-638.
PARLIAMO ORA DELLA VOSTRA APPLICAZIONE
Confronto dell'usura da abrasione sul denim
Introduzione
La forma e la funzione di un tessuto sono determinate dalla sua qualità e durata. L'uso quotidiano dei tessuti ne provoca l'usura, ad esempio l'impilamento, l'increspatura e lo scolorimento. La qualità inferiore dei tessuti utilizzati per l'abbigliamento può spesso portare all'insoddisfazione dei consumatori e al danneggiamento del marchio.
Il tentativo di quantificare le proprietà meccaniche dei tessuti può porre molte sfide. La struttura del filato e persino la fabbrica in cui è stato prodotto possono determinare una scarsa riproducibilità dei risultati dei test. È quindi difficile confrontare i risultati di test provenienti da laboratori diversi. La misurazione delle prestazioni di usura dei tessuti è fondamentale per i produttori, i distributori e i rivenditori della catena di produzione tessile. Una misurazione della resistenza all'usura ben controllata e riproducibile è fondamentale per garantire un controllo affidabile della qualità del tessuto.
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Caratterizzazione ad alta velocità di un guscio d'ostrica
I campioni di grandi dimensioni con geometrie complesse possono rivelarsi difficili da lavorare a causa della preparazione del campione, delle dimensioni, degli angoli acuti e della curvatura. In questo studio verrà scansionata una conchiglia di ostrica per dimostrare la capacità del sensore di linea Nanovea HS2000 di scansionare un campione biologico di grandi dimensioni con una geometria complessa. Anche se in questo studio è stato utilizzato un campione biologico, gli stessi concetti possono essere applicati ad altri campioni.
Ispezione della finitura superficiale dei pavimenti in legno
Importanza della profilatura delle finiture del legno
In diversi settori industriali, lo scopo di una finitura per legno è quello di proteggere la superficie lignea da vari tipi di danni, come quelli chimici, meccanici o biologici, e/o di fornire un'estetica specifica. Per i produttori e gli acquirenti, la quantificazione delle caratteristiche superficiali delle finiture del legno può essere fondamentale per il controllo della qualità o l'ottimizzazione dei processi di finitura del legno. In questa applicazione, esploreremo le varie caratteristiche superficiali che possono essere quantificate utilizzando un profilometro 3D senza contatto Nanovea.
Quantificare la quantità di rugosità e texture presente su una superficie in legno può essere essenziale per garantire che possa soddisfare i requisiti della sua applicazione. Affinare il processo di finitura o verificare la qualità delle superfici in legno sulla base di un metodo di ispezione superficiale quantificabile, ripetibile e affidabile consentirebbe ai produttori di creare trattamenti superficiali controllati e agli acquirenti di ispezionare e selezionare i materiali in legno in base alle loro esigenze.
Obiettivo di misurazione
In questo studio, il Nanovea HS2000 ad alta velocità profilometro dotato di un sensore della linea di profilatura senza contatto è stato utilizzato per misurare e confrontare la finitura superficiale di tre campioni di pavimento: pavimento in legno di betulla antica, quercia grigia di corteggiamento e pavimento in mogano Santos. Mostriamo la capacità del profilometro senza contatto Nanovea nel fornire velocità e precisione nella misurazione di tre tipi di aree superficiali e un'analisi approfondita e completa delle scansioni.
Procedura di test e procedure
Risultati e discussione
Descrizione del campione: I pavimenti Courtship Grey Oak e Santos Mahogany sono pavimenti in laminato. Courtship Grey Oak è un campione grigio ardesia strutturato a bassa lucentezza con finitura EIR. Santos Mahogany è un campione bordeaux scuro ad alta lucentezza prefinito. Il legno duro di betulla antica ha una finitura all'ossido di alluminio a 7 strati, che protegge dall'usura quotidiana.
Legno duro di betulla antica
Corteggiamento Quercia grigia
Mogano Santos
Discussione
Si nota una chiara distinzione tra i valori di Sa di tutti i campioni. Il più liscio è stato Antique Birch Hardwood con una Sa di 1,716 µm, seguito da Santos Mahogany con una Sa di 2,388 µm, e significativamente crescente per Courtship Grey Oak con una Sa di 11,17 µm. Anche i valori P e R sono valori di rugosità comuni che possono essere utilizzati per valutare la rugosità di profili specifici lungo la superficie. La quercia grigia Courtship possiede una tessitura grossolana piena di caratteristiche simili a crepe lungo la direzione delle cellule e delle fibre del legno. Sono state effettuate ulteriori analisi sul campione di Courtship Grey Oak a causa della sua superficie strutturata. Sul campione di Courtship Grey Oak sono state utilizzate delle fette per separare e calcolare la profondità e il volume delle fessure dalla superficie uniforme più piatta.
Conclusione
In questa applicazione abbiamo mostrato come il profilometro ad alta velocità Nanovea HS2000 possa essere utilizzato per ispezionare la finitura superficiale di campioni di legno in modo efficace ed efficiente. Le misurazioni della finitura superficiale possono rivelarsi importanti sia per i produttori che per i consumatori di pavimenti in legno duro, per capire come migliorare un processo di produzione o scegliere il prodotto più adatto per una specifica applicazione.
