User Case

Tampere University of Technology: Una soluzione di misura completa per qualsiasi tipo di materiale

Jarmo Laakso and Niko Ojala,

Laboratory of Materials Science at Tampere University of Technology

 

"Con Alicona abbiamo trovato un sistema di misura che si adatta aale nostreesigenze. A causa dell'elevata richiesta e dell'interesse verso il sistema, il tasso di utilizzo è salito fino a24/7."

Nelle loro ricerche sui materiali, la Tampere University of Technology in Finlandia esplora approcci innovativi per una varietà di applicazioni tecniche. Con Alicona hanno trovato uno strumento a tutto tondo per l'analisi dei materiali più diversi e per la verifica geometrica di una moltitudine di componenti di forme e dimensioni diverse.  La scelta dei materiali è un fattore chiave nella produzione di componenti tecnici di alta qualità. Le innovazioni tecniche e i nuovi processi di produzione sono direttamente legati alla ricerca e allo sviluppo dei materiali. La resistenza all'usura, la resistenza alla corrosione e la durata dei componenti sono determinate dalla corretta selezione del materiale per l'applicazione desiderata.

Prova di usura per abrasione ad alta sollecitazione pin-on-disk: Il sistema di misura Alicona fornisce la quantificazione numerica e la caratterizzazione 3D dettagliata della superficie dei campioni sia a livello macro che a livello microscopico

Analisi di deformazione superficiale, intensità e meccanismi di usura

Il Laboratorio di Scienza dei Materiali della Tampere University of Technology (TUT) di Tampere, Finlandia, conduce ricerche ad alti livelli sulla struttura, le proprietà, la lavorazione e l'uso praticamente di qualsiasi tipo di materiale. Con il sistema di misura ottico 3D InfiniteFocus G5 si analizzano la morfologia delle superfici, si verificano le dimensioni e si analizzano le deformazioni superficiali, le intensità e i meccanismi di usura. In stretta collaborazione con l'industria, viene coperta un'ampia gamma di applicazioni tecniche. I materiali misurati includono metalli, polimeri, tessuti, legno, carta, ceramica, rivestimenti e rocce. Inoltre, il sistema di misura ottico 3D viene utilizzato per la misura completa della forma di vari strumenti e componenti. Poiché i componenti nelle prove sui materiali spesso contengono superfici fratturate o deformate, si incontrano spesso fianchi inclinati o superfici ruvide. Alicona offre una soluzione unica per documentare l'intera superficie anche in presenza di questi elementi difficili da misurare. "Inizialmente eravamo alla ricerca di un sistema in grado di misurare campioni con ampie aree di diversi centimetri quadrati di larghezza e superfici ruvide, come grandi superfici soggette ad usura o a fratture con forti pendenze. Inoltre, per noi era importante che il sistema di misura fosse relativamente veloce. Un terzo requisito era la possibilità di effettuare misurazioni ruotando il campione e ottenere dataset 3D reali", spiegano i ricercatori Niko Ojala e Jarmo Laakso. "Con InfiniteFocus abbiamo trovato un sistema di misura che si adatta alle nostre esigenze. A causa dell'elevata richiesta e dell'interesse verso il sistema, il tasso di utilizzo è salito fino a 24/7."

Misura completa di forma di una sonda FSW (SKB, PosviaOy). Non è consentito copiare senza il permesso di SKB e Posiva Oy.

Verifica geometrica degli strumenti FSW per sigillare i contenitori per lo smaltimento del combustibile nucleare

Il gruppo di ricerca per la Scienza dei Materiali Applicata offre servizi per le aziende in qualsiasi tipo di progetto relativo ai materiali. "In collaborazione con SKB e Posiva Oy, due organizzazioni scandinave esperte nella gestione dei rifiuti nucleari, abbiamo potuto verificare la geometria di una sonda FSW, utilizzata per sigillare i contenitori per lo smaltimento del combustibile nucleare", sottolinea Jarmo. FSW (saldatura per attrito da frizione) è un metodo di saldatura in cui il calore d'attrito è generato tra l'utensile e il metallo di destinazione. In questo modo il metallo si ammorbidisce e si salda mediante miscelazione meccanica. La sonda è destinata ad essere non consumabile, quindi la sfida è quella di evitare che il materiale della sonda si sciolga, mentre si muove lungo la linea di saldatura. Pertanto, il fattore chiave per un processo di saldatura efficiente è una precisa geometria. Con InfiniteFocus e AdvancedReal3D Rotation Unit, si possono ottenere misure di forma complete sia di utensili sia di componenti. Questo ha permesso a Jarmo di misurare dimensioni come lunghezza, diametro, raggio e rotondità. I raggi possono essere misurati con risoluzione laterale fino a 2 μm. Le misurazioni evidenziano se i componenti sono conformi alle tolleranze previste. Le deviazioni di forma sono analizzate confrontandole con i dati CAD. "In precedenza avevamo solo un sistema interferometrico, ma non era in grado di misurare grandi aree in modo efficiente, infatti ci sarebbero voluti giorni per farlo. Con Alicona misuriamo superfici fino a 200 x 200 mm ad alta velocità di misura", spiegano Niko e Jarmo. Poiché le misurazioni di grandi aree spesso richiedono anche ampie profondità di misura in z - dato che i componenti possono avere una forma curva, grandi differenze di altezza o una superficie altamente deformata - InfiniteFocus si è dimostrato lo strumento giusto.

Misurazione 3D della superficie di un campione di acciaio dopo cinque urli - prova di impatto con particelle ad alta velocità alla temperatura di -60°C.

Quantificare facilmente la deformazione del materiale su grandi aree di misura

Utilizzando la funzione MultiMeasurement, Niko e Jarmo hanno trovato una caratteristica che si è rivelata molto utile per ridurre i tempi di misura. "Con MultiMeasurement possiamo impostare una routine di misura automatica per circa una dozzina di campioni da misurare uno dopo l'altro o misurare più punti ad alta risoluzione. Ciò consente di risparmiare tempo sia di lavoro che di macchina per altri compiti, poiché, ad esempio, è possibile utilizzare appieno le ore notturne", spiega Niko. "La versatilità e la flessibilità sono importanti, così come la facilità d'uso, ed è questo che ci offre Alicona."  

Condividilo con i tuoi colleghi: