Categoria: Profilometria | Volume e área

Mapeamento de desgaste progressivo de pisos usando tribômetro

Teste de desgaste do piso

Mapeamento progressivo do desgaste do piso usando tribômetro com perfilômetro integrado

Preparado por

LIU FRANCA

INTRODUÇÃO

Os materiais do piso são projetados para serem duráveis, mas muitas vezes sofrem desgaste devido às atividades cotidianas, como movimento e uso de móveis. Para garantir sua longevidade, a maioria dos tipos de piso possui uma camada protetora contra desgaste que resiste a danos. No entanto, a espessura e a durabilidade da camada de desgaste variam dependendo do tipo de piso e do nível de tráfego de pedestres. Além disso, diferentes camadas dentro da estrutura do piso, como revestimentos UV, camadas decorativas e esmaltes, apresentam taxas de desgaste variadas. É aí que entra o mapeamento de desgaste progressivo. Usando o Tribômetro NANOVEA T2000 com um Perfilômetro 3D sem contato, monitoramento preciso e análise do desempenho e longevidade dos materiais de piso podem ser feitos. Ao fornecer informações detalhadas sobre o comportamento de desgaste de vários materiais de piso, cientistas e profissionais técnicos podem tomar decisões mais informadas ao selecionar e projetar novos sistemas de piso.

IMPORTÂNCIA DO MAPEAMENTO DE DESGASTE PROGRESSIVO PARA PAINÉIS DE PISO

Tradicionalmente, os testes de pisos têm se concentrado na taxa de desgaste de uma amostra para determinar sua durabilidade contra o desgaste. No entanto, o mapeamento de desgaste progressivo permite analisar a taxa de desgaste da amostra durante todo o teste, fornecendo informações valiosas sobre seu comportamento de desgaste. Essa análise aprofundada permite correlações entre os dados de atrito e a taxa de desgaste, o que pode identificar as causas principais do desgaste. Deve-se observar que as taxas de desgaste não são constantes durante os testes de desgaste. Portanto, observar a progressão do desgaste proporciona uma avaliação mais precisa do desgaste da amostra. Indo além dos métodos de teste tradicionais, a adoção do mapeamento de desgaste progressivo contribuiu para avanços significativos no campo de testes de pisos.

O Tribômetro NANOVEA T2000 com perfilômetro 3D sem contato integrado é uma solução inovadora para testes de desgaste e medições de perda de volume. Sua capacidade de se mover com precisão entre o pino e o perfilômetro garante a confiabilidade dos resultados, eliminando qualquer desvio no raio ou localização da trilha de desgaste. Mas isso não é tudo – os recursos avançados do perfilômetro sem contato 3D permitem medições de superfície em alta velocidade, reduzindo o tempo de digitalização para meros segundos. Com capacidade de aplicar cargas de até 2.000 N e atingir velocidades de fiação de até 5.000 rpm, a NANOVEA T2000 Tribômetro oferece versatilidade e precisão no processo de avaliação. Está claro que este equipamento desempenha um papel vital no mapeamento do desgaste progressivo.

FIGURA 1: Configuração da amostra antes do teste de desgaste (esquerda) e profilometria da trilha de desgaste após o teste de desgaste (direita).

OBJETIVO DA MEDIÇÃO

O teste de mapeamento de desgaste progressivo foi realizado em dois tipos de materiais de piso: pedra e madeira. Cada amostra foi submetida a um total de 7 ciclos de teste, com durações crescentes de 2, 4, 8, 20, 40, 60 e 120 s, permitindo uma comparação do desgaste ao longo do tempo. Após cada ciclo de teste, a trilha de desgaste foi perfilada usando o NANOVEA 3D Non-Contact Profilometer. A partir dos dados coletados pelo perfilômetro, o volume do furo e a taxa de desgaste podem ser analisados usando os recursos integrados do software NANOVEA Tribometer ou do nosso software de análise de superfície, Mountains.

NANOVEA T2000 Alta Carga
Tribômetro pneumático

AS AMOSTRAS

PARÂMETROS DE TESTE DE MAPEAMENTO DE DESGASTE

CARREGAR	40 N
DURAÇÃO DO TESTE	varia
SPEED	200 rpm
RADIUS	10 mm
DISTÂNCIA	varia
MATERIAL DA ESFERA	Carbeto de tungstênio
DIÂMETRO DA ESFERA	10 mm

A duração do teste usada nos 7 ciclos foi 2, 4, 8, 20, 40, 60 e 120 segundosrespectivamente. As distâncias percorridas foram 0,40, 0,81, 1,66, 4,16, 8,36, 12,55 e 25,11 metros.

RESULTADOS DO MAPEAMENTO DE DESGASTE

Piso de madeira

*Ciclo de teste*	*COF máximo*	*Mínimo COF*	*Avg. COF*
1	0.335	0.124	0.275
2	0.337	0.207	0.295
3	0.380	0.229	0.329
4	0.393	0.265	0.354
5	0.352	0.205	0.314
6	0.345	0.199	0.312
7	0.315	0.211	0.293

ORIENTAÇÃO RADIAL

*Ciclo de teste*	*Perda de volume total (µm3)*	Distância total Percorrida (m)	Taxa de desgaste (mm/Nm) x10^-5	Taxa de desgaste instantâneo (mm/Nm) x10^-5
1	296247687	0.40	1833.746	1833.746
2	355245227	1.22	1093.260	181.5637
3	596371326	2.88	898.242	363.1791
4	883747767	7.04	530.629	172.5496
5	1207179951	15.40	360.889	96.69074
6	1472745318	27.95	293.329	52.89311
7	1851319210	53.06	184.343	37.69599

FIGURA 2: Taxa de desgaste versus distância total percorrida (esquerda)
e taxa de desgaste instantâneo versus ciclo de teste (direita) para pisos de madeira.

FIGURA 3: Gráfico COF e visualização 3D do rastro de desgaste do teste #7 em piso de madeira.

FIGURA 4: Análise da seção transversal da trilha de desgaste de madeira do teste #7

FIGURA 5: Análise de volume e área da trilha de desgaste no teste de amostra de madeira #7.

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RESULTADOS DO MAPEAMENTO DE DESGASTE

Pavimento em pedra

*Ciclo de teste*	*COF máximo*	*Mínimo COF*	*Avg. COF*
1	0.249	0.035	0.186
2	0.349	0.197	0.275
3	0.294	0.154	0.221
4	0.503	0.124	0.273
5	0.548	0.106	0.390
6	0.510	0.129	0.434
7	0.527	0.181	0.472

ORIENTAÇÃO RADIAL

*Ciclo de teste*	*Perda de volume total (µm3)*	Distância total Percorrida (m)	Taxa de desgaste (mm/Nm) x10^-5	Taxa de desgaste instantâneo (mm/Nm) x10^-5
1	96278846	0.40	595.957	595.9573
2	804289731	1.22	2475.185	2178.889
3	1316147855	2.88	1982.355	770.9501
4	3136530215	7.04	1883.269	1093.013
5	10821732180	15.40	3235.180	2297.508
6	20174960343	27.95	4018.282	1862.899
7	42512063420	53.06	4233.081	2224.187

FIGURA 6: Taxa de desgaste versus distância total percorrida (esquerda)
e taxa de desgaste instantâneo versus ciclo de teste (direita) para pisos de pedra.

FIGURA 7: Gráfico COF e visualização 3D do rastro de desgaste do teste #7 em piso de pedra.

FIGURA 8: Análise de seção transversal da trilha de desgaste de pedra do teste #7.

FIGURA 9: Análise de volume e área da trilha de desgaste no teste de amostra de pedra #7.

Para obter detalhes completos sobre os resultados, clique aqui.

DISCUSSÃO

A taxa de desgaste instantânea é calculada com a seguinte equação:

Onde V é o volume de um furo, N é a carga e X é a distância total, essa equação descreve a taxa de desgaste entre os ciclos de teste. A taxa de desgaste instantânea pode ser usada para identificar melhor as alterações na taxa de desgaste durante o teste.

Ambas as amostras têm comportamentos de desgaste muito diferentes. Com o tempo, o piso de madeira começa com uma alta taxa de desgaste, mas cai rapidamente para um valor menor e estável. No caso do piso de pedra, a taxa de desgaste parece começar em um valor baixo e tende a um valor mais alto ao longo dos ciclos. A taxa de desgaste instantâneo também apresenta pouca consistência. Não se sabe ao certo o motivo específico da diferença, mas pode ser devido à estrutura das amostras. O piso de pedra parece consistir de partículas soltas semelhantes a grãos, que se desgastariam de forma diferente em comparação com a estrutura compacta da madeira. Testes e pesquisas adicionais seriam necessários para determinar a causa desse comportamento de desgaste.

Os dados do coeficiente de atrito (COF) parecem concordar com o comportamento de desgaste observado. O gráfico do COF do piso de madeira parece consistente ao longo dos ciclos, complementando sua taxa de desgaste constante. Para o piso de pedra, o COF médio aumenta ao longo dos ciclos, da mesma forma que a taxa de desgaste também aumenta com os ciclos. Também há mudanças aparentes na forma dos gráficos de atrito, sugerindo mudanças na forma como a bola está interagindo com a amostra de pedra. Isso é mais evidente no ciclo 2 e no ciclo 4.

CONCLUSÃO

O tribômetro NANOVEA T2000 demonstra sua capacidade de realizar o mapeamento progressivo do desgaste, analisando a taxa de desgaste entre duas amostras diferentes de pisos. Pausar o teste de desgaste contínuo e escanear a superfície com o NANOVEA 3D Non-Contact Profilometer fornece informações valiosas sobre o comportamento de desgaste do material ao longo do tempo.

O tribômetro NANOVEA T2000 com o perfilômetro 3D sem contato integrado fornece uma ampla variedade de dados, incluindo dados de COF (coeficiente de atrito), medições de superfície, leituras de profundidade, visualização de superfície, perda de volume, taxa de desgaste e muito mais. Esse conjunto abrangente de informações permite que os usuários obtenham uma compreensão mais profunda das interações entre o sistema e a amostra. Com sua carga controlada, alta precisão, facilidade de uso, alta carga, ampla faixa de velocidade e módulos ambientais adicionais, o Tribômetro NANOVEA T2000 leva a tribologia para o próximo nível.

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Inspeção de mapeamento de rugosidade usando perfilometria 3D

INSPEÇÃO DE MAPEAMENTO DE RUGOSIDADE

USANDO A PROFILOMETRIA 3D

Preparado por

DUANJIE, PhD

INTRODUÇÃO

A rugosidade e a textura da superfície são fatores críticos que afetam a qualidade final e o desempenho de um produto. Uma compreensão completa da rugosidade, da textura e da consistência da superfície é essencial para selecionar as melhores medidas de processamento e controle. A inspeção em linha rápida, quantificável e confiável das superfícies dos produtos é necessária para identificar os produtos defeituosos a tempo e otimizar as condições da linha de produção.

IMPORTÂNCIA DO PROFILÔMETRO 3D SEM CONTATO PARA A INSPEÇÃO DE SUPERFÍCIE EM LINHA

Defeitos superficiais em produtos resultam do processamento de materiais e da fabricação do produto. A inspeção de qualidade de superfície em linha garante o mais rigoroso controle de qualidade dos produtos finais. NANOVEA Perfiladores ópticos 3D sem contato utilizam a tecnologia Chromatic Light com capacidade exclusiva para determinar a rugosidade de uma amostra sem contato. O sensor de linha permite a digitalização do perfil 3D de uma grande superfície em alta velocidade. O limite de rugosidade, calculado em tempo real pelo software de análise, serve como uma ferramenta de aprovação/reprovação rápida e confiável.

OBJETIVO DA MEDIÇÃO

Neste estudo, o NANOVEA ST400 equipado com um sensor de alta velocidade é usado para inspecionar a superfície de uma amostra de teflon com defeito para mostrar a capacidade do NANOVEA

Proﬁlômetros sem contato para fornecer inspeção de superfície rápida e confiável em uma linha de produção.

NANOVEA

ST400

RESULTADOS & DISCUSSÃO

Análise de superfície 3D do Amostra padrão de rugosidade

A superfície de um padrão de rugosidade foi escaneada usando um NANOVEA ST400 equipado com um sensor de alta velocidade que gera uma linha brilhante de 192 pontos, conforme mostrado na FIGURA 1. Esses 192 pontos escaneiam a superfície da amostra ao mesmo tempo, o que resulta em um aumento significativo da velocidade de escaneamento.

A FIGURA 2 mostra visualizações em falsa cor do Mapa de Altura da Superfície e do Mapa de Distribuição de Rugosidade da Amostra Padrão de Rugosidade. Na FIGURA 2a, o padrão de rugosidade exibe uma superfície ligeiramente inclinada, conforme representado pelo gradiente de cores variadas em cada um dos blocos de rugosidade padrão. Na FIGURA 2b, a distribuição homogênea da rugosidade é mostrada em diferentes blocos de rugosidade, cuja cor representa a rugosidade nos blocos.

A FIGURA 3 mostra os exemplos dos mapas de aprovação/reprovação gerados pelo software de análise com base em diferentes limites de rugosidade. Os blocos de rugosidade são destacados em vermelho quando a rugosidade da superfície está acima de um determinado valor limite definido. Isso fornece uma ferramenta para o usuário configurar um limite de rugosidade para determinar a qualidade do acabamento da superfície de uma amostra.

FIGURA 1: Varredura do sensor de linha óptica na amostra Roughness Standard

a. Mapa de altura da superfície:

b. Mapa de rugosidade:

FIGURA 2: Visualizações em falsa cor do mapa de altura da superfície e do mapa de distribuição de rugosidade da amostra padrão de rugosidade.

FIGURA 3: Mapa de aprovação/reprovação com base no limite de rugosidade.

Inspeção da superfície de uma amostra de teflon com defeitos

O Mapa de Altura da Superfície, o Mapa de Distribuição de Rugosidade e o Mapa de Limite de Rugosidade Aprovado/Reprovado da superfície da amostra Teflon são mostrados na FIGURA 4. A amostra de Teflon tem uma forma de cume no centro direito da amostra, conforme mostrado no mapa de altura da superfície.

a. Mapa de altura da superfície:

As diferentes cores na paleta da FIGURA 4b representam o valor da rugosidade na superfície local. O mapa de rugosidade exibe uma rugosidade homogênea na área intacta da amostra de Teflon. No entanto, os defeitos, na forma de um anel recuado e uma cicatriz de desgaste, são destacados em cores vivas. O usuário pode configurar facilmente um limite de rugosidade de Aprovado/Reprovado para localizar os defeitos de superfície, conforme mostrado na FIGURA 4c. Essa ferramenta permite aos usuários monitorar in situ a qualidade da superfície do produto na linha de produção e descobrir produtos defeituosos a tempo. O valor de rugosidade em tempo real é calculado e registrado à medida que os produtos passam pelo sensor óptico em linha, o que pode servir como uma ferramenta rápida e confiável para o controle de qualidade.

b. Mapa de rugosidade:

c. Mapa de limiar de rugosidade de aprovação/reprovação:

FIGURA 4: Mapa de altura da superfície, mapa de distribuição de rugosidade e Mapa de limiar de rugosidade de aprovação/reprovação da superfície da amostra do Teflon.

CONCLUSÃO

Nessa aplicação, mostramos como o NANOVEA ST400 3D Non-Contact Optical Profiler equipado com um sensor de linha óptica funciona como uma ferramenta confiável de controle de qualidade de maneira eficaz e eficiente.

O sensor de linha óptica gera uma linha brilhante de 192 pontos que escaneiam a superfície da amostra ao mesmo tempo, o que resulta em um aumento significativo da velocidade de escaneamento. Ele pode ser instalado na linha de produção para monitorar a rugosidade da superfície dos produtos in situ. O limite de rugosidade funciona como um critério confiável para determinar a qualidade da superfície dos produtos, permitindo que os usuários percebam os produtos defeituosos a tempo.

Os dados mostrados aqui representam apenas uma parte dos cálculos disponíveis no software de análise. Os Profilômetros NANOVEA medem praticamente qualquer superfície em campos como Semicondutores, Microeletrônica, Solar, Fibra Ótica, Automotivo, Aeroespacial, Metalurgia, Usinagem, Revestimentos, Farmacêutico, Biomédico, Ambiental e muitos outros.

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Inspeção de superfície de solda usando um Perfilômetro portátil 3D

Inspeção de superfície WELd

usando um profilômetro portátil 3d

Preparado por

CRAIG LEISING

INTRODUÇÃO

Pode tornar-se crítico que uma determinada solda, normalmente feita por inspeção visual, seja investigada com um nível extremo de precisão. Áreas específicas de interesse para análises precisas incluem fissuras superficiais, porosidade e crateras não preenchidas, independentemente dos procedimentos de inspeção subseqüentes. As características da solda, tais como dimensão/formato, volume, rugosidade, tamanho, etc., podem ser todas medidas para avaliação crítica.

IMPORTÂNCIA DO PROFILÔMETRO 3D SEM CONTATO PARA A INSPEÇÃO DA SUPERFÍCIE DE SOLDA

Ao contrário de outras técnicas, como sondas de toque ou interferometria, o NANOVEA Perfilômetro 3D sem contato, usando cromatismo axial, pode medir praticamente qualquer superfície, os tamanhos das amostras podem variar amplamente devido ao preparo aberto e não há necessidade de preparação da amostra. A faixa nano a macro é obtida durante a medição do perfil da superfície com influência zero da refletividade ou absorção da amostra, possui capacidade avançada para medir ângulos de superfície elevados e não há manipulação de resultados por software. Meça facilmente qualquer material: transparente, opaco, especular, difusivo, polido, áspero, etc. Os recursos 2D e 2D dos perfilômetros portáteis NANOVEA os tornam instrumentos ideais para inspeção completa da superfície da solda, tanto no laboratório quanto no campo.

OBJETIVO DA MEDIÇÃO

Nesta aplicação, o perfilador portátil NANOVEA JR25 é utilizado para medir a rugosidade da superfície, forma e volume de uma solda, bem como a área circundante. Estas informações podem fornecer informações críticas para investigar adequadamente a qualidade da solda e do processo de soldagem.

NANOVEA

JR25

RESULTADOS DO TESTE

A imagem abaixo mostra a visão 3D completa da solda e da área circundante juntamente com os parâmetros de superfície da solda apenas. O perfil da seção transversal 2D é mostrado abaixo.

a amostra

Com o perfil de seção transversal 2D acima removido do 3D, as informações dimensionais da solda são calculadas abaixo. Área de superfície e volume de material calculado para a solda somente abaixo.

	HOLE	PEAK
SUPERFÍCIE	1,01 mm²	14,0 mm²
VOLUME	8.799e-5 mm³	23,27 mm³
PROFUNDIDADE/ALTURA MÁXIMA	0,0276 mm	0,6195 mm
PROFUNDIDADE/ALTURA MÉDIA	0,004024 mm	0,2298 mm

CONCLUSÃO

Nesta aplicação, mostramos como o NANOVEA 3D Non-Contact Profiler pode caracterizar com precisão as características críticas de uma solda e a área de superfície circundante. A partir da rugosidade, dimensões e volume, um método quantitativo de qualidade e repetibilidade pode ser determinado e ou investigado mais detalhadamente. As amostras de solda, como o exemplo nesta nota de aplicação, podem ser facilmente analisadas, com uma mesa padrão ou com o Profiler NANOVEA portátil para testes internos ou de campo.

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Análise de Fractografia usando a Perfilometria 3D

ANÁLISE DA FRACTOGRAFIA

USANDO A PROFILOMETRIA 3D

Preparado por

CRAIG LEISING

INTRODUÇÃO

A fractografia é o estudo de características em superfícies fraturadas e tem sido historicamente investigada via microscópio ou SEM. Dependendo do tamanho do recurso, um microscópio (recursos macro) ou SEM (recursos nano e micro) são selecionados para a análise de superfície. Em última análise, ambos permitem a identificação do tipo de mecanismo de fratura. Embora eficaz, o microscópio tem limitações claras e o SEM na maioria dos casos, além da análise em nível atômico, é impraticável para medição de superfície de fratura e carece de capacidade de uso mais ampla. Com os avanços na tecnologia de medição óptica, o NANOVEA Perfilômetro 3D sem contato é agora considerado o instrumento de escolha, com sua capacidade de fornecer nanometria por meio de medições de superfície 2D e 3D em macroescala

IMPORTÂNCIA DO PROFILÔMETRO 3D SEM CONTATO PARA A INSPEÇÃO DE FRATURAS

Ao contrário de um SEM, um Perfilômetro 3D sem contato pode medir quase qualquer superfície, tamanho de amostra, com o mínimo de preparação de amostra, tudo isso enquanto oferece dimensões verticais/horizontais superiores às de um SEM. Com um perfilador, as características de nano através de macro range são capturadas em uma única medição com influência zero da refletividade da amostra. Mede facilmente qualquer material: transparente, opaco, especular, difusivo, polido, rugoso, etc. O Profilômetro 3D sem contato oferece uma ampla e amigável capacidade para maximizar os estudos de fratura superficial a uma fração do custo de um SEM.

OBJETIVO DA MEDIÇÃO

Nesta aplicação, o NANOVEA ST400 é utilizado para medir a superfície fraturada de uma amostra de aço. Neste estudo, mostraremos uma área 3D, extração do perfil 2D e mapa direcional da superfície.

NANOVEA

ST400

RESULTADOS

SUPERFÍCIE TOP SUPERFÍCIE

Direção da textura da superfície 3D

Isotropia	51.26%
Primeira Direção	123.2º
Segunda Direção	116.3º
Terceira direção	0.1725º

Área de superfície, volume, rugosidade e muitos outros podem ser calculados automaticamente a partir desta extração.

Extração de perfil 2D

RESULTADOS

SUPERFÍCIE LATERAL

Direção da textura da superfície 3D

Isotropia	15.55%
Primeira Direção	0.1617º
Segunda Direção	110.5º
Terceira direção	171.5º

Área de superfície, volume, rugosidade e muitos outros podem ser calculados automaticamente a partir desta extração.

