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CONTATTACI

Categoria: Profilometria | Volume e area

 

Mappatura progressiva dell'usura di una pavimentazione mediante tribometro

Mappatura progressiva dell'usura dei pavimenti

Utilizzo del tribometro con profilometro integrato

Preparato da

FRANK LIU

INTRODUZIONE

I materiali per pavimenti sono progettati per essere durevoli, ma spesso subiscono l’usura dovuta alle attività quotidiane come il movimento e l’uso dei mobili. Per garantirne la longevità, la maggior parte dei tipi di pavimentazione dispone di uno strato protettivo antiusura che resiste ai danni. Tuttavia, lo spessore e la durabilità dello strato di usura variano a seconda del tipo di pavimentazione e del livello di traffico pedonale. Inoltre, diversi strati all’interno della struttura della pavimentazione, come rivestimenti UV, strati decorativi e smalti, hanno tassi di usura variabili. È qui che entra in gioco la mappatura progressiva dell'usura. Utilizzando il tribometro NANOVEA T2000 con un integrato Profilometro 3D senza contattoÈ possibile effettuare un monitoraggio preciso e un'analisi delle prestazioni e della longevità dei materiali della pavimentazione. Fornendo informazioni dettagliate sul comportamento all'usura dei vari materiali di pavimentazione, scienziati e professionisti tecnici possono prendere decisioni più informate nella selezione e nella progettazione di nuovi sistemi di pavimentazione.

IMPORTANZA DELLA MAPPATURA PROGRESSIVA DELL'USURA PER I PANNELLI PER PAVIMENTI

I test sulle pavimentazioni sono tradizionalmente incentrati sul tasso di usura di un campione per determinarne la resistenza all'usura. Tuttavia, la mappatura progressiva dell'usura consente di analizzare il tasso di usura del campione durante l'intero test, fornendo preziose informazioni sul suo comportamento all'usura. Questa analisi approfondita consente di stabilire correlazioni tra i dati di attrito e il tasso di usura, identificando così le cause principali dell'usura. Va notato che i tassi di usura non sono costanti durante i test di usura. Pertanto, l'osservazione della progressione dell'usura fornisce una valutazione più accurata dell'usura del campione. Superando i metodi di prova tradizionali, l'adozione della mappatura progressiva dell'usura ha contribuito a significativi progressi nel campo delle prove sulle pavimentazioni.

Il tribometro NANOVEA T2000 con profilometro 3D senza contatto integrato è una soluzione innovativa per prove di usura e misurazioni della perdita di volume. La sua capacità di muoversi con precisione tra il perno e il profilometro garantisce l'affidabilità dei risultati eliminando qualsiasi deviazione nel raggio o nella posizione della traccia di usura. Ma non è tutto: le funzionalità avanzate del profilometro 3D senza contatto consentono misurazioni di superfici ad alta velocità, riducendo il tempo di scansione a pochi secondi. Con la capacità di applicare carichi fino a 2.000 N e di raggiungere velocità di centrifuga fino a 5.000 giri/min, la NANOVEA T2000 Tribometro offre versatilità e precisione nel processo di valutazione. È chiaro che questa apparecchiatura ricopre un ruolo fondamentale nella mappatura progressiva dell'usura.

 

FIGURA 1: Configurazione del campione prima del test di usura (a sinistra) e la profilometria della pista di usura dopo il test di usura (a destra).

OBIETTIVO DI MISURAZIONE

I test di mappatura progressiva dell'usura sono stati eseguiti su due tipi di materiali per pavimentazione: pietra e legno. Ogni campione è stato sottoposto a un totale di 7 cicli di prova, con durate crescenti di 2, 4, 8, 20, 40, 60 e 120 s, per consentire un confronto dell'usura nel tempo. Dopo ogni ciclo di prova, la traccia di usura è stata profilata con il profilometro senza contatto NANOVEA 3D. Dai dati raccolti dal profilometro, il volume del foro e il tasso di usura possono essere analizzati utilizzando le funzioni integrate nel software NANOVEA Tribometer o nel nostro software di analisi delle superfici, Mountains.

NANOVEA

T2000

SAPERNE DI PIÙ
tribometro
campioni di prova per la mappatura dell'usura di legno e pietra

 I CAMPIONI 

PARAMETRI DEL TEST DI MAPPATURA DELL'USURA

CARICO40 N
DURATA DEL TESTvaria
VELOCITÀ200 giri/min.
RADIUS10 mm
DISTANZAvaria
MATERIALE DELLA SFERACarburo di tungsteno
DIAMETRO DELLA SFERA10 mm

La durata dei test utilizzati nei 7 cicli è stata 2, 4, 8, 20, 40, 60 e 120 secondi, rispettivamente. Le distanze percorse sono state 0,40, 0,81, 1,66, 4,16, 8,36, 12,55 e 25,11 metri.

RISULTATI DELLA MAPPATURA DELL'USURA

PAVIMENTO IN LEGNO

Ciclo di provaCOF massimoMin COFAvg. COF
10.3350.1240.275
20.3370.2070.295
30.3800.2290.329
40.3930.2650.354
50.3520.2050.314
60.3450.1990.312
70.3150.2110.293

 

ORIENTAMENTO RADIALE

Ciclo di provaPerdita di volume totale (µm3)Distanza totale
Percorsa (m)		Tasso di usura
(mm/Nm) x10-5		Tasso di usura istantaneo
(mm/Nm) x10-5
12962476870.401833.7461833.746
23552452271.221093.260181.5637
35963713262.88898.242363.1791
48837477677.04530.629172.5496
5120717995115.40360.88996.69074
6147274531827.95293.32952.89311
7185131921053.06184.34337.69599
tasso di usura progressiva del legno rispetto alla distanza totale

FIGURA 2: Tasso di usura rispetto alla distanza totale percorsa (sinistra)
e il tasso di usura istantaneo rispetto al ciclo di prova (a destra) per i pavimenti in legno.

mappatura progressiva dell'usura del pavimento in legno

FIGURA 3: Grafico COF e vista 3D della traccia di usura del test #7 su pavimento in legno.

mappatura dell'usura profilo estratto

FIGURA 4: Analisi in sezione trasversale della traccia di usura del legno della prova #7

mappatura progressiva dell'usura analisi del volume e dell'area

FIGURA 5: Analisi del volume e dell'area della traccia di usura sul campione di legno #7.

Per i dettagli completi sui risultati, fare clic qui.

RISULTATI DELLA MAPPATURA DELL'USURA

PAVIMENTAZIONE IN PIETRA

Ciclo di provaCOF massimoMin COFAvg. COF
10.2490.0350.186
20.3490.1970.275
30.2940.1540.221
40.5030.1240.273
50.5480.1060.390
60.5100.1290.434
70.5270.1810.472

 

ORIENTAMENTO RADIALE

Ciclo di provaPerdita di volume totale (µm3)Distanza totale
Percorsa (m)		Tasso di usura
(mm/Nm) x10-5		Tasso di usura istantaneo
(mm/Nm) x10-5
1962788460.40595.957595.9573
28042897311.222475.1852178.889
313161478552.881982.355770.9501
431365302157.041883.2691093.013
51082173218015.403235.1802297.508
62017496034327.954018.2821862.899
74251206342053.064233.0812224.187
tasso di usura dei pavimenti in pietra rispetto alla distanza
grafico del tasso di usura istantaneo dei pavimenti in pietra

FIGURA 6: Tasso di usura rispetto alla distanza totale percorsa (sinistra)
e tasso di usura istantaneo rispetto al ciclo di prova (a destra) per i pavimenti in pietra.

pavimento in pietra profilo 3d della pista di usura

FIGURA 7: Grafico COF e vista 3D della traccia di usura del test #7 su pavimentazione in pietra.

pavimento in pietra mappatura progressiva dell'usura profilo estratto
pavimentazione in pietra profilo estratto profondità e altezza massima area del foro e del picco

FIGURA 8: Analisi trasversale della traccia di usura della pietra della prova #7.

Pavimento in legno analisi di volume con mappatura progressiva dell'usura

FIGURA 9: Analisi del volume e dell'area della traccia di usura sul campione di pietra #7.


Per i dettagli completi sui risultati, fare clic qui.

DISCUSSIONE

Il tasso di usura istantaneo viene calcolato con la seguente equazione:
mappatura progressiva dell'usura della formula di pavimentazione

Dove V è il volume di un foro, N è il carico e X è la distanza totale, questa equazione descrive il tasso di usura tra i cicli di prova. Il tasso di usura istantaneo può essere utilizzato per identificare meglio le variazioni del tasso di usura nel corso della prova.

Entrambi i campioni presentano comportamenti di usura molto diversi. Nel corso del tempo, il pavimento in legno inizia con un tasso di usura elevato, ma scende rapidamente a un valore minore e costante. Per il pavimento in pietra, il tasso di usura sembra iniziare con un valore basso e tendere a un valore più alto nel corso dei cicli. Anche il tasso di usura istantaneo mostra poca coerenza. La ragione specifica della differenza non è certa, ma potrebbe essere dovuta alla struttura dei campioni. Il pavimento in pietra sembra essere costituito da particelle sciolte simili a grani, che si usurano in modo diverso rispetto alla struttura compatta del legno. Sarebbero necessari ulteriori test e ricerche per accertare la causa di questo comportamento di usura.

I dati del coefficiente di attrito (COF) sembrano concordare con il comportamento di usura osservato. Il grafico del COF per il pavimento in legno appare costante durante i cicli, a complemento del tasso di usura costante. Per la pavimentazione in pietra, il COF medio aumenta durante i cicli, in modo simile a come anche il tasso di usura aumenta con i cicli. Si notano anche evidenti cambiamenti nella forma dei grafici di attrito, che suggeriscono cambiamenti nel modo in cui la sfera interagisce con il campione di pietra. Questo fenomeno è più evidente nel ciclo 2 e nel ciclo 4.

CONCLUSIONE

Il tribometro NANOVEA T2000 mostra la sua capacità di eseguire una mappatura progressiva dell'usura analizzando il tasso di usura tra due diversi campioni di pavimentazione. La pausa del test di usura continua e la scansione della superficie con il profilometro senza contatto NANOVEA 3D forniscono preziose informazioni sul comportamento del materiale nel tempo.

Il tribometro NANOVEA T2000 con il profilometro 3D senza contatto integrato fornisce un'ampia gamma di dati, tra cui COF (Coefficiente di attrito), misure di superficie, letture di profondità, visualizzazione della superficie, perdita di volume, tasso di usura e altro ancora. Questa serie completa di informazioni consente agli utenti di comprendere più a fondo le interazioni tra il sistema e il campione. Grazie al carico controllato, all'elevata precisione, alla facilità d'uso, al carico elevato, all'ampio intervallo di velocità e ai moduli ambientali aggiuntivi, il tribometro NANOVEA T2000 porta la tribologia a un livello superiore.

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Ispezione della mappatura della rugosità con la profilometria 3D

ISPEZIONE CON MAPPATURA DELLA RUGOSITÀ

USANDO LA PROFILOMETRIA 3D

Preparato da

DUANJIE, PhD

INTRODUZIONE

La rugosità e la consistenza della superficie sono fattori critici che influiscono sulla qualità finale e sulle prestazioni di un prodotto. Una comprensione approfondita della rugosità, della struttura e della consistenza della superficie è essenziale per selezionare le migliori misure di lavorazione e controllo. Per identificare in tempo i prodotti difettosi e ottimizzare le condizioni della linea di produzione, è necessaria un'ispezione in linea rapida, quantificabile e affidabile delle superfici dei prodotti.

IMPORTANZA DEL PROFILOMETRO 3D SENZA CONTATTO PER L'ISPEZIONE IN LINEA DELLE SUPERFICI

I difetti superficiali nei prodotti derivano dalla lavorazione dei materiali e dalla fabbricazione del prodotto. L'ispezione della qualità della superficie in linea garantisce il controllo di qualità più rigoroso dei prodotti finali. NANOVEA Profilatori ottici 3D senza contatto utilizzano la tecnologia della luce cromatica con la capacità unica di determinare la ruvidità di un campione senza contatto. Il sensore di linea consente la scansione del profilo 3D di un'ampia superficie ad alta velocità. La soglia di rugosità, calcolata in tempo reale dal software di analisi, funge da strumento pass/fail veloce e affidabile.

OBIETTIVO DI MISURAZIONE

In questo studio, il NANOVEA ST400, dotato di un sensore ad alta velocità, è stato utilizzato per ispezionare la superficie di un campione di Teflon con un difetto, per mostrare la capacità del NANOVEA di essere in grado di gestire la definizione di un campione di Teflon.

I profilometri senza contatto forniscono un'ispezione rapida e affidabile delle superfici in una linea di produzione.

NANOVEA

ST400

SAPERNE DI PIÙ

RISULTATI E DISCUSSIONE

Analisi 3D della superficie del Ruvidità Campione standard

La superficie di un campione di rugosità è stata scansionata con un NANOVEA ST400 dotato di un sensore ad alta velocità che genera una linea luminosa di 192 punti, come mostrato in FIGURA 1. Questi 192 punti scansionano contemporaneamente la superficie del campione, aumentando notevolmente la velocità di scansione. Questi 192 punti scansionano la superficie del campione contemporaneamente, aumentando notevolmente la velocità di scansione.

La FIGURA 2 mostra viste in falsi colori della mappa dell'altezza della superficie e della mappa di distribuzione della rugosità del campione standard di rugosità. In FIGURA 2a, il campione di rugosità presenta una superficie leggermente inclinata, come rappresentato dal gradiente di colore variabile in ciascuno dei blocchi di rugosità standard. In FIGURA 2b, la distribuzione omogenea della rugosità è mostrata in blocchi di rugosità diversi, il cui colore rappresenta la rugosità nei blocchi.

La FIGURA 3 mostra esempi di Mappe Pass/Fail generate dal software di analisi in base a soglie di rugosità diverse. I blocchi di rugosità sono evidenziati in rosso quando la loro rugosità superficiale è superiore a un determinato valore di soglia. In questo modo l'utente può impostare una soglia di rugosità per determinare la qualità della finitura superficiale di un campione.

FIGURA 1: Scansione del sensore ottico a linee sul campione Roughness Standard

a. Mappa dell'altezza della superficie:

b. Mappa di rugosità:

FIGURA 2: Viste in falsi colori della mappa dell'altezza superficiale e della mappa di distribuzione della rugosità del campione standard di rugosità.

FIGURA 3: Mappa Passa/Scarta in base alla soglia di ruvidità.

