4 ključna koraka za prevazilaženje površinskih nedostataka materijala

Šta znači"bez kvarova" stvarno zli?

Osnovni problem nastaje kada se u inženjerskom crtežu navodi"Bez defekata","nema ostataka ","nema ulja, masti i čestica" ;,"bez mrvica","bez ogrebotina" ili na drugi način ukazuje da je površinski nedostatak materijala neprihvatljiv. Crteži su često označeni karakteristikama kao što su"bez crtanja linija","nema izrezivanja" i"nema uzdužnih matrica".

Problem sa ovim zahtjevima je, kada pogledate površinu dijela, šta to zapravo znači?

Ako pažljivo pogledate bilo koju površinu, naći ćete nedostatke. (Jeste li ikad pogledali svoju kožu u običnom ogledalu, a zatim svoju kožu u 10x povećalu? Ovo važi čak i za najpreciznije metalne radove.

Razlike na mikro nivou

Sa mikroskopske tačke gledišta, površina može imati linije koje nisu vidljive pri uvećanju od 10x, ali izgledaju kao velike doline kada se pregledaju pod povećanjem od 50x. Površina cijevi za sečenje može izgledati ujednačeno pri 10 x uvećanju, ali defekti u rasporedu zrna će se otkriti pomoću skenirajuće elektronske mikroskopije (SEM) pri uvećanju od 500 x.

Pri vrlo velikom povećanju, skoro svaki materijal ima površinske probleme. Međutim, kada se traži da površina bude"bez defekata", crteži često ne navode koliko pažljivo treba pregledati površinu dijela ili, što je još važnije, koliko pažljivo će je pregledati musterija.

Dakle, kako prevazići problem površinskih nedostataka materijala? Primijenite ova četiri koraka!

1. Odredite uvećanje

Kako bi se osiguralo da su dijelovi pregledani do odgovarajućeg nivoa detalja, važno je odrediti povećanje površine materijala koje treba provjeriti. Uvećanje je omjer između prividne veličine objekta' (ili njegove veličine na slici) i njegove stvarne veličine, izražene kao 5x, 10x, 20x, 50x, itd.

Označavanjem stope povećanja na crtežu, vi i vaš dobavljač ćete dobiti dogovoreni nivo koji se može koristiti za mjerenje da li površina materijala' zadovoljava vaše potrebe.

Ali šta treba uzeti u obzir pri određivanju povećanja?

Prilikom odabira nivoa uvećanja, također je važno da bude smisleno za krajnju upotrebu. Budući da bliža inspekcija povećava troškove, morate osigurati da ne radite pretjerano inženjering dijelova i da zahtijevate završnu obradu površine koja premašuje vaše zahtjeve, što može premašiti vaš budžet.

Na primjer, može biti pretjerano provjeriti dio pri 100 uvećanju ako blagi žljebovi na cijevi ili šipki ne utiču na performanse dijela. Međutim, ako proizvodite kuglične ležajeve koji će se koristiti u kritičnim dijelovima aviona, mogu biti potrebni visoki nivoi povećanja kako bi se osigurala funkcionalnost i ispunili sigurnosni zahtjevi.

Uzmite u obzir ugao izvora svjetlosti

Imajte na umu da ugao izvora svjetlosti također utiče na izgled površine materijala na mikroskopskom nivou.

Ugao svjetlosti može uzrokovati sjene i refleksije koje mogu povećati ili smanjiti percipiranu veličinu crtanih linija, pukotina, žljebova, udubljenja i drugih nedostataka završne obrade površine. Ugao također može promijeniti izgled ili sakriti prisustvo promjene boje.

Svetlosni mikroskopi se mogu osloniti na različite izvore svetlosti, kao što su kružne lampe, ugrađena optička vlakna, paralelne fluorescentne cevi, pa čak i lampe sa pozadinskim osvetljenjem - od kojih sve bacaju različite senke.

3. Identifikujte temperaturu boje svetlosti

Druga varijabla je temperatura boje svjetlosti, što je holističkiji način gledanja na izvor svjetlosti, a ne samo identifikacija da li mikroskop koristi LED, fluorescentno ili žarulje.

Ovo svojstvo vidljive svjetlosti predstavljeno je kelvinom (K). Temperature iznad 5.000 K nazivaju se hladne boje (plavo-bijele), a niže temperature (2.700-3.000 K) se nazivaju toplim bojama (žuto-bijele do crvene).

Razlika u temperaturi boje utječe na izgled površine dijelova. To može dovesti do nedosljednosti u:

Kako dvije osobe mogu gledati isti dio u različitom svjetlu, kako mogu vidjeti i opisati površinu materijala

Na zajedničkoj fotografiji ili videu, izgled površine čija je eksplicitna svrha da potvrdi kako bi dio"trebao izgledati"

Uzmite u obzir prisustvo svjetlosti

Međutim, još jedna varijabla koju treba uzeti u obzir je da uopće nema svjetla - ili, preciznije, nema svjetla kao u slučaju SEM.

Sva mikroskopija uključuje gledanje objekata i/ili područja njihove površine koja nisu vidljiva golim okom. Svetlosni mikroskopi koriste difrakciju, refleksiju ili prelamanje vidljivih svetlosnih snopova za kreiranje slika.

Međutim, SEM ispituje uzorak tako što ga skenira fokusiranim elektronskim snopom koji se reflektuje od topografije uzorka' da bi proizveo trodimenzionalnu sliku objekta i/ili površine. Drugim rečima, za ljudsko oko, SEM posmatra delove u potpunom i potpunom mraku!

To znači da nema zbunjujućih efekata senki.

Da li je SEM pogodan za vašu aplikaciju?

Pošto je talasna dužina elektrona mnogo manja od talasne dužine vidljive svetlosti, SEM je u stanju da proizvede mnogo više detalja u mnogo višoj rezoluciji od one koju proizvodi optički mikroskop. Osim toga, SEM ima veću fokusnu dubinu i stoga detaljnije 3D snimanje.

Međutim, SEM ima velike nedostatke, uključujući izvor elektrona, sočivo i uzorak moraju biti u vakuumu. SEM je takođe veoma skup, složen i težak za upotrebu za svakodnevne aplikacije.

Osim toga, budući da se SEM fundamentalno razlikuje od običnih mikroskopskih metoda, SEM se ne može porediti s onim što oko vidi upotrebom tipičnijih metoda svjetlosne mikroskopije. Stoga, iako je nivo detalja koji generiše SEM zapanjujući, on je nekompatibilan sa tipičnim resursima u fabrici ili prodavnici.

To znači da je potreban nivo SEM"bez defekata" je nerealno, barem za sada.

Razmišljanje o tome sada pomaže osigurati kvalitet kasnije

Dobra vest je da uvek možete i treba da odredite nivoe uvećanja za površine delova koristeći tipičnije metode mikroskopije.

Obični svjetlosni mikroskopi mogu mjeriti bilo gdje od 5x do 50x, a postoje i druge naprednije opcije. Na primjer, Metal Cut Corporation ima optički mikroskop koji može povećati do 200 puta, a naša oprema za video inspekciju može prikazati viši nivo detalja.

Najvažnije, razmotrite površine materijala, uvećanje i kako se oni odnose na zahtjeve krajnje upotrebe u ranoj fazi proizvodnog procesa -- na primjer, kada pravite crteže ili kompletan RFQS. Ovo ne samo da vam pomaže da izbjegnete probleme, već i da osigurate da vaši dijelovi prođu pregled i da zadovolje vaše potrebe.

Kontaktirajte nas na zhang@pride-cnc.com