Extração de perfil 2D

CONCLUSÃO

Nesta aplicação, mostramos como o NANOVEA ST400 3D Non-Contact Profilometer pode caracterizar com precisão a topografia completa (nano, micro e macro características) de uma superfície fraturada. Da área 3D, a superfície pode ser claramente identificada e sub-áreas ou perfis/seções transversais podem ser rapidamente extraídas e analisadas com uma lista interminável de cálculos de superfície. As características da superfície sub nanométrica podem ser analisadas com um módulo AFM integrado.

Além disso, a NANOVEA incluiu uma versão portátil em sua linha de Perfisômetros, especialmente crítica para estudos de campo onde uma superfície de fratura é imóvel. Com esta ampla lista de capacidades de medição de superfície, a análise da superfície de fratura nunca foi tão fácil e mais conveniente com um único instrumento.

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Desempenho da Lixa Abrasão Usando um Tribômetro

DESEMPENHO DA LIXA NA ABRASÃO

USANDO UM TRIBÔMETRO

Preparado por

DUANJIE LI, PhD

INTRODUÇÃO

A lixa consiste em partículas abrasivas coladas a uma face de um papel ou pano. Vários materiais abrasivos podem ser usados para as partículas, tais como granada, carboneto de silício, óxido de alumínio e diamante. A lixa é amplamente aplicada em diversos setores industriais para criar acabamentos de superfície específicos em madeira, metal e drywall. Muitas vezes, elas trabalham sob contato de alta pressão aplicada manualmente ou com ferramentas elétricas.

IMPORTÂNCIA DA AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DA LIXA DE LIXA POR ABRASÃO

A eficácia da lixa é muitas vezes determinada por seu desempenho em termos de abrasão sob diferentes condições. O tamanho do grão, ou seja, o tamanho das partículas abrasivas incrustadas na lixa, determina a taxa de desgaste e o tamanho dos arranhões do material a ser lixado. As lixas de maior granulometria têm partículas menores, resultando em menores velocidades de lixamento e acabamentos superficiais mais finos. Lixas com o mesmo número de grãos, mas feitas de materiais diferentes, podem ter comportamentos não semelhantes sob condições secas ou úmidas. São necessárias avaliações tribológicas confiáveis para garantir que a lixa fabricada possua o comportamento abrasivo desejado. Estas avaliações permitem aos usuários comparar quantitativamente os comportamentos de desgaste de diferentes tipos de lixas de forma controlada e monitorada, a fim de selecionar o melhor candidato para a aplicação desejada.

OBJETIVO DA MEDIÇÃO

Neste estudo, apresentamos a capacidade do Tribômetro Pneumático de Alta Carga NANOVEA T2000 de avaliar quantitativamente o desempenho de abrasão de várias amostras de lixa em condições secas e úmidas.

NANOVEA T2000 Alta Carga
Tribômetro pneumático

PROCEDIMENTOS DE TESTE

O coeficiente de atrito (COF) e o desempenho à abrasão de dois tipos de lixas foram avaliados pelo Tribômetro NANOVEA T100. Uma bola de aço inoxidável 440 foi usada como contra-material. As cicatrizes de desgaste da esfera foram examinadas após cada teste de desgaste utilizando o NANOVEA Perfilador óptico 3D sem contato para garantir medições precisas de perda de volume.

Observe que uma bola de aço inoxidável 440 foi escolhida como material do contador para criar um estudo comparativo, mas qualquer material sólido poderia ser substituído para simular uma condição de aplicação diferente.

RESULTADOS DOS TESTES E DISCUSSÃO

A FIGURA 1 mostra uma comparação COF da lixa 1 e 2 em condições ambientais secas e úmidas. A lixa 1, em condições secas, mostra um COF de 0,4 no início do teste que diminui progressivamente e se estabiliza a 0,3. Em condições úmidas, esta amostra apresenta um COF médio mais baixo de 0,27. Em contraste, o COF da amostra 2 mostra um COF seco de 0,27 e um COF úmido de ~ 0,37.

Observe que a oscilação nos dados de todos os gráficos de COF foi causada pelas vibrações geradas pelo movimento de deslizamento da bola contra as superfícies ásperas da lixa.

FIGURA 1: Evolução do COF durante os testes de desgaste.

O FIGURA 2 resume os resultados da análise das cicatrizes de desgaste. As cicatrizes de desgaste foram medidas usando um microscópio ótico e um NANOVEA 3D Non-Contact Optical Profiler. FIGURA 3 e FIGURA 4 comparam as cicatrizes de desgaste das bolas SS440 desgastadas após os testes de desgaste em Lixa 1 e 2 (condições úmidas e secas). Como mostrado no FIGURA 4, o NANOVEA Optical Profiler captura com precisão a topografia da superfície das quatro bolas e suas respectivas faixas de desgaste que foram então processadas com o software NANOVEA Mountains Advanced Analysis para calcular a perda de volume e a taxa de desgaste. No microscópio e na imagem do perfil da bola, pode-se observar que a bola utilizada para o teste de lixa 1 (seca) exibia uma cicatriz de desgaste achatada maior em comparação com as outras, com uma perda de volume de 0,313 mm³. Em contraste, a perda de volume da Lixa 1 (molhada) foi de 0,131 mm³. Para Lixa 2 (seca) a perda de volume foi de 0,163 mm³ e para Lixa 2 (úmida) a perda de volume aumentou para 0,237 mm³.

Além disso, é interessante observar que o COF desempenhou um papel importante no desempenho de abrasão das lixas. A lixa 1 exibiu COF mais alto na condição seca, levando a uma maior taxa de abrasão para a esfera SS440 utilizada no teste. Em comparação, o maior COF da lixa 2 na condição úmida resultou em uma maior taxa de abrasão. Os rastros de desgaste das lixas após as medidas são exibidos na FIGURA 5.

Ambas as lixas 1 e 2 afirmam funcionar em ambientes secos e úmidos. No entanto, eles exibiram desempenho de abrasão significativamente diferente em condições secas e úmidas. NANOVEA tribômetros fornecem recursos de avaliação de desgaste bem controlados, quantificáveis e confiáveis que garantem avaliações de desgaste reproduzíveis. Além disso, a capacidade de medição in situ do COF permite aos usuários correlacionar diferentes estágios de um processo de desgaste com a evolução do COF, o que é fundamental para melhorar a compreensão fundamental do mecanismo de desgaste e das características tribológicas da lixa.

FIGURA 2: Usar o volume da cicatriz das bolas e o COF médio sob diferentes condições.

FIGURA 3: Usar as cicatrizes das bolas após os testes.

FIGURA 4: Morfologia 3D das cicatrizes de desgaste nas bolas.

FIGURA 5: Desgaste de faixas nas lixas sob diferentes condições.

CONCLUSÃO

O desempenho em abrasão de dois tipos de lixas com o mesmo número de grãos foi avaliado sob condições secas e úmidas neste estudo. As condições de serviço da lixa têm um papel fundamental na eficácia do desempenho do trabalho. A lixa 1 teve um comportamento de abrasão significativamente melhor sob condições secas, enquanto a lixa 2 teve um melhor desempenho sob condições úmidas. O atrito durante o processo de lixamento é um fator importante a ser considerado ao avaliar o desempenho em termos de abrasão. O NANOVEA Optical Profiler mede com precisão a morfologia 3D de qualquer superfície, como cicatrizes de desgaste em uma bola, garantindo uma avaliação confiável do desempenho de abrasão da lixa neste estudo. O Tribômetro NANOVEA mede o coeficiente de atrito in situ durante um teste de desgaste, fornecendo uma visão sobre as diferentes etapas de um processo de desgaste. Ele também oferece testes de desgaste e atrito repetíveis usando os modos rotativo e linear compatíveis com ISO e ASTM, com módulos opcionais de desgaste e lubrificação a alta temperatura disponíveis em um sistema pré-integrado. Esta gama inigualável permite aos usuários simular diferentes ambientes severos de trabalho dos rolamentos de esferas, incluindo alta tensão, desgaste e alta temperatura, etc. Também fornece uma ferramenta ideal para avaliar quantitativamente os comportamentos tribológicos de materiais superiores resistentes ao desgaste sob cargas elevadas.

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Acabamento da superfície de couro processado utilizando a Perfilometria 3D

COURO PROCESSADO

ACABAMENTO DE SUPERFÍCIE UTILIZANDO A PERFILOMETRIA 3D

Preparado por

CRAIG LEISING

INTRODUÇÃO

Uma vez concluído o processo de curtimento de uma pele de couro, a superfície do couro pode passar por vários processos de acabamento para uma variedade de aparência e toque. Estes processos mecânicos podem incluir estiramento, polimento, lixamento, estampagem, revestimento, etc. Dependendo do uso final do couro, alguns podem exigir um processamento mais preciso, controlado e repetível.

IMPORTÂNCIA DA INSPEÇÃO POR PERFILOMETRIA PARA P&D E CONTROLE DE QUALIDADE

Devido à grande variação e à falta de confiabilidade dos métodos de inspeção visual, as ferramentas capazes de quantificar com precisão as características em micro e nano escalas podem melhorar os processos de acabamento do couro. A compreensão do acabamento da superfície do couro em um sentido quantificável pode levar a uma melhor seleção de processamento de superfície orientada por dados para obter resultados de acabamento ideais. NANOVEA 3D sem contato Perfilômetros utilizam a tecnologia confocal cromática para medir superfícies de couro acabadas e oferecem a mais alta repetibilidade e precisão do mercado. Quando outras técnicas não conseguem fornecer dados confiáveis, devido ao contato da sonda, à variação da superfície, ao ângulo, à absorção ou à refletividade, os Profilômetros NANOVEA são bem-sucedidos.

OBJETIVO DA MEDIÇÃO

Nesta aplicação, o NANOVEA ST400 é utilizado para medir e comparar o acabamento superficial de duas amostras de couro diferentes, mas bem processadas. Vários parâmetros de superfície são automaticamente calculados a partir do perfil de superfície.

Aqui vamos nos concentrar na rugosidade da superfície, profundidade da cavidade, passo da cavidade e diâmetro da cavidade para avaliação comparativa.

NANOVEA

ST400

RESULTADOS: AMOSTRA 1

ISO 25178

PARÂMETROS DE ALTURA

OUTROS PARÂMETROS 3D

RESULTADOS: AMOSTRA 2

ISO 25178

PARÂMETROS DE ALTURA

OUTROS PARÂMETROS 3D

COMPARAÇÃO DE PROFUNDIDADE

Distribuição de profundidade para cada amostra.
Um grande número de covinhas profundas foi observado em AMOSTRA 1.

COMPARATIVO DE PASSO

Passo entre as cavidades em AMOSTRA 1 é um pouco menor
do que AMOSTRA 2mas ambos têm uma distribuição semelhante

DIÂMETRO MÉDIO COMPARATIVO

Distribuições similares de diâmetro médio das covinhas,
com AMOSTRA 1 mostrando diâmetros médios ligeiramente menores em média.

CONCLUSÃO

Nesta aplicação, mostramos como o Perfilometro NANOVEA ST400 3D pode caracterizar com precisão o acabamento superficial do couro processado. Neste estudo, ter a capacidade de medir a rugosidade da superfície, profundidade da covinha, passo da covinha e diâmetro da covinha nos permitiu quantificar diferenças entre o acabamento e a qualidade das duas amostras que podem não ser óbvias pela inspeção visual.

Em geral, não houve diferença visível na aparência das varreduras 3D entre a SAMPLE 1 e a SAMPLE 2. Entretanto, na análise estatística, há uma clara distinção entre as duas amostras. A AMOSTRA 1 contém uma quantidade maior de covinhas com diâmetros menores, profundidades maiores e passo de covinhas menores em comparação com a AMOSTRA 2.

Por favor, observe que estudos adicionais estão disponíveis. Áreas especiais de interesse poderiam ter sido mais bem analisadas com um AFM ou módulo de Microscópio integrado. As velocidades do NANOVEA 3D Perfilometer variam de 20 mm/s a 1 m/s para laboratório ou pesquisa para atender às necessidades de inspeção de alta velocidade; pode ser construído com dimensionamento personalizado, velocidades, capacidades de escaneamento, conformidade de sala limpa Classe 1, esteira de indexação ou para integração em linha ou on-line.

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Teste de Desgaste do Pistão

TESTE DE DESGASTE DO PISTÃOUSANDO O TRIBÔMETRO NANOVEA

Preparado por

LIU FRANCA

O que é o teste de desgaste do pistão?

O teste de desgaste do pistão avalia o atrito, a lubrificação e a durabilidade do material entre as saias do pistão e os revestimentos do cilindro em condições controladas de laboratório. Utilizando um tribômetro, os engenheiros podem replicar o movimento recíproco real e medir com precisão o coeficiente de atrito, a taxa de desgaste e a topografia da superfície 3D. Esses resultados fornecem informações importantes sobre o comportamento tribológico de revestimentos, lubrificantes e ligas usados em pistões de motores, ajudando a otimizar o desempenho, a eficiência de combustível e a confiabilidade a longo prazo.

Esquema do sistema de cilindros de potência e das interfaces saia-saia-cilindro-lubrificante-cilíndrico do pistão.

💡 Deseja quantificar a taxa de desgaste e o atrito de suas próprias amostras? Solicite um teste de tribologia personalizado, adaptado à sua aplicação.

Por que o teste de desgaste do pistão é importante no desenvolvimento de motores

O óleo de motor é um lubrificante bem projetado para sua aplicação. Além do óleo básico, são adicionados aditivos como detergentes, dispersantes, melhorador de viscosidade (VI), agentes anti-desgaste/antifricção e inibidores de corrosão para melhorar seu desempenho. Estes aditivos afetam a forma como o óleo se comporta sob diferentes condições operacionais. O comportamento do óleo afeta as interfaces P-L-C e determina se está ocorrendo desgaste significativo do contato metal-metal ou se está ocorrendo lubrificação hidrodinâmica (muito pouco desgaste).

É difícil entender as interfaces P-L-C sem isolar a área das variáveis externas. É mais prático simular o evento com condições que sejam representativas de sua aplicação na vida real. O NANOVEA O Tribômetro é ideal para isso. Equipado com vários sensores de força, sensor de profundidade, um módulo de lubrificação gota a gota e um estágio de reciprocidade linear, o NANOVEA T2000 é capaz de imitar fielmente os eventos que ocorrem dentro de um bloco de motor e obter dados valiosos para compreender melhor as interfaces PLC.

Módulo Líquido no Tribômetro NANOVEA T2000

O módulo drop-by-drop é crucial para este estudo. Como os pistões podem se mover a uma velocidade muito rápida (acima de 3000 rpm), é difícil criar uma fina película de lubrificante submergindo a amostra. Para resolver este problema, o módulo gota a gota é capaz de aplicar uma quantidade constante de lubrificante na superfície da saia do pistão.

