Inspecties en analyses van de technische reinheid voor auto-onderdelen conform industriële normen
Vreemde deeltjes en residu's (minuscule deeltjes), in het algemeen verontreiniging genoemd, die zich hechten aan auto-onderdelen en andere onderdelen, kunnen een risico zijn voor de sterkte en veiligheid van producten. Met name in de auto-, lucht- en ruimtevaartindustrie kan verontreiniging leiden tot defecten aan motoren en andere onderdelen, waardoor mensenlevens in gevaar kunnen komen. Daarom zijn de inspectie en analyse van verontreiniging en het garanderen van de reinheid van cruciaal belang.
In dit gedeelte wordt een overzicht gegeven van de methoden voor het inspecteren van de technische reinheid conform industriële normen, zoals ISO en VDA, en de nieuwste voorbeelden van het oplossen van problemen met behulp van een 4K digitale microscoop.
- Inspecties en analyses van de technische reinheid in de auto-industrie
- Oplossingen voor problemen tijdens inspecties en analyses van de technische reinheid
- Nieuwe algemene werkwijzen voor inspecties en analyses van de technische reinheid
Inspecties en analyses van de technische reinheid in de auto-industrie
In alle soorten productiefaciliteiten wordt aandacht besteed aan de inspectie en analyse van minuscule deeltjes die verontreiniging, vreemde deeltjes of residu worden genoemd. Met name de auto-, halfgeleider-, geneesmiddelen- en voedingsmiddelenindustrie hechten belang aan de reinheid van producten. Minuscule deeltjes kunnen namelijk producten verontreinigen.
Vooral in de auto-, lucht- en ruimtevaartindustrie kan de minste verontreiniging verstrekkende gevolgen hebben, zoals fouten in onderdelen of de oorzaak zijn van ongelukken en daardoor mensenlevens in gevaar brengen. Inspecties en analyses van de technische reinheid zijn derhalve een van de onmisbare pijlers van kwaliteitsbeheer.
De effecten van verontreiniging op auto-onderdelen
De motoronderdelen van auto's zijn van levensbelang voor de auto. Zo worden bijvoorbeeld zuigers die herhaaldelijk heen en weer bewegen met een speling van slechts enkele micrometers in de cilindervoering van een motorblok, luchtdicht gehouden met motorolie. Als er maar een minuscuul metalen deeltje aan de zijkant van een zuigerveer blijft kleven, zal door de bewegende zuiger de binnenwand van de cilindervoering beschadigen, waardoor motorproblemen kunnen ontstaan.
Met de groei van het aantal auto's dat is uitgerust met batterijen met hoge capaciteit, zoals elektrische voertuigen (EV's), hybride elektrische voertuigen (HEV's) en plug-in hybride elektrische voertuigen (PHEV's), wordt het ook steeds belangrijker om aandacht te schenken aan de metaalverontreiniging van onderdelen en materialen, wat een probleem is waardoor het steeds vaker kan voorkomen dan lithium-ionbatterijen in brand vliegen doordat ze te heet worden.
Naast het volledig reinigen van deze onderdelen na de fabricage is ook reinheidsbeheer door middel van inspecties en analyses van de technische reinheid conform internationale industriële normen een vereiste.
Internationale industriële normen ISO 16232 en VDA 19 voor inspecties van de technische reinheid
Als normen voor de inspectie van de technische reinheid van auto-onderdelen is VDA 19 in 2002 uitgegeven door de Duitse Vereniging van de Auto-industrie gevolgd door ISO 16232 dat in 2007 als internationale normen is uitgegeven. Deze normen stellen de meting en analyse van de samenstelling van vreemde deeltjes met inachtneming van de kwaliteitseisen verplicht.
Deze normen definiëren het beheer van de technische reinheid voor olie- en watergerelateerde vloeistofonderdelen, zoals tanks, pompen, kleppen, leidingen, buizen en behuizingen die belangrijke onderdelen zijn voor auto-onderdelen te weten motoren, turboladers en versnellingsbakken, en ook voor lithium-ionbatterijen en elektronische/elektrische onderdelen. Verontreinigingen door deeltjes tijdens het fabricageproces van deze auto-onderdelen worden zoveel mogelijk verwijderd tijdens het reinigingsproces. Daarom moeten er metingen en analyses worden uitgevoerd om ervoor te zorgen dat wordt voldaan aan de vereisten voor technische reinheid die zijn vastgelegd in ISO 16232 en VDA 19.
Ook voor olie, een product dat veel in auto's wordt gebruikt, is er een internationale industriële norm met betrekking tot de inspectie van de technische reinheid van vloeistoffen. In ISO 4406 is de reinheidscode voor het (cumulatief) tellen van deeltjes per milliliter monster gedefinieerd om een overzicht te kunnen geven van hoe verontreinigende stoffen in vloeistoffen zijn verdeeld.
Methoden voor inspecties en analyses van de technische reinheid
De technische reinheid kan op diverse manieren worden geïnspecteerd en geanalyseerd. De volgende twee methoden staan beschreven in ISO 16232 en VDA 19 als de standaardmethoden voor het analyseren van de technische reinheid in de auto-industrie.
- Gravimetrische methode (gravimetrische inspectie)
- Deze inspectie is gebaseerd op massa en wordt gezien als een betrekkelijk gemakkelijke methode, maar de analyse wordt uitsluitend uitgevoerd aan de hand van informatie over het verschil in massa.
Bij deze inspectie is het onmogelijk om de grootte van elk verontreinigend deeltje, de verdeling van de deeltjesgroottes en de eigenschappen van minuscule deeltjes zoals metalen en vezels te onderzoeken. Dat betekent dat u geen informatie kunt krijgen waarmee u de oorzaak van de verontreiniging kunt vaststellen of herhaling ervan kunt voorkomen.
- Lichtverstrooiingsmethode