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Test di usura del legno con il tribometro Nanovea
Importanza del confronto tra usura e COF della finitura del legno
Il legno è stato utilizzato per migliaia di anni come materiale da costruzione per case, mobili e pavimenti. Ha una combinazione di bellezza naturale e durabilità, che lo rendono un candidato ideale per la pavimentazione. A differenza della moquette, i pavimenti in legno mantengono il loro colore a lungo e possono essere facilmente puliti e mantenuti, tuttavia, essendo un materiale naturale, la maggior parte dei pavimenti in legno richiede l'applicazione di una finitura superficiale per proteggere il legno da vari tipi di danni come graffi e graffi. scheggiature nel tempo. In questo studio, una Nanovea Tribometro è stato utilizzato per misurare il tasso di usura e il coefficiente di attrito (COF) per comprendere meglio le prestazioni comparative di tre finiture del legno.
Il comportamento in servizio di una specie legnosa utilizzata per la pavimentazione è spesso correlato alla sua resistenza all'usura. La variazione della struttura cellulare e fibrosa delle diverse specie di legno contribuisce al loro diverso comportamento meccanico e tribologico. I test di servizio reali sul legno come materiale per pavimentazione sono costosi, difficili da riprodurre e richiedono lunghi periodi di prova. Di conseguenza, diventa importante sviluppare un semplice test di usura che possa produrre risultati affidabili, riproducibili e immediati.
Obiettivo di misurazione
In questo studio abbiamo simulato e confrontato il comportamento all'usura di tre tipi di legno per dimostrare la capacità del Tribometro Nanovea di valutare le proprietà tribologiche del legno in modo controllato e monitorato.
Discussione
Descrizione del campione: Il legno duro di betulla antica ha una finitura all'ossido di alluminio a 7 strati, che protegge dall'usura quotidiana. Courtship Grey Oak e Santos Mahogany sono entrambi tipi di pavimenti laminati che variano per finitura superficiale e lucentezza. Il Courtship Grey Oak è di colore grigio ardesia, con finitura EIR e bassa lucentezza. Il Santos Mahogany, invece, è di colore bordeaux scuro, prefinito e ad alta lucentezza, il che consente di nascondere più facilmente graffi e difetti superficiali.
L'evoluzione della COF durante le prove di usura dei tre campioni di pavimentazione in legno è rappresentata nella Fig. 1. I campioni Antique Birch Hardwood, Courtship Grey Oak e Santos Mahogany hanno mostrato un comportamento COF diverso.
Nel grafico precedente si può osservare che il legno di latifoglie di betulla antica è stato l'unico campione a dimostrare un COF costante per tutta la durata del test. Il forte aumento del COF del Courtship Grey Oak e la successiva graduale diminuzione potrebbero indicare che la rugosità superficiale del campione ha contribuito in larga misura al suo comportamento COF. Con l'usura del campione, la rugosità della superficie è diminuita ed è diventata più omogenea, il che spiega la diminuzione del COF quando la superficie del campione è diventata più liscia a causa dell'usura meccanica. Il COF del Santos Mahogany mostra un aumento graduale e regolare del COF all'inizio della prova, per poi passare bruscamente a un andamento discontinuo del COF. Ciò potrebbe indicare che una volta che il rivestimento del laminato ha iniziato a consumarsi, la sfera d'acciaio (materiale di contrasto) è entrata in contatto con il substrato di legno che si è consumato in modo più rapido e turbolento, creando un comportamento COF più rumoroso verso la fine del test.
Legno duro di betulla antica:
Corteggiamento della quercia grigia:
Mogano Santos
La Tabella 2 riassume i risultati delle scansioni e delle analisi delle tracce di usura su tutti i campioni di pavimentazione in legno dopo l'esecuzione dei test di usura. Le informazioni dettagliate e le immagini di ciascun campione sono riportate nelle Figure 2-7. Dal confronto del tasso di usura tra i tre campioni, si può dedurre che il mogano Santos si è dimostrato meno resistente all'usura meccanica rispetto agli altri due campioni. Il legno di latifoglie di betulla antica e la quercia grigia di corteggiamento hanno presentato tassi di usura molto simili, sebbene il loro comportamento durante i test differisca in modo significativo. L'Antique Birch Hardwood ha avuto un andamento graduale e più uniforme dell'usura, mentre il Court-ship Grey Oak ha mostrato una traccia di usura poco profonda e bucherellata, dovuta alla struttura e alla finitura superficiale preesistente.
Conclusione
In questo studio abbiamo dimostrato la capacità del Tribometro Nanovea di valutare il coefficiente di attrito e la resistenza all'usura di tre tipi di legno, il legno duro di betulla antica, la quercia grigia di corteggiamento e il mogano Santos, in modo controllato e monitorato. Le proprietà meccaniche superiori del legno duro di betulla antica ne determinano una migliore resistenza all'usura. La struttura e l'omogeneità della superficie del legno svolgono un ruolo importante nel comportamento all'usura. La struttura superficiale del Rovere grigio Courtship, come gli spazi vuoti o le fessure tra le fibre cellulari del legno, possono diventare i punti deboli in cui l'usura ha inizio e si propaga.