A aplicação de lubrificante fresco também elimina a preocupação com contaminantes de desgaste desalojados que influenciam as propriedades do lubrificante.

Como os tribômetros simulam
Desgaste real do pistão-camisa

As interfaces entre a saia do pistão, o lubrificante e o revestimento do cilindro serão estudadas neste relatório. As interfaces serão replicadas através da realização de um movimento recíproco linear. teste de desgaste com módulo lubrificante gota a gota.

O lubrificante será aplicado à temperatura ambiente e em condições de aquecimento para comparar as condições de partida a frio e de operação ideal. O COF e a taxa de desgaste serão observados para entender melhor como as interfaces se comportam nas aplicações da vida real.

NANOVEA T2000
Tribômetro de alta carga

Parâmetros e configuração do teste de desgaste do pistão

CARREGAR ………………………. 100 N

DURAÇÃO DO TESTE ………………………. 30 min

SPEED ………………………. 2000 rpm

AMPLITUDE ………………………. 10 mm

DISTÂNCIA TOTAL ………………………. 1200 m

REVESTIMENTO DA PELE ………………………. Moli-grafite

PIN MATERIAL ………………………. Liga de Alumínio 5052

PIN DIAMETER ………………………. 10 mm

LUBRICANTE ………………………. Óleo de motor (10W-30)

APPROX. TAXA DE FLUXO ………………………. 60 mL/min

TEMPERATURA ………………………. Temperatura ambiente & 90°C

Relevância no mundo real de
Teste de Desgaste do Pistão

Os testes de desgaste de pistões com tribômetro fornecem informações essenciais sobre como as escolhas de materiais e as estratégias de lubrificação afetam a confiabilidade real do motor. Em vez de depender de testes caros com motores completos, os laboratórios podem avaliar revestimentos, óleos e superfícies de ligas sob condições realistas de carga mecânica e temperatura. A NANOVEA Perfilometria 3D e os módulos de tribologia permitem o mapeamento preciso da profundidade do desgaste e da estabilidade do atrito, ajudando as equipes de P&D a otimizar o desempenho e reduzir os ciclos de desenvolvimento.

Resultados e análise do teste de desgaste do pistão

Nesta experiência, utilizou-se A5052 como material de contraposição. Embora os blocos de motor sejam normalmente fabricados em alumínio fundido, como o A356, o A5052 tem propriedades mecânicas semelhantes às do A356 para este teste simulado [1].

Nas condições de teste, observou-se um desgaste significativo na saia do pistão à temperatura ambiente em comparação com 90 °C. Os arranhões profundos observados nas amostras sugerem que o contato entre o material estático e a saia do pistão ocorre frequentemente ao longo do teste. A alta viscosidade à temperatura ambiente pode estar impedindo que o óleo preencha completamente as lacunas nas interfaces e criando contato metal-metal. Em temperaturas mais altas, o óleo se torna mais fino e é capaz de fluir entre o pino e o pistão. Como resultado, observa-se um desgaste significativamente menor em temperaturas mais altas. A FIGURA 5 mostra que um lado da marca de desgaste se desgastou significativamente menos do que o outro lado. Isso provavelmente se deve à localização da saída de óleo. A espessura da película lubrificante era maior em um lado do que no outro, causando um desgaste desigual.

[1] “Alumínio 5052 vs Alumínio 356.0.” MakeItFrom.com, makeitfrom.com/compare/5052-O-Aluminum/A356.0-SG70B-A13560-Cast-Aluminum

O COF dos testes de tribologia linear recíproca pode ser dividido em alta e baixa aprovação. O passe alto refere-se à amostra que se move na direção da frente, ou positiva, e o passe baixo refere-se à amostra que se move na direção inversa, ou negativa. A média de COF para o óleo RT foi observada como sendo inferior a 0,1 para ambas as direções. O COF médio entre os passes foi de 0,072 e 0,080. O COF médio do óleo de 90°C foi encontrado como diferente entre os passes. Os valores médios de COF de 0,167 e 0,09 foram observados. A diferença no COF dá uma prova adicional de que o óleo só foi capaz de molhar adequadamente um dos lados do pino. O COF alto foi obtido quando uma película espessa foi formada entre o pino e a saia do pistão devido à ocorrência de lubrificação hidrodinâmica. O COF mais baixo é observado na outra direção quando a lubrificação mista está ocorrendo. Para mais informações sobre lubrificação hidrodinâmica e lubrificação mista, por favor, visite nossa nota de aplicação em Curvas de Stribeck.

Tabela 1: Resultados do teste de desgaste lubrificado em pistões.

FIGURA 1: Gráficos COF para o teste de desgaste do óleo à temperatura ambiente A perfil cru B alto passe C baixo passe.

FIGURA 2: Gráficos COF para teste de óleo de desgaste a 90°C A perfil cru B alto passe C baixo passe.

FIGURA 3: Imagem ótica da cicatriz de desgaste do teste de desgaste do óleo do motor RT.

FIGURA 4: Volume de uma análise de cicatriz de desgaste de um furo do teste de desgaste de óleo de motor RT.

FIGURA 5: Exame de profilometria da cicatriz de desgaste do teste de desgaste do óleo do motor RT.

FIGURA 6: Imagem ótica da cicatriz de desgaste de 90°C teste de desgaste do óleo do motor

FIGURA 7: Volume de uma análise de cicatriz de desgaste de um furo de 90°C de teste de desgaste de óleo de motor.

FIGURA 8: Varredura da cicatriz de desgaste de 90°C do teste de desgaste do óleo do motor.

Conclusão: Avaliação do desgaste do motor com tribômetros NANOVEA

Um teste de desgaste linear lubrificado foi realizado em um pistão para simular eventos que ocorrem em um motor operacional real. As interfaces entre a saia do pistão, o lubrificante e o revestimento do cilindro são cruciais para o funcionamento de um motor. A espessura do lubrificante na interface é responsável pela perda de energia devido ao atrito ou desgaste entre a saia do pistão e o revestimento do cilindro. Para otimizar o motor, a espessura da película deve ser a mais fina possível, sem permitir que a saia do pistão e o revestimento do cilindro se toquem. O desafio, no entanto, é como as mudanças de temperatura, velocidade e força afetarão as interfaces P-L-C.

Com sua ampla faixa de carga (até 2000 N) e velocidade (até 15000 rpm), o tribômetro NANOVEA T2000 é capaz de simular diferentes condições possíveis em um motor. Estudos futuros possíveis sobre este tema incluem como as interfaces P-L-C se comportarão sob diferentes cargas constantes, cargas osciladas, temperatura do lubrificante, velocidade e método de aplicação do lubrificante. Esses parâmetros podem ser facilmente ajustados com o tribômetro NANOVEA T2000 para proporcionar uma compreensão completa dos mecanismos das interfaces entre a saia do pistão, o lubrificante e o revestimento do cilindro.

