Una soluzione di misura completa per qualsiasi tipo di materiale

Misura rapida di grandi superfici e di fianchi scoscesi

Poiché i campioni per le prove sui materiali contengono spesso superfici fratturate o deformate, si incontrano regolarmente fianchi ripidi o topografie superficiali ruvide. Bruker Alicona offre una soluzione unica per documentare l'intera superficie anche con queste caratteristiche difficili da misurare. "Inizialmente, eravamo alla ricerca di un sistema in grado di misurare campioni con grandi aree di diversi centimetri quadrati e superfici ruvide, come grandi superfici di usura o di frattura con pendenze elevate. Per noi era anche importante che il sistema di misura fosse relativamente veloce. Un terzo requisito era la possibilità di eseguire le misure ruotando il campione e di ottenere come risultato modelli 3D reali", spiegano Niko Ojala e Jarmo Laakso, ricercatori del laboratorio. E continuano: "Con InfiniteFocus di Bruker Alicona abbiamo trovato un sistema di misura che soddisfa le nostre esigenze. Grazie alla grande richiesta e all'interesse per il sistema, il rapporto di utilizzo ha raggiunto il 24/7".

Verifica geometrica di strumenti FSW per la sigillatura di contenitori per lo smaltimento del combustibile nucleare

Il gruppo di ricerca in Scienza dei Materiali Applicati del DMS offre aiuto a qualsiasi tipo di azienda in ogni tipo di progetto relativo ai materiali: "Per citare un esempio: In collaborazione con due organizzazioni scandinave esperte nella gestione dei rifiuti nucleari, SKB e Posiva Oy, siamo stati in grado di verificare la geometria di una sonda FSW, utilizzata per sigillare i contenitori di smaltimento del combustibile nucleare", sottolinea Jarmo. La FSW (Friction Stir Welding) è un metodo di saldatura in cui viene generato calore per attrito tra l'utensile e il metallo di destinazione. Questo provoca il rammollimento del metallo e la sua saldatura per miscelazione meccanica. La sonda è destinata a non essere consumabile, quindi la sfida consiste nell'evitare che il materiale della sonda si sciolga, mentre viene attraversata lungo la linea di saldatura. Pertanto, la sua geometria accurata è un fattore chiave per un processo di saldatura efficiente.

Misura della forma completa degli utensili

Con un'unità di rotazione AdvancedReal3D, oltre a InfiniteFocus, si sono ottenute misure di forma a 360° di queste sonde. Ciò ha permesso a Jarmo di esaminare dimensioni come lunghezza, diametro e raggio, oltre alla rotondità. I raggi possono essere misurati con una risoluzione laterale fino a 2 μm. Allo stesso tempo, viene garantito il rispetto delle tolleranze più piccole e specifiche. Le deviazioni di forma sono valutate in base al confronto con i dati CAD. A differenza dei metodi convenzionali, che si basano sull'analisi di dati 2D, il sistema di misura Bruker Alicona fornisce una quantificazione numerica e una dettagliata caratterizzazione della superficie 3D. Per esaminare la struttura della superficie, le misure non includono solo la rugosità di un profilo lineare, ma anche parametri basati sull'area: "Le misure di rugosità basate sull'area portano a una comprensione più completa dello stato della superficie. A seconda del caso e della richiesta del cliente, analizziamo sia i parametri di rugosità basati sul profilo, come Ra, Rq, Rz, sia i parametri di struttura superficiale, come Sa, Sq, Sz. Soprattutto per i contatti lubrificati, i valori di rugosità superficiale basati sull'area sono utili per studiare le prestazioni dei diversi rivestimenti. Ad esempio, con il nostro sistema sono stati valutati rivestimenti polimerici nanostrutturati con uno spessore di 20μm su substrati metallici", chiariscono Niko e Jarmo. La misurazione dei parametri superficiali basati sull'area con InfiniteFocus è conforme alla norma EN ISO 25178. Le misurazioni basate sul profilo secondo la norma EN ISO 4287/88 offrono la possibilità di confrontare i risultati ottici con le misurazioni tattili.

Poiché uno dei requisiti era la misurazione di grandi aree, il laboratorio non ha trovato molti dispositivi di misura in grado di soddisfarlo: "In precedenza avevamo solo un sistema di interferometria, ma non era in grado di misurare grandi aree in modo efficiente, infatti ci sarebbero voluti giorni per farlo. Con Bruker Alicona siamo in grado di misurare aree fino a 200 x 200 mm ad alta velocità", spiegano Niko e Jarmo. Poiché le misure di grandi aree spesso richiedono anche lunghi intervalli z di profondità di misura - dato che i campioni possono avere una forma curva, grandi differenze di altezza o una superficie altamente deformata - InfiniteFocus si è rivelato lo strumento giusto.

Facile quantificazione della deformazione del materiale su ampie aree di misura

Infine, utilizzando il metodo MultiMeasurement offerto dal sistema InfiniteFocus, Niko e Jarmo hanno trovato una funzione che si è rivelata molto utile per risparmiare tempo: "Con MultiMeasurement possiamo impostare una routine di misura automatica per una dozzina di campioni da misurare completamente uno dopo l'altro o misurare più punti su di essi con un ingrandimento maggiore. In questo modo si risparmia tempo di lavoro e di macchina per altre attività, ad esempio le ore notturne possono essere sfruttate appieno con questo metodo", spiega Niko. Lui e Jarmo concludono le loro osservazioni con l'affermazione: "Versatilità e agilità sono importanti, così come la facilità d'uso, e questo è ciò che Bruker Alicona ci offre".