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May 26, 2024

Usando digitalização a laser para inspecionar a limpeza das peças

Estas duas peças idênticas apresentam uma ranhura para aplicação do selante. A parte à esquerda mostra baixa contaminação geral, mas alta contaminação na ranhura. A parte à direita mostra o oposto.

Estas duas peças idênticas apresentam uma ranhura para aplicação do selante. A parte à esquerda mostra baixa contaminação geral, mas alta contaminação na ranhura. A parte à direita mostra o oposto. Isso demonstra o poder da detecção de imagens em comparação com medições integrais ou pontuais que podem fornecer resultados enganosos em tais situações.

Manter as superfícies das peças livres de contaminantes é crucial em muitos processos de fabricação modernos, como colagem e soldagem, revestimento e aplicações de vácuo. Dada esta exigência, e com a crescente procura de digitalização e documentação destes processos, existe uma necessidade real de equipamentos de medição que possam avaliar a limpeza de toda a peça.

Ao combinar o método supersensível de detecção de fluorescência induzida por laser com o conceito de varredura a laser, o Fraunhofer IPM desenvolveu dispositivos para a inspeção de peças de menos de 1 polegada quadrada a dezenas de pés quadrados de tamanho.

Um desses dispositivos é o F-Scanner, que utiliza um feixe de laser violeta ou ultravioleta para dar fluorescência a resíduos orgânicos, como lubrificantes de desenho e resfriamento, óleos de lama, agentes desmoldantes, fluxo e impressões digitais. Esses contaminantes emitem então sua própria luz que contrasta com a superfície limpa do metal, que por si só não exibe qualquer fluorescência.

Para revestimentos e contaminantes conhecidos, o dispositivo pode ser calibrado para obter dados de medição quantitativos. Seu limite de detecção é de 0,1 a 1 mg/sq. pés, o que corresponde a apenas alguns nanômetros de espessura da camada. A calibração requer valores de referência, como medições gravimétricas usando uma balança de precisão. Se não for calibrada, a unidade é configurada de fábrica para um padrão de fluorescência para garantir que os resultados das mesmas unidades ou de unidades diferentes sejam sempre comparáveis.

A poderosa óptica do scanner e a detecção rápida do sinal de fluorescência permitem que a unidade execute mais de 1 milhão de medições individuais por segundo. Isso é rápido o suficiente para acompanhar aplicações de alta velocidade, como processamento de tiras de metal. Com base nos dados de medição, o software cria um mapa digital da contaminação ou paisagem de revestimento em toda a superfície. Para peças paradas, a resolução óptica depende do tempo de ciclo necessário e é normalmente de 200 a 1.000 µm.

O scanner está disponível nas versões independente e em linha e também pode ser integrado em equipamentos de produção. A versão autônoma é baseada na unidade 2D ou em uma unidade transversal 1D, dependendo do tamanho da peça. É equipado com uma câmara de amostra de tamanho apropriado, o que garante uma operação segura para laser Classe 1.

A versão inline, normalmente baseada na unidade 1D, oferece interfaces mecânicas, elétricas e de software personalizáveis. Seu design monolítico é adequado para operação em ambientes limpos e agressivos e pode incluir uma janela intercambiável sem ferramentas, resfriamento a água, um sistema de gás de purga e amortecedores. O sistema laser Classe 3b precisa ser fechado ou adequadamente blindado para garantir uma operação segura do laser. O sistema vem com entradas e saídas seguras, que podem ser conectadas a uma lógica de intertravamento e um controle do laser acionado por chave.

Com uma taxa de varredura de até 400 linhas por segundo, o modelo 1D pode capturar peças ou tiras de metal a uma velocidade de processamento de 150 m/min. com ¼ pol. resolução. Isso equivale a mais de 2.000 medições por pé quadrado. Ele também pode ser montado em um robô, eixo linear ou pórtico, permitindo a captura flexível e em alta velocidade de peças complexas de tamanho quase arbitrário, como processos de fundição sob pressão ou formação de painel. Para peças menores de até 24 por 24 pol., o modelo 2D com seu modo de digitalização 2D inerente é o mais adequado.

A inspeção de fluorescência rápida e completa de superfícies de peças usando scanners a laser ajuda os fabricantes a obter garantia de qualidade contínua em processos e indústrias exigentes. Pode reduzir o número de rejeições e melhorar a qualidade, a segurança e a vida útil do produto. Além disso, pode abrir caminho para processos de limpeza e revestimento mais sustentáveis, baseados em dados, que podem beneficiar do feedback direto do dispositivo de inspeção.