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Medição de Limite Superficial

Medição de Limites Superficiais Utilizando a Profilometria 3D

Saiba mais

MEDIÇÃO DOS LIMITES DE SUPERFÍCIE

USANDO A PROFILOMETRIA 3D

Preparado por

Craig Leising

INTRODUÇÃO

Em estudos onde a interface das características da superfície, padrões, formas, etc., estão sendo avaliados para orientação, será útil identificar rapidamente áreas de interesse em todo o perfil de medição. Ao segmentar uma superfície em áreas significativas, o usuário pode avaliar rapidamente limites, picos, poços, áreas, volumes e muitos outros para entender seu papel funcional em todo o perfil de superfície em estudo. Por exemplo, como a imagem de um limite de grãos de metais, a importância da análise é a interface de muitas estruturas e sua orientação geral. Através da compreensão de cada área de interesse podem ser identificados defeitos e ou anormalidades dentro da área geral. Embora as imagens de limite de grão sejam tipicamente estudadas em uma faixa que ultrapassa a capacidade do Profilômetro e seja apenas uma análise de imagem 2D, é uma referência útil para ilustrar o conceito do que será mostrado aqui em uma escala maior, juntamente com as vantagens da medição de superfície 3D.

IMPORTÂNCIA DO PROFILÔMETRO 3D SEM CONTATO PARA O ESTUDO DA SEPARAÇÃO DA SUPERFÍCIE

Ao contrário de outras técnicas, como sondas de toque ou interferometria, o Perfilômetro sem contato 3D, usando cromatismo axial, pode medir praticamente qualquer superfície, os tamanhos das amostras podem variar amplamente devido ao preparo aberto e não há necessidade de preparação da amostra. A faixa nano a macro é obtida durante a medição do perfil da superfície com influência zero da refletividade ou absorção da amostra, possui capacidade avançada para medir ângulos de superfície elevados e não há manipulação de resultados por software. Meça facilmente qualquer material: transparente, opaco, especular, difusivo, polido, áspero, etc. A técnica do perfilômetro sem contato fornece uma capacidade ideal, ampla e fácil de usar para maximizar estudos de superfície quando a análise de limites de superfície for necessária; juntamente com os benefícios da capacidade combinada de 2D e 3D.

OBJETIVO DA MEDIÇÃO

Nesta aplicação, o Nanovea ST400 Profilometer é usado para medir a área de superfície do isopor. Os limites foram estabelecidos pela combinação de um arquivo de intensidade refletida junto com a topografia, que são adquiridos simultaneamente usando o NANOVEA ST400. Estes dados foram então usados para calcular diferentes informações de forma e tamanho de cada "grão" de isopor.

NANOVEA

ST400

RESULTADOS & DISCUSSÃO: Medição de Limite de Superfície 2D

Imagem topográfica (abaixo à esquerda) mascarada pela imagem de intensidade refletida (abaixo à direita) para definir claramente os limites dos grãos. Todos os grãos com diâmetro inferior a 565µm foram ignorados pela aplicação de filtro.

Número total de grãos: 167
Área total projetada ocupada pelos grãos: 166.917 mm² (64.5962 %)
Área total projetada ocupada por limites: (35.4038 %)
Densidade de grãos: 0,646285 grãos / mm2

Área = 0,999500 mm² +/- 0,491846 mm²
Perímetro = 9114,15 µm +/- 4570,38 µm
Diâmetro equivalente = 1098,61 µm +/- 256,235 µm
Diâmetro médio = 945,373 µm +/- 248,344 µm
Diâmetro mínimo = 675,898 µm +/- 246,850 µm
Diâmetro máximo = 1312,43 µm +/- 295,258 µm

RESULTADOS & DISCUSSÃO: Medição 3D de Limites Superficiais

Utilizando os dados de topografia 3D obtidos, as informações de volume, altura, pico, relação de aspecto e forma geral podem ser analisadas em cada grão. Área 3D total ocupada: 2,525mm3

CONCLUSÃO

Nesta aplicação, mostramos como o NANOVEA 3D Non Contact Profilometer pode caracterizar com precisão a superfície do isopor. Informações estatísticas podem ser obtidas sobre toda a superfície de interesse ou sobre grãos individuais, sejam eles picos ou poços. Neste exemplo, todos os grãos maiores que um tamanho definido pelo usuário foram usados para mostrar a área, perímetro, diâmetro e altura. As características mostradas aqui podem ser críticas para a pesquisa e controle de qualidade de superfícies naturais e pré-fabricadas que vão desde aplicações bio-médicas a micromáquinas, juntamente com muitas outras.

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Medição da profundidade do piso do pneu e da rugosidade da superfície da borracha | Perfilador óptico 3D

MEDIÇÃO DA PROFUNDIDADE DO PERFIL DO PNEU E DA RUGOSIDADE DA SUPERFÍCIE DA BORRACHA usando o perfilador óptico 3D

Preparado por

ANDREA HERRMANN

Embora a profundidade do piso dos pneus seja normalmente medida com medidores manuais para a segurança do consumidor, a pesquisa e desenvolvimento industrial e os fabricantes de pneus exigem métodos mais avançados. Esta nota de aplicação demonstra como um perfilômetro óptico 3D fornece medições precisas da profundidade do piso dos pneus, mapeamento de contornos e análise da rugosidade da superfície da borracha para estudos de alta precisão.

INTRODUÇÃO

Como todos os materiais, o coeficiente de atrito da borracha está relacionado, em parte, à rugosidade da sua superfície. Nos pneus dos veículos, tanto a profundidade do piso como a rugosidade da superfície afetam diretamente a tração, a frenagem e o desempenho em termos de desgaste. Neste estudo, a superfície da borracha e a rugosidade e dimensões do piso são analisadas utilizando perfilometria 3D sem contato.

A AMOSTRA

IMPORTÂNCIA DA PERFILOMETRIA 3D SEM CONTATO PARA A MEDIÇÃO DA PROFUNDIDADE DO SOLO DO PNEU

Ao contrário de outras técnicas, como sondas de contato ou interferometria, Perfiladores ópticos 3D sem contato da NANOVEA use o cromatismo axial para medir praticamente qualquer superfície.

O sistema Profiler permite uma ampla variedade de tamanhos de amostra e não requer nenhuma preparação da amostra. Com uma única varredura, os usuários podem capturar tanto a profundidade geral do piso do pneu quanto a rugosidade da superfície em nível micro, sem nenhuma influência da refletividade ou absorção da amostra. Além disso, esses perfiladores têm a capacidade avançada de medir ângulos de superfície elevados sem a necessidade de manipulação dos resultados por software.

Essa versatilidade torna os perfiladores NANOVEA ideais tanto para testes de desgaste de pneus quanto para pesquisas avançadas sobre materiais de borracha.

OBJETIVO DA MEDIÇÃO

Nesta aplicação, apresentamos o NANOVEA ST400, um perfilador óptico 3D sem contato que mede a profundidade do piso do pneu, a geometria do contorno e a rugosidade da superfície da borracha. Uma área de superfície de amostra grande o suficiente para representar toda a superfície do pneu foi selecionada aleatoriamente para este estudo. Para quantificar as características da borracha, usamos o software de análise NANOVEA Ultra 3D para medir as dimensões das ranhuras, a profundidade do piso, a rugosidade da superfície e a área desenvolvida em comparação com a área projetada.

NANOVEA Padrão ST400
Profilômetro óptico 3D

ANÁLISE: VIAGEM PNEUMÁTICA

A visualização 3D e a visualização em cores falsas dos sulcos mostram o valor do mapeamento de projetos de superfícies 3D. Isso fornece aos engenheiros uma ferramenta simples para avaliar a uniformidade da profundidade dos sulcos, o projeto das ranhuras e o desgaste sob vários ângulos. A análise avançada de contornos e a análise da altura dos degraus são ferramentas extremamente poderosas para medir com precisão as dimensões das formas e do projeto das amostras.