Ispezione superficiale di un campione di Teflon con difetti

La mappa dell'altezza della superficie, la mappa della distribuzione della rugosità e la mappa della soglia di rugosità Passa/Scarta del campione di Teflon sono mostrate in FIGURA 4. Il campione di Teflon presenta una cresta al centro destro del campione, come mostrato nella mappa dell'altezza della superficie. Il campione di Teflon presenta una cresta al centro destro del campione, come mostrato nella mappa dell'altezza superficiale.

a. Mappa dell'altezza della superficie:

I differenti colori della palette di FIGURA 4b rappresentano il valore di rugosità della superficie locale. La mappa di rugosità mostra una rugosità omogenea nell'area intatta del campione di Teflon. Tuttavia, i difetti, sotto forma di un anello frastagliato e di una cicatrice da usura, sono evidenziati con colori brillanti. L'utente può facilmente impostare una soglia di rugosità Pass/Fail per individuare i difetti superficiali, come mostrato nella FIGURA 4c. Questo strumento consente agli utenti di monitorare in loco la qualità della superficie del prodotto nella linea di produzione e di scoprire in tempo i prodotti difettosi. Il valore di rugosità in tempo reale viene calcolato e registrato al passaggio dei prodotti dal sensore ottico in linea, che può servire come strumento rapido ma affidabile per il controllo della qualità.

b. Mappa di rugosità:

c. Mappa di soglia di ruvidità Pass/Fail:

FIGURA 4: Mappa dell'altezza della superficie, mappa della distribuzione della rugosità e Mappa di soglia di ruvidità Pass/Fail della superficie del campione di Teflon.

CONCLUSIONE

In questa applicazione, abbiamo dimostrato come il profilatore ottico senza contatto NANOVEA ST400 3D, dotato di un sensore ottico di linea, funzioni come strumento affidabile di controllo della qualità in modo efficace ed efficiente.

Il sensore ottico a linea genera una linea luminosa di 192 punti che scansionano contemporaneamente la superficie del campione, aumentando notevolmente la velocità di scansione. Può essere installato nella linea di produzione per monitorare la rugosità superficiale dei prodotti in loco. La soglia di rugosità funziona come criterio affidabile per determinare la qualità della superficie dei prodotti, consentendo agli utenti di notare in tempo i prodotti difettosi.

I dati qui riportati rappresentano solo una parte dei calcoli disponibili nel software di analisi. I profilometri NANOVEA misurano virtualmente qualsiasi superficie in campi come quello dei semiconduttori, della microelettronica, del solare, delle fibre ottiche, dell'automotive, dell'aerospaziale, della metallurgia, della lavorazione, dei rivestimenti, del farmaceutico, del biomedicale, dell'ambientale e molti altri.

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Ispezione della superficie di saldatura con un profilometro 3D portatile

Ispezione superficiale WELd

utilizzando un profilometro 3D portatile

Preparato da

CRAIG LEISING

INTRODUZIONE

Ispezione della superficie della saldatura con un profilometro 3D portatile Preparato da CRAIG LEISING INTRODUZIONE Può capitare che una particolare saldatura, tipicamente eseguita tramite ispezione visiva, debba essere analizzata con un livello di precisione estremo. Le aree specifiche di interesse per un'analisi precisa includono cricche superficiali, porosità e crateri non riempiti, indipendentemente dalle successive procedure di ispezione. La saldatura [...]

IMPORTANZA DEL PROFILOMETRO 3D SENZA CONTATTO PER L'ISPEZIONE DELLA SUPERFICIE DI SALDATURA

A differenza di altre tecniche come i tastatori o l'interferometria, la NANOVEA Profilometro 3D senza contatto, utilizzando il cromatismo assiale, può misurare quasi tutte le superfici, le dimensioni dei campioni possono variare ampiamente a causa della stadiazione aperta e non è necessaria alcuna preparazione del campione. L'intervallo da nano a macro si ottiene durante la misurazione del profilo di superficie senza alcuna influenza da parte della riflettività o dell'assorbimento del campione, ha una capacità avanzata di misurare angoli superficiali elevati e non è prevista alcuna manipolazione dei risultati da parte del software. Misura facilmente qualsiasi materiale: trasparente, opaco, speculare, diffusivo, lucido, ruvido ecc. Le funzionalità 2D e 2D dei Profilometri Portatili NANOVEA li rendono strumenti ideali per l'ispezione completa della superficie di saldatura sia in laboratorio che sul campo.

OBIETTIVO DI MISURAZIONE

In questa applicazione, il profilatore portatile NANOVEA JR25 viene utilizzato per misurare la rugosità superficiale, la forma e il volume di una saldatura, nonché l'area circostante. Questi dati possono fornire informazioni fondamentali per analizzare correttamente la qualità della saldatura e del processo di saldatura.

NANOVEA

JR25

SAPERNE DI PIÙ

RISULTATI DEL TEST

L'immagine sottostante mostra la vista 3D completa della saldatura e dell'area circostante, insieme ai parametri di superficie della sola saldatura. Il profilo della sezione trasversale 2D è mostrato di seguito.

il campione

Con il profilo della sezione trasversale 2D di cui sopra rimosso dal 3D, le informazioni dimensionali della saldatura vengono calcolate di seguito. Area superficiale e volume di materiale calcolati solo per la saldatura.

 BUCOPICCO
SUPERFICIE1,01 mm214,0 mm2
VOLUME8,799e-5 mm323,27 mm3
PROFONDITÀ/ALTEZZA MASSIMA0,0276 mm0,6195 mm
PROFONDITÀ/ALTEZZA MEDIA 0,004024 mm 0,2298 mm

CONCLUSIONE

In questa applicazione, abbiamo dimostrato come il profilatore senza contatto NANOVEA 3D possa caratterizzare con precisione le caratteristiche critiche di una saldatura e della superficie circostante. In base alla rugosità, alle dimensioni e al volume, è possibile determinare un metodo quantitativo per la qualità e la ripetibilità e indagare ulteriormente. I campioni di saldatura, come l'esempio riportato in questa nota applicativa, possono essere facilmente analizzati con un profilatore NANOVEA standard da tavolo o portatile per test interni o sul campo.

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Analisi della frattografia con la profilometria 3D

ANALISI DELLA FRATTOGRAFIA

USANDO LA PROFILOMETRIA 3D

Preparato da

CRAIG LEISING

INTRODUZIONE

La frattografia è lo studio delle caratteristiche sulle superfici fratturate ed è stata storicamente studiata tramite microscopio o SEM. A seconda delle dimensioni dell'elemento, per l'analisi della superficie viene selezionato un microscopio (macro caratteristiche) o un SEM (nano e micro caratteristiche). Entrambi consentono in definitiva di identificare il tipo di meccanismo di frattura. Sebbene efficace, il microscopio presenta chiari limiti e il SEM nella maggior parte dei casi, oltre all’analisi a livello atomico, non è pratico per la misurazione della superficie della frattura e manca di una più ampia capacità di utilizzo. Con i progressi nella tecnologia di misurazione ottica, NANOVEA Profilometro 3D senza contatto è ora considerato lo strumento preferito, con la sua capacità di fornire misurazioni di superfici 2D e 3D su scala nanometrica e macrometrica

IMPORTANZA DEL PROFILOMETRO 3D SENZA CONTATTO PER L'ISPEZIONE DELLE FRATTURE

A differenza di un SEM, un profilometro 3D senza contatto può misurare quasi tutte le superfici, le dimensioni del campione, con una preparazione minima del campione, il tutto offrendo dimensioni verticali e orizzontali superiori a quelle di un SEM. Con un profilatore, le caratteristiche da nano a macro gamma sono catturate in una singola misurazione con zero influenza dalla riflettività del campione. Misura facilmente qualsiasi materiale: trasparente, opaco, speculare, diffusivo, lucido, ruvido, ecc. Il profilometro 3D senza contatto fornisce una capacità ampia e facile da usare per massimizzare gli studi sulla frattura della superficie ad una frazione del costo di un SEM.

OBIETTIVO DI MISURAZIONE

In questa applicazione, il NANOVEA ST400 viene utilizzato per misurare la superficie fratturata di un campione di acciaio. In questo studio, mostreremo un'area 3D, l'estrazione del profilo 2D e la mappa direzionale della superficie.

NANOVEA

ST400

SAPERNE DI PIÙ

RISULTATI

SUPERFICIE SUPERIORE

Direzione della texture della superficie 3D

Isotropia51.26%
Prima direzione123.2º
Seconda direzione116.3º
Terza direzione0.1725º

Area superficiale, volume, rugosità e molti altri possono essere calcolati automaticamente da questa estrazione.

Estrazione del profilo 2D

RISULTATI

SUPERFICIE LATERALE

Direzione della texture della superficie 3D

Isotropia15.55%
Prima direzione0.1617º
Seconda direzione110.5º
Terza direzione171.5º

Area superficiale, volume, rugosità e molti altri possono essere calcolati automaticamente da questa estrazione.

Estrazione del profilo 2D

CONCLUSIONE

In questa applicazione, abbiamo mostrato come il NANOVEA ST400 3D Non-Contact Profilometer può caratterizzare con precisione la topografia completa (nano, micro e macro caratteristiche) di una superficie fratturata. Dall'area 3D, la superficie può essere chiaramente identificata e le sottoaree o i profili/sezioni trasversali possono essere rapidamente estratti e analizzati con una lista infinita di calcoli della superficie. Le caratteristiche superficiali sub nanometriche possono essere ulteriormente analizzate con un modulo AFM integrato.

Inoltre, NANOVEA ha incluso una versione portatile alla sua linea di profilometri, particolarmente importante per gli studi sul campo dove la superficie di frattura è immobile. Con questo ampio elenco di capacità di misurazione della superficie, l'analisi della superficie di frattura non è mai stata così facile e conveniente con un unico strumento.

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Prestazioni di abrasione della carta vetrata con un tribometro

PRESTAZIONI DI ABRASIONE DELLA CARTA VETRATA

UTILIZZANDO UN TRIBOMETRO

Preparato da

DUANJIE LI, PhD

INTRODUZIONE

La carta vetrata è costituita da particelle abrasive incollate su una faccia della carta o del tessuto. Per le particelle possono essere utilizzati diversi materiali abrasivi, come il granato, il carburo di silicio, l'ossido di alluminio e il diamante. La carta vetrata è ampiamente applicata in diversi settori industriali per creare finiture superficiali specifiche su legno, metallo e cartongesso. Spesso lavora in condizioni di contatto ad alta pressione, applicata a mano o con utensili elettrici.

IMPORTANZA DELLA VALUTAZIONE DELLE PRESTAZIONI DI ABRASIONE DELLA CARTA VETRATA

L'efficacia della carta vetrata è spesso determinata dalle sue prestazioni di abrasione in diverse condizioni. La grana, cioè la dimensione delle particelle abrasive incorporate nella carta vetrata, determina la velocità di usura e la dimensione dei graffi del materiale da levigare. Le carte abrasive con un numero di grana più alto hanno particelle più piccole, il che comporta velocità di levigatura inferiori e finiture superficiali più fini. Carte abrasive con lo stesso numero di grana, ma fatte di materiali diversi, possono avere comportamenti diversi in condizioni di asciutto o bagnato. Per garantire che la carta abrasiva prodotta abbia il comportamento abrasivo desiderato, sono necessarie valutazioni tribologiche affidabili. Queste valutazioni consentono agli utenti di confrontare quantitativamente il comportamento all'usura di diversi tipi di carta vetrata in modo controllato e monitorato, al fine di selezionare il candidato migliore per l'applicazione desiderata.

Tribometro pneumatico ad alto carico

OBIETTIVO DI MISURAZIONE

In questo studio, mostriamo la capacità del Tribometro NANOVEA di valutare quantitativamente le prestazioni di abrasione di vari campioni di carta vetrata in condizioni di asciutto e bagnato.

NANOVEA

T2000

SAPERNE DI PIÙ

PROCEDURE DI TEST

Il coefficiente di attrito (COF) e le prestazioni di abrasione di due tipi di carta vetrata sono stati valutati dal tribometro NANOVEA T100. Come contromateriale è stata utilizzata una sfera in acciaio inossidabile 440. Le cicatrici da usura della palla sono state esaminate dopo ogni prova di usura utilizzando NANOVEA Profilatore ottico 3D senza contatto per garantire misurazioni precise della perdita di volume.

Si noti che per creare uno studio comparativo è stata scelta una sfera in acciaio inox 440 come materiale di contrasto, ma è possibile sostituire qualsiasi materiale solido per simulare una diversa condizione di applicazione.

RISULTATI DEI TEST E DISCUSSIONE

La FIGURA 1 mostra un confronto del COF della carta vetrata 1 e 2 in condizioni ambientali asciutte e bagnate. La carta vetrata 1, in condizioni di asciutto, mostra un COF di 0,4 all'inizio del test, che diminuisce progressivamente e si stabilizza a 0,3. In condizioni di bagnato, questo campione mostra un COF medio inferiore, pari a 0,27. Al contrario, i risultati del COF del campione 2 mostrano un COF a secco di 0,27 e un COF a umido di ~ 0,37. 

Si noti che l'oscillazione dei dati per tutti i grafici COF è stata causata dalle vibrazioni generate dal movimento di scorrimento della sfera contro le superfici ruvide della carta vetrata.

FIGURA 1: Evoluzione della COF durante le prove di usura.

La FIGURA 2 riassume i risultati dell'analisi delle cicatrici da usura. Le cicatrici da usura sono state misurate con un microscopio ottico e un profilatore ottico senza contatto NANOVEA 3D. Le FIGURE 3 e 4 confrontano le cicatrici da usura delle sfere SS440 usurate dopo i test di usura su carta vetrata 1 e 2 (in condizioni di bagnato e asciutto). Come mostrato nella FIGURA 4, il profilatore ottico NANOVEA cattura con precisione la topografia superficiale delle quattro sfere e le rispettive tracce di usura, che sono state poi elaborate con il software di analisi avanzata NANOVEA Mountains per calcolare la perdita di volume e il tasso di usura. Dall'immagine al microscopio e dal profilo della sfera si può osservare che la sfera utilizzata per il test della carta vetrata 1 (a secco) presenta una cicatrice di usura più grande e appiattita rispetto alle altre, con una perdita di volume pari a 0,313. mm3. Al contrario, la perdita di volume per la carta vetrata 1 (bagnata) è stata pari a 0,131 mm3. Per la carta vetrata 2 (asciutta) la perdita di volume è stata di 0,163. mm3 e per la carta vetrata 2 (bagnata) la perdita di volume è aumentata a 0,237 mm3.

Inoltre, è interessante osservare che il COF ha svolto un ruolo importante nelle prestazioni di abrasione delle carte abrasive. La carta vetrata 1 ha mostrato un COF più elevato in condizioni asciutte, portando a un tasso di abrasione più elevato per la sfera SS440 utilizzata nel test. In confronto, la maggiore COF della carta vetrata 2 in condizioni di bagnato ha portato a un tasso di abrasione più elevato. Le tracce di usura delle carte abrasive dopo le misurazioni sono mostrate in FIGURA 5.

Entrambi i Sandpapers 1 e 2 affermano di funzionare sia in ambienti asciutti che bagnati. Tuttavia, hanno mostrato prestazioni di abrasione significativamente diverse in condizioni asciutte e bagnate. NANOVEA tribometri fornire funzionalità di valutazione dell'usura quantificabili e affidabili ben controllate che garantiscono valutazioni dell'usura riproducibili. Inoltre, la capacità di misurazione del COF in situ consente agli utenti di correlare le diverse fasi di un processo di usura con l'evoluzione del COF, il che è fondamentale per migliorare la comprensione fondamentale del meccanismo di usura e delle caratteristiche tribologiche della carta vetrata.

FIGURA 2: Volume della cicatrice da usura delle sfere e COF medio in diverse condizioni.

FIGURA 3: Cicatrici di usura delle sfere dopo i test.

FIGURA 4: Morfologia 3D delle cicatrici da usura sulle sfere.

FIGURA 5: Tracce di usura sulle carte abrasive in diverse condizioni.

CONCLUSIONE

In questo studio sono state valutate le prestazioni di abrasione di due tipi di carta vetrata dello stesso numero di grana in condizioni di asciutto e bagnato. Le condizioni di servizio della carta vetrata giocano un ruolo fondamentale nell'efficacia delle prestazioni di lavoro. La carta vetrata 1 ha avuto un comportamento di abrasione significativamente migliore in condizioni di asciutto, mentre la carta vetrata 2 si è comportata meglio in condizioni di bagnato. L'attrito durante il processo di levigatura è un fattore importante da considerare per valutare le prestazioni di abrasione. Il profilatore ottico NANOVEA misura con precisione la morfologia 3D di qualsiasi superficie, come le cicatrici da usura su una sfera, garantendo una valutazione affidabile delle prestazioni di abrasione della carta vetrata in questo studio. Il Tribometro NANOVEA misura il coefficiente di attrito in situ durante un test di usura, fornendo una visione delle diverse fasi di un processo di usura. Offre inoltre test ripetibili di usura e attrito utilizzando modalità rotative e lineari conformi alle norme ISO e ASTM, con moduli opzionali per l'usura ad alta temperatura e la lubrificazione disponibili in un unico sistema pre-integrato. Questa gamma impareggiabile consente agli utenti di simulare diversi ambienti di lavoro gravosi per i cuscinetti a sfera, tra cui sollecitazioni elevate, usura e temperature elevate, ecc. Fornisce inoltre uno strumento ideale per valutare quantitativamente il comportamento tribologico dei materiali resistenti all'usura in presenza di carichi elevati.

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Finitura superficiale della pelle lavorata utilizzando la profilometria 3D

PELLE LAVORATA

FINITURA SUPERFICIALE CON LA PROFILOMETRIA 3D

Preparato da

CRAIG LEISING

INTRODUZIONE

Una volta completato il processo di concia della pelle, la superficie della pelle può essere sottoposta a diversi processi di rifinitura per ottenere un aspetto e un tocco diversi. Questi processi meccanici possono includere stiratura, smerigliatura, levigatura, goffratura, rivestimento, ecc. A seconda dell'uso finale della pelle, alcuni di essi possono richiedere una lavorazione più precisa, controllata e ripetibile.

IMPORTANZA DELL'ISPEZIONE PROFILOMETRICA PER LA RICERCA E LO SVILUPPO E IL CONTROLLO QUALITÀ

A causa dell'ampia variazione e dell'inaffidabilità dei metodi di ispezione visiva, gli strumenti in grado di quantificare con precisione le caratteristiche della micro e nano-scala possono migliorare i processi di rifinizione della pelle. La comprensione della finitura superficiale della pelle in un senso quantificabile può portare a una migliore selezione dei processi di lavorazione della superficie basata sui dati per ottenere risultati di finitura ottimali. NANOVEA 3D senza contatto Profilometri utilizzano la tecnologia confocale cromatica per misurare le superfici in pelle finite e offrono la massima ripetibilità e precisione sul mercato. Dove altre tecniche non riescono a fornire dati affidabili, a causa del contatto con la sonda, della variazione della superficie, dell'angolo, dell'assorbimento o della riflettività, i profilometri NANOVEA hanno successo.

OBIETTIVO DI MISURAZIONE

In questa applicazione, il NANOVEA ST400 viene utilizzato per misurare e confrontare la finitura superficiale di due campioni di pelle diversi ma lavorati da vicino. Dal profilo della superficie vengono calcolati automaticamente diversi parametri superficiali.

In questa sede ci concentreremo sulla rugosità superficiale, sulla profondità della fossetta, sul passo della fossetta e sul diametro della fossetta per una valutazione comparativa.

NANOVEA

ST400

SAPERNE DI PIÙ

RISULTATI: CAMPIONE 1

ISO 25178

PARAMETRI DI ALTEZZA

ALTRI PARAMETRI 3D

RISULTATI: CAMPIONE 2

ISO 25178

PARAMETRI DI ALTEZZA

ALTRI PARAMETRI 3D

PROFONDITÀ COMPARATIVA

Distribuzione della profondità per ogni campione.
Un gran numero di fossette profonde è stato osservato in CAMPIONE 1.

PASSO COMPARATIVO

Passo tra le fossette su CAMPIONE 1 è leggermente più piccolo
di CAMPIONE 2, ma entrambi hanno una distribuzione simile

 DIAMETRO MEDIO COMPARATIVO

Distribuzioni simili del diametro medio delle fossette,
con CAMPIONE 1 che mostrano in media diametri medi leggermente inferiori.

CONCLUSIONE

In questa applicazione abbiamo dimostrato come il profilometro 3D NANOVEA ST400 possa caratterizzare con precisione la finitura superficiale della pelle lavorata. In questo studio, la capacità di misurare la rugosità superficiale, la profondità delle fossette, il passo delle fossette e il diametro delle fossette ci ha permesso di quantificare le differenze tra la finitura e la qualità dei due campioni che potrebbero non essere evidenti con un'ispezione visiva.

Complessivamente non sono state riscontrate differenze visibili nell'aspetto delle scansioni 3D tra il CAMPIONE 1 e il CAMPIONE 2. Tuttavia, nell'analisi statistica si nota una chiara distinzione tra i due campioni. Il CAMPIONE 1 contiene una maggiore quantità di fossette con diametri più piccoli, profondità maggiori e passo da fossetta a fossetta più piccolo rispetto al CAMPIONE 2.

Sono disponibili ulteriori studi. Aree di interesse particolari potrebbero essere ulteriormente analizzate con un modulo AFM o microscopio integrato. Le velocità del profilometro 3D NANOVEA vanno da 20 mm/s a 1 m/s per il laboratorio o la ricerca, per soddisfare le esigenze di ispezione ad alta velocità; può essere costruito con dimensioni, velocità, capacità di scansione personalizzate, conformità alla camera bianca di Classe 1, trasportatore di indicizzazione o per l'integrazione in linea o online.

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Test di usura del pistone

Test di usura del pistone

Utilizzo di un tribometro

Preparato da

FRANK LIU

INTRODUZIONE

La perdita per attrito rappresenta circa 10% dell'energia totale del carburante per un motore diesel.[1]. 40-55% della perdita di attrito proviene dal sistema del cilindro di potenza. La perdita di energia dovuta all'attrito può essere ridotta con una migliore comprensione delle interazioni tribologiche che si verificano nel sistema del cilindro di potenza.

Una parte significativa della perdita di attrito nel sistema dei cilindri di potenza deriva dal contatto tra il cielo del pistone e la canna del cilindro. L'interazione tra il cielo del pistone, il lubrificante e le interfacce del cilindro è piuttosto complessa a causa dei continui cambiamenti di forza, temperatura e velocità in un motore reale. L'ottimizzazione di ogni fattore è fondamentale per ottenere prestazioni ottimali del motore. Questo studio si concentra sulla riproduzione dei meccanismi che causano le forze di attrito e l'usura alle interfacce gonna del pistone-lubrificante-camera del cilindro (P-L-C).

 Schema del sistema dei cilindri di potenza e delle interfacce gonna del pistone-lubrificante-camicia del cilindro.

[1] Bai, Dongfang. Modellazione della lubrificazione del mantello del pistone nei motori a combustione interna. Diss. MIT, 2012

IMPORTANZA DI TESTARE I PISTONI CON I TRIBOMETRI

L'olio motore è un lubrificante ben progettato per la sua applicazione. Oltre all'olio di base, per migliorarne le prestazioni vengono aggiunti additivi come detergenti, disperdenti, miglioratori di viscosità (VI), agenti antiusura/antiattrito e inibitori della corrosione. Questi additivi influenzano il comportamento dell'olio in diverse condizioni operative. Il comportamento dell'olio influisce sulle interfacce P-L-C e determina se si verifica un'usura significativa da contatto metallo-metallo o se si verifica una lubrificazione idrodinamica (usura minima).

È difficile comprendere le interfacce P-L-C senza isolare l'area dalle variabili esterne. È più pratico simulare l'evento con condizioni rappresentative della sua applicazione reale. Il NANOVEA Tribometro è l'ideale per questo. Dotato di più sensori di forza, sensore di profondità, modulo di lubrificazione goccia a goccia e stadio alternativo lineare, il NANOVEA T2000 è in grado di simulare da vicino gli eventi che si verificano all'interno di un blocco motore e di ottenere dati preziosi per comprendere meglio le interfacce P-L-C.

Modulo liquido sul tribometro NANOVEA T2000

Il modulo goccia a goccia è fondamentale per questo studio. Poiché i pistoni possono muoversi a una velocità molto elevata (superiore a 3.000 giri/min), è difficile creare un sottile film di lubrificante immergendo il campione. Per ovviare a questo problema, il modulo goccia a goccia è in grado di applicare in modo costante una quantità di lubrificante sulla superficie della gonna del pistone.

L'applicazione di un lubrificante fresco elimina anche il rischio che i contaminanti dell'usura possano influenzare le proprietà del lubrificante.

Tribometro pneumatico ad alto carico

NANOVEA T2000

Tribometro ad alto carico

OBIETTIVO DI MISURAZIONE

In questa relazione verranno studiate le interfacce gonna del pistone-lubrificante-camicia del cilindro. Le interfacce saranno riprodotte eseguendo un test di usura lineare alternata con modulo di lubrificazione goccia a goccia.

Il lubrificante sarà applicato a temperatura ambiente e in condizioni di riscaldamento per confrontare le condizioni di avviamento a freddo e di funzionamento ottimale. Il COF e il tasso di usura saranno osservati per capire meglio come si comportano le interfacce nelle applicazioni reali.

PARAMETRI DEL TEST

per test tribologici su pistoni

CARICO ............................ 100 N

DURATA DEL TEST ............................ 30 minuti

VELOCITÀ ............................ 2000 giri al minuto

AMPLITUDINE ............................ 10 mm

DISTANZA TOTALE ............................ 1200 m

RIVESTIMENTO DELLA GONNA ............................ Moly-grafite

MATERIALE PERNO ............................ Lega di alluminio 5052

DIAMETRO DEL PIN ............................ 10 mm

LUBRIFICANTE ............................ Olio motore (10W-30)

APPROSSIMATIVA. PORTATA ............................ 60 mL/min

TEMPERATURA ............................ Temperatura ambiente e 90°C

RISULTATI DEL TEST DI RECIPROCITÀ LINEARE

In questo esperimento è stato utilizzato l'A5052 come materiale di contrasto. Mentre i blocchi motore sono solitamente realizzati in alluminio fuso come l'A356, l'A5052 ha proprietà meccaniche simili all'A356 per questa prova simulativa [2].

Nelle condizioni di prova, è stata riscontrata un'usura significativa
osservata sul mantello del pistone a temperatura ambiente
rispetto ai 90°C. I graffi profondi osservati sui campioni suggeriscono che il contatto tra il materiale statico e la gonna del pistone si verifica frequentemente durante il test. L'elevata viscosità a temperatura ambiente potrebbe impedire all'olio di riempire completamente gli spazi alle interfacce e di creare un contatto metallo-metallo. A temperature più elevate, l'olio si assottiglia e riesce a scorrere tra lo spinotto e il pistone. Di conseguenza, a temperature più elevate si osserva un'usura significativamente minore. La FIGURA 5 mostra che un lato della cicatrice da usura si è consumato molto meno dell'altro. Ciò è probabilmente dovuto alla posizione dell'uscita dell'olio. Lo spessore del film di lubrificante era maggiore su un lato rispetto all'altro, causando un'usura non uniforme.

 

 

[2] "Alluminio 5052 vs alluminio 356.0". MakeItFrom.com, makeitfrom.com/compare/5052-O-Aluminum/A356.0-SG70B-A13560-Cast-Aluminum

Il COF dei test tribologici lineari alternativi può essere suddiviso in un passaggio alto e un passaggio basso. Il passaggio alto si riferisce al campione che si muove in avanti, o in senso positivo, mentre il passaggio basso si riferisce al campione che si muove in senso inverso, o in senso negativo. La COF media per l'olio RT è stata osservata inferiore a 0,1 in entrambe le direzioni. I COF medi tra le passate sono stati di 0,072 e 0,080. Il COF medio dell'olio a 90°C è risultato diverso tra le passate. Sono stati osservati valori medi di COF pari a 0,167 e 0,09. La differenza di COF dimostra ulteriormente che l'olio è riuscito a bagnare correttamente solo un lato del perno. Si è ottenuto un COF elevato quando si è formato un film spesso tra lo spinotto e la gonna del pistone, a causa della lubrificazione idrodinamica. Si osserva un COF più basso nell'altra direzione quando si verifica una lubrificazione mista. Per ulteriori informazioni sulla lubrificazione idrodinamica e sulla lubrificazione mista, visitate la nostra nota applicativa su Curve di Stribeck.

Tabella 1: Risultati del test di usura lubrificata sui pistoni.

FIGURA 1: Grafici COF per il test di usura dell'olio a temperatura ambiente A profilo grezzo B passaggio alto C passaggio basso.

FIGURA 2: Grafici COF per il test dell'olio di usura a 90°C A profilo grezzo B passaggio alto C passaggio basso.

FIGURA 3: Immagine ottica della cicatrice da usura del test di usura dell'olio motore RT.

FIGURA 4: Volume di un foro per l'analisi della cicatrice da usura del test di usura dell'olio motore RT.

FIGURA 5: Scansione profilometrica della cicatrice da usura del test di usura dell'olio motore RT.

FIGURA 6: Immagine ottica di una cicatrice da usura da un test di usura dell'olio motore a 90°C

FIGURA 7: Volume di un foro per l'analisi della cicatrice da usura del test di usura dell'olio motore a 90°C.

FIGURA 8: Scansione profilometrica della cicatrice da usura del test di usura dell'olio motore a 90°C.

CONCLUSIONE

Sono stati condotti test di usura lineare alternata lubrificata su un pistone per simulare gli eventi che si verificano in un
motore in funzione nella vita reale. L'interfaccia gonna del pistone-lubrificante-camicia del cilindro è fondamentale per il funzionamento di un motore. Lo spessore del lubrificante all'interfaccia è responsabile della perdita di energia dovuta all'attrito o all'usura tra la gonna del pistone e la canna del cilindro. Per ottimizzare il motore, lo spessore del film deve essere il più sottile possibile, senza che il mantello del pistone e la canna del cilindro si tocchino. La sfida, tuttavia, consiste nel capire come le variazioni di temperatura, velocità e forza influiranno sulle interfacce P-L-C.

Grazie all'ampia gamma di carichi (fino a 2000 N) e velocità (fino a 15000 giri/min), il tribometro NANOVEA T2000 è in grado di simulare le diverse condizioni possibili in un motore. Possibili studi futuri su questo argomento includono il comportamento delle interfacce P-L-C in condizioni di carico costante, carico oscillante, temperatura del lubrificante, velocità e metodo di applicazione del lubrificante. Questi parametri possono essere facilmente regolati con il tribometro NANOVEA T2000 per fornire una comprensione completa dei meccanismi delle interfacce gonna del pistone-lubrificante-camicia del cilindro.

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Profilometria di misurazione dei confini della superficie di polistirolo

Misura del confine di superficie

Misurazione dei confini di superficie con la profilometria 3D

Per saperne di più

MISURAZIONE DEI CONFINI DELLA SUPERFICIE

USANDO LA PROFILOMETRIA 3D

Preparato da

Craig Leising

INTRODUZIONE

Negli studi in cui l'interfaccia di caratteristiche superficiali, modelli, forme ecc. viene valutata per l'orientamento, sarà utile identificare rapidamente le aree di interesse sull'intero profilo di misura. Segmentando una superficie in aree significative, l'utente può valutare rapidamente i confini, i picchi, le fosse, le aree, i volumi e molti altri elementi per comprendere il loro ruolo funzionale nell'intero profilo della superficie in esame. Ad esempio, come nel caso dell'imaging dei confini dei grani dei metalli, l'importanza dell'analisi è l'interfaccia di molte strutture e il loro orientamento complessivo. La comprensione di ciascuna area di interesse consente di identificare difetti o anomalie all'interno dell'area complessiva. Sebbene l'imaging dei bordi dei grani sia tipicamente studiato a una distanza superiore alle capacità del Profilometro e sia solo un'analisi di immagini 2D, è un utile riferimento per illustrare il concetto di ciò che verrà mostrato qui su una scala più ampia, insieme ai vantaggi della misurazione di superfici 3D.

IMPORTANZA DEL PROFILOMETRO 3D NON A CONTATTO PER LO STUDIO DELLA SEPARAZIONE DELLE SUPERFICI

A differenza di altre tecniche come i tastatori o l'interferometria, il Profilometro 3D senza contatto, utilizzando il cromatismo assiale, può misurare quasi tutte le superfici, le dimensioni dei campioni possono variare ampiamente a causa della stadiazione aperta e non è necessaria alcuna preparazione del campione. L'intervallo da nano a macro si ottiene durante la misurazione del profilo di superficie senza alcuna influenza da parte della riflettività o dell'assorbimento del campione, ha una capacità avanzata di misurare angoli superficiali elevati e non è prevista alcuna manipolazione dei risultati da parte del software. Misura facilmente qualsiasi materiale: trasparente, opaco, speculare, diffusivo, lucido, ruvido ecc. La tecnica del profilometro senza contatto fornisce una capacità ideale, ampia e facile da usare per massimizzare gli studi di superficie quando sarà necessaria l'analisi dei confini della superficie; insieme ai vantaggi della funzionalità combinata 2D e 3D.

OBIETTIVO DI MISURAZIONE

In questa applicazione il profilometro Nanovea ST400 viene utilizzato per misurare l'area superficiale del polistirolo. I confini sono stati stabiliti combinando un file di intensità riflessa con la topografia, acquisiti simultaneamente con il NANOVEA ST400. Questi dati sono stati poi utilizzati per calcolare diverse informazioni sulla forma e sulle dimensioni di ciascun "granello" di polistirolo.

NANOVEA

ST400

RISULTATI E DISCUSSIONE: Misura del limite di superficie 2D

Immagine topografica (sotto a sinistra) mascherata dall'immagine dell'intensità riflessa (sotto a destra) per definire chiaramente i confini dei grani. Tutti i grani di diametro inferiore a 565 µm sono stati ignorati applicando il filtro.

Numero totale di grani: 167
Area totale di proiezione occupata dai grani: 166,917 mm² (64,5962 %)
Area totale prevista occupata dai confini: (35.4038 %)
Densità dei grani: 0,646285 grani / mm2

Area = 0,999500 mm² +/- 0,491846 mm²
Perimetro = 9114,15 µm +/- 4570,38 µm
Diametro equivalente = 1098,61 µm +/- 256,235 µm
Diametro medio = 945,373 µm +/- 248,344 µm
Diametro minimo = 675,898 µm +/- 246,850 µm
Diametro massimo = 1312,43 µm +/- 295,258 µm

RISULTATI E DISCUSSIONE: Misurazione dei confini della superficie 3D

Utilizzando i dati topografici 3D ottenuti, è possibile analizzare il volume, l'altezza, il picco, il rapporto d'aspetto e le informazioni generali sulla forma di ciascun grano. Area 3D totale occupata: 2,525 mm3

CONCLUSIONE

In questa applicazione, abbiamo dimostrato come il profilometro senza contatto NANOVEA 3D possa caratterizzare con precisione la superficie del polistirolo. È possibile ottenere informazioni statistiche sull'intera superficie di interesse o su singoli grani, siano essi picchi o buchi. In questo esempio sono stati utilizzati tutti i grani più grandi di una dimensione definita dall'utente per mostrare l'area, il perimetro, il diametro e l'altezza. Le caratteristiche qui illustrate possono essere fondamentali per la ricerca e il controllo di qualità di superfici naturali e pre-fabbricate che spaziano dalle applicazioni bio-mediche a quelle di microlavorazione, oltre a molte altre. 

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Misurazione dei contorni con il profilometro di NANOVEA

Misura del profilo del battistrada in gomma

Misura del profilo del battistrada in gomma

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MISURA DEL PROFILO DEL BATTISTRADA IN GOMMA

UTILIZZANDO IL PROFILATORE OTTICO 3D

Misura del profilo del battistrada in gomma - NANOVEA Profiler

Preparato da

ANDREA HERRMANN

INTRODUZIONE

Come per tutti i materiali, il coefficiente di attrito della gomma è legato in parte alla sua rugosità superficiale. Nelle applicazioni dei pneumatici per veicoli, la trazione sulla strada è molto importante. La rugosità della superficie e il battistrada del pneumatico svolgono entrambi un ruolo in tal senso. In questo studio vengono analizzate la rugosità della superficie e le dimensioni del battistrada.

* IL CAMPIONE

IMPORTANZA

DELLA PROFILOMETRIA 3D SENZA CONTATTO

PER GLI STUDI SULLA GOMMA

A differenza di altre tecniche come le sonde a contatto o l'interferometria, quelle di NANOVEA Profilatori ottici 3D senza contatto utilizzare il cromatismo assiale per misurare quasi tutte le superfici. 

Il sistema Profiler, grazie alla sua configurazione aperta, consente di utilizzare un'ampia varietà di campioni di dimensioni diverse e non richiede alcuna preparazione del campione. Le caratteristiche da nano a macro gamma possono essere rilevate durante una singola scansione, senza alcuna influenza da parte della riflettività o dell'assorbimento del campione. Inoltre, questi profilatori hanno la capacità avanzata di misurare angoli di superficie elevati senza richiedere la manipolazione dei risultati da parte del software.

Misurare facilmente qualsiasi materiale: trasparente, opaco, speculare, diffusivo, lucido, ruvido ecc. La tecnica di misura dei profilatori senza contatto NANOVEA 3D offre una capacità ideale, ampia e facile da usare, per massimizzare gli studi sulle superfici insieme ai vantaggi della capacità combinata 2D e 3D.

OBIETTIVO DI MISURAZIONE

In questa applicazione presentiamo il NANOVEA ST400, un profilatore ottico 3D senza contatto che misura la superficie e i battistrada di uno pneumatico di gomma.

Un'area di superficie del campione sufficientemente grande da rappresentare l'intera superficie del pneumatico è stata selezionata a caso per questo studio. 

Per quantificare le caratteristiche della gomma, abbiamo usato il software di analisi NANOVEA Ultra 3D per misurare le dimensioni del contorno, la profondità, rugosità e area sviluppata della superficie.

NANOVEA

ST400

ANALISI: PNEUMATICI

La vista 3D e la vista a falsi colori dei battistrada mostrano il valore della mappatura dei disegni delle superfici 3D. Fornisce agli utenti uno strumento immediato per osservare direttamente le dimensioni e la forma dei battistrada da diverse angolazioni. L'analisi avanzata dei contorni e l'analisi dell'altezza dei gradini sono entrambi strumenti estremamente potenti per misurare le dimensioni precise delle forme dei campioni e del design.

ANALISI AVANZATA DEI CONTORNI

ANALISI DELL'ALTEZZA DEL GRADINO

ANALISI: SUPERFICIE IN GOMMA

La superficie della gomma può essere quantificata in numerosi modi utilizzando gli strumenti software integrati, come mostrato nelle figure seguenti a titolo di esempio. Si può osservare che la rugosità superficiale è di 2,688 μm e che l'area sviluppata rispetto all'area proiettata è di 9,410 mm² contro 8,997 mm². Queste informazioni ci permettono di esaminare la relazione tra la finitura superficiale e la trazione di diverse formulazioni di gomma o anche di gomma con diversi gradi di usura superficiale.

CONCLUSIONE

In questa applicazione, abbiamo mostrato come il sistema NANOVEA Il profilatore ottico 3D senza contatto può caratterizzare con precisione la rugosità superficiale e le dimensioni del battistrada della gomma.

I dati mostrano una rugosità superficiale di 2,69 µm e un'area sviluppata di 9,41 mm² con un'area proiettata di 9 mm². Sono state utilizzate diverse dimensioni e raggi dei battistrada in gomma. misurato anche.

Le informazioni presentate in questo studio possono essere utilizzate per confrontare le prestazioni di pneumatici con diversi disegni del battistrada, formulazioni o diversi gradi di usura. I dati qui riportati rappresentano solo una parte della calcoli disponibili nel software di analisi Ultra 3D.

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Analisi della superficie delle scaglie di pesce mediante profilatore ottico 3D

Analisi della superficie delle scaglie di pesce mediante profilatore ottico 3D

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ANALISI DELLA SUPERFICIE DELLE SCAGLIE DI PESCE

utilizzando il PROFILATORE OTTICO 3D

Profilometro a squame di pesce

Preparato da

Andrea Novitsky

INTRODUZIONE

La morfologia, i modelli e altre caratteristiche di una squama di pesce vengono studiati utilizzando NANOVEA Profilatore ottico 3D senza contatto. La natura delicata di questo campione biologico, insieme alle sue scanalature molto piccole e ad alto angolo, evidenzia anche l'importanza della tecnica senza contatto del profilatore. I solchi sulla squama sono chiamati circuli, e possono essere studiati per stimare l'età del pesce, e anche per distinguere periodi di diverso ritmo di crescita, simili agli anelli di un albero. Si tratta di informazioni molto importanti per la gestione delle popolazioni ittiche selvatiche al fine di prevenire la pesca eccessiva.

Importanza della profilometria 3D senza contatto per gli studi biologici

A differenza di altre tecniche come le sonde a contatto o l'interferometria, il profilatore ottico 3D senza contatto, utilizzando il cromatismo assiale, può misurare quasi tutte le superfici. Le dimensioni dei campioni possono variare notevolmente grazie alla messa in scena aperta e non è necessaria alcuna preparazione del campione. Le caratteristiche da nano a macro gamma sono ottenute durante la misurazione del profilo della superficie senza alcuna influenza da parte della riflettività o dell'assorbimento del campione. Lo strumento offre una capacità avanzata di misurare angoli di superficie elevati senza manipolazione dei risultati da parte del software. È possibile misurare facilmente qualsiasi materiale, sia esso trasparente, opaco, speculare, diffusivo, lucido o ruvido. La tecnica offre una capacità ideale, ampia e facile da usare per massimizzare gli studi sulle superfici, insieme ai vantaggi delle capacità combinate 2D e 3D.

OBIETTIVO DI MISURAZIONE

In questa applicazione, presentiamo NANOVEA ST400, un profilatore 3D senza contatto con un sensore ad alta velocità, che fornisce un'analisi completa della superficie di una scala.

Lo strumento è stato utilizzato per scansionare l'intero campione, insieme a una scansione a più alta risoluzione dell'area centrale. Per il confronto è stata misurata anche la rugosità della superficie esterna e interna della scala.

NANOVEA

ST400

Caratterizzazione superficiale 3D e 2D della scala esterna

La vista 3D e la vista a falsi colori della scala esterna mostrano una struttura complessa simile a un'impronta digitale o agli anelli di un albero. Ciò fornisce agli utenti uno strumento immediato per osservare direttamente la caratterizzazione della superficie della squama da diverse angolazioni. Vengono mostrate diverse altre misure della scala esterna e il confronto tra il lato esterno e quello interno della scala.

Profilometro 3D con scansione a scala di pesce
Profilometro 3D a scala di pesce
Profilatore ottico 3D ad altezza di passo per la scansione a scala di pesce

CONFRONTO DELLA RUGOSITÀ SUPERFICIALE

Profilometro a scala di pesce Scansione 3D

CONCLUSIONE

In questa applicazione, abbiamo mostrato come il profilatore ottico senza contatto NANOVEA 3D possa caratterizzare una squama di pesce in vari modi. 

Le superfici esterne e interne della squama possono essere facilmente distinte dalla sola rugosità superficiale, con valori di rugosità rispettivamente di 15,92μm e 1,56μm. Inoltre, è possibile ottenere informazioni precise e accurate su una squama di pesce analizzando i solchi, o circoli, sulla superficie esterna della squama. Sono state misurate le distanze delle bande di circoli dal centro focale e l'altezza dei circoli è risultata essere in media di circa 58μm. 

I dati qui riportati rappresentano solo una parte dei calcoli disponibili nel software di analisi.

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