Importância da profilometria sem contato para materiais compósitos

Os defeitos cruciais são minimizados para que os materiais compostos sejam tão fortes quanto possível nas aplicações de reforço. Como um material anisotrópico, a direção crítica da trama é consistente para manter a previsibilidade de alto desempenho. Os materiais compósitos têm uma das maiores proporções de resistência a peso, tornando-o mais forte do que o aço em alguns casos. É importante limitar a área de superfície exposta nos compósitos para minimizar a vulnerabilidade química e os efeitos de expansão térmica. A inspeção da superfície de perfilometria é fundamental para o controle de qualidade da produção de compósitos para garantir um forte desempenho durante um longo tempo de serviço.

Nanovea's Perfilômetro 3D sem contato é diferente de outras técnicas de medição de superfície, como sondas de toque ou interferometria. Nossos perfilômetros usam cromatismo axial para medir praticamente qualquer superfície e a preparação aberta permite amostras de qualquer tamanho sem necessidade de preparação. Medições nano a macro são obtidas durante a medição do perfil da superfície com influência zero da refletividade ou absorção da amostra. Nossos perfilômetros medem facilmente qualquer material: transparente, opaco, especular, difusivo, polido e áspero, com a capacidade avançada de medir ângulos de superfície elevados sem manipulação de software. A técnica de perfilômetro sem contato fornece a capacidade ideal e fácil de usar para maximizar estudos de superfície de materiais compósitos; juntamente com os benefícios da capacidade combinada de 2D e 3D.

Objetivo da medição

O Nanovea HS2000L Profilometer utilizado nesta aplicação mediu a superfície de duas tecelagens de compósitos de fibra de carbono. A rugosidade da superfície, comprimento de trama, isotropia, análise fractal e outros parâmetros de superfície são usados para caracterizar os compósitos. A área medida foi selecionada aleatoriamente e assumiu que os valores de propriedade podem ser comparados usando o poderoso software de análise de superfície da Nanovea.

Resultados e Discussão

Análise de Superfície

 

 

 

A isotropia mostra a direcionalidade da trama para determinar os valores de propriedade esperados. Nosso estudo mostra como o composto bidirecional é isotrópico ~60%, como esperado. Enquanto isso, o composto unidirecional é ~13% isotrópico devido à forte fibra única com direção de fibra.

O tamanho da trama determina a consistência da embalagem e a largura das fibras utilizadas no composto. Nosso estudo mostra como podemos medir facilmente o tamanho da trama até uma precisão de micron para garantir peças de qualidade.

A análise da textura do comprimento de onda dominante sugere que o tamanho do fio para ambos os compósitos é de 4,27 microns de espessura. A análise da dimensão fractal da superfície da fibra determina a suavidade para encontrar a facilidade de fixação das fibras em uma matriz. A dimensão fractal da fibra unidirecional é maior do que a fibra bidirecional que pode afetar o processamento de compósitos.

Conclusão

Nesta aplicação, mostramos que o Nanovea HS2000L Non-Contact Profilometer caracteriza com precisão a superfície fibrosa dos materiais compostos. Distinguimos as diferenças entre os tipos de tecido de fibra de carbono com parâmetros de altura, isotropia, análise de textura e medidas de distância, juntamente com muito mais.

Nossas medições de superfície por profilômetro mitigam de forma precisa e rápida os danos compostos que diminuem os defeitos nas peças, maximizando a capacidade do material composto. A velocidade do profilômetro 3D da Nanovea varia de <1mm/s a 500mm/s para adequação em aplicações de pesquisa às necessidades de inspeção de alta velocidade. O profilômetro Nanovea é a solução
a qualquer necessidade de medição composta.