ANÁLISE AVANÇADA DE CONTORNO

ANÁLISE DA ALTURA DOS DEGRAUS

ANÁLISE: SUPERFÍCIE DE RUBRICAS

A superfície da borracha pode ser quantificada de várias maneiras usando ferramentas de software integradas, conforme mostrado nas figuras a seguir. Pode-se observar que a rugosidade da superfície é de 2,688 μm, e a área desenvolvida versus a área projetada é de 9,410 mm² versus 8,997 mm². Esses resultados demonstram como a rugosidade da superfície da borracha afeta a tração e o desempenho, permitindo comparações entre diferentes formulações de borracha ou níveis variados de desgaste da superfície.

CONCLUSÃO

Nesta aplicação, mostramos como o perfilador óptico sem contato NANOVEA 3D pode caracterizar com precisão a profundidade do piso do pneu, as dimensões do contorno e a rugosidade da superfície da borracha. Os dados mostram uma rugosidade superficial de 2,69 µm e uma área desenvolvida de 9,41 mm² com uma área projetada de 9 mm². Várias dimensões e raios dos pisos de borracha também foram medidos. Essas informações podem ser usadas por fabricantes de pneus, pesquisadores automotivos e engenheiros de materiais para comparar designs de banda de rodagem, formulações de borracha ou pneus com diferentes graus de desgaste. Os dados mostrados aqui representam apenas uma parte dos cálculos disponíveis no software de análise Ultra 3D.

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Análise de superfície de escamas de peixe usando perfilador ótico 3D

Saiba mais

ANÁLISE DE SUPERFÍCIE DE ESCAMAS DE PEIXE

usando o PERFIL ÓPTICO 3D

Preparado por

Andrea Novitsky

INTRODUÇÃO

A morfologia, padrões e outras características de uma escama de peixe são estudadas usando o NANOVEA Perfilador óptico 3D sem contato. A natureza delicada desta amostra biológica, juntamente com as suas ranhuras muito pequenas e em ângulo elevado, também realçam a importância da técnica sem contacto do perfilador. Os sulcos na escama são chamados de circuli, e podem ser estudados para estimar a idade dos peixes, e até mesmo distinguir períodos de diferentes taxas de crescimento, semelhantes aos anéis de uma árvore. Esta é uma informação muito importante para a gestão das populações de peixes selvagens, a fim de evitar a sobrepesca.

Importância da Profilometria 3D Sem Contato para ESTUDOS BIOLÓGICOS

Ao contrário de outras técnicas, tais como sondas de toque ou interferometria, o Profiler Óptico 3D sem contato, utilizando cromatismo axial, pode medir praticamente qualquer superfície. Os tamanhos das amostras podem variar muito devido ao estadiamento aberto e não há necessidade de preparação de amostras. As características de nano através de macro range são obtidas durante uma medição de perfil de superfície com influência zero da refletividade ou absorção da amostra. O instrumento oferece uma capacidade avançada de medir ângulos de superfície elevados sem manipulação dos resultados por software. Qualquer material pode ser facilmente medido, seja transparente, opaco, especular, difusivo, polido ou rugoso. A técnica fornece uma capacidade ideal, ampla e amigável para maximizar os estudos de superfície, juntamente com os benefícios das capacidades combinadas 2D e 3D.

OBJETIVO DA MEDIÇÃO

Nesta aplicação, mostramos o NANOVEA ST400, um Profiler 3D sem contato com um sensor de alta velocidade, fornecendo uma análise abrangente da superfície de uma escala.

O instrumento tem sido usado para escanear toda a amostra, juntamente com uma varredura de maior resolução da área central. A rugosidade da superfície externa e interna da escala também foi medida para comparação.

NANOVEA

ST400

Caracterização da superfície 3D e 2D da escala externa

A 3D View e a False Color View da escala externa mostram uma estrutura complexa semelhante a uma impressão digital ou os anéis de uma árvore. Isto proporciona aos usuários uma ferramenta simples para observar diretamente a caracterização da superfície da escala a partir de diferentes ângulos. Várias outras medidas da escala externa são mostradas juntamente com a comparação dos lados externo e interno da escala.

COMPARAÇÃO DE RUGOSIDADE DE SUPERFÍCIE

CONCLUSÃO

Nesta aplicação, mostramos como o NANOVEA 3D Non-Contact Optical Profiler pode caracterizar uma balança de peixe de diversas maneiras.

As superfícies externas e internas da escala podem ser facilmente distinguidas apenas pela rugosidade superficial, com valores de rugosidade de 15.92μm e 1.56μm respectivamente. Além disso, informações precisas e precisas podem ser aprendidas sobre uma balança de peixe através da análise das ranhuras, ou circuli, na superfície externa da balança. A distância das faixas de circuli do foco central foi medida, e a altura do circuli também foi encontrada aproximadamente 58μm em média alta.

Os dados mostrados aqui representam apenas uma parte dos cálculos disponíveis no software de análise.

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Produtos

Perfilômetros

PS50 - Perfilômetro Compacto Avançado

JR25 - Perfilômetro Compacto Portátil

ST400 - Perfilômetro Padrão Modular

AFMPRO - Perfilômetro com Força Atômica

ST500 - Perfilômetro para Área Modular Grande

JR100 - Perfilômetro Portátil de alta velocidade

CQ em linha (Rugosidade, Textura e Acabamento)

Testadores Mecânicos

CB500 - Testador mecânico Compacto Avançado

PB1000 - Testador Mecânico com Plataforma Grande

Sistemas de Vácuo

Tribômetros

T50 - Tribômetro Padrão Modular

T200 (pneumático compacto)

T2000 - Tribômetro Pneumático de Alta Carga

CR-8R (Espessura do revestimento de crateras de bola)

Sistemas de Vácuo

Soluções em testes

Perfilometria

Rugosidade e Acabamento

Geometria & Forma

Nivelamento & Distorções

Volume & Área

Altura & Espessura de Passo

Textura & Grãos

Testes Mecânicos

Indentação | Dureza e Elástica

Indentação | Stress vs Deformação

Indentação | Deslizamento & Relaxamento

Indentação | Perda & Armazenamento

Indentação | Resistência à Fratura

Indentação | Resistência e Fadiga

Alta Temperatura

Umidade

Vácuo

Arranhamento | Falha Adesiva

Arranhamento | Falha Coesiva

Arranhamento | Dureza do Arranhão

Arranhamento | Desgaste Multi-Pass

Atrito | Coeficiente de Atrito

Baixa Temperatura

Líquido

Testes de Tribologia

Linear

Rotacional

Bloco no Anel (Block on Ring)

Anel sobre Anel (Ring on Ring)

Teste de Arranhões

Teste de fricção do freio

Alta Temperatura

Corrosão

Líquido

Baixa Temperatura

Umidade e Gases Inertes

Vácuo

Serviços de Laboratório

Análise de Perfilometria sem Contato

Indentação e Teste de Arranhões

Teste de Fricção e Desgaste

Topologia de superfície e análise química

Aplicações

Por indústria

Bio & Biotecnologia

Materiais de Construção

Produtos de Consumo

Dispositivos Médicos

Fabricação e Usinagem de Metais

Petróleo & Minas

Óptica

Pintura & Revestimento

Farmacêutica

Semicondutores & Eletrônicos

Têxteis, Couro & Papel

Ferramentaria e Maquinário

Transporte Terrestre

Espaço & Aviação

Militares & Defesa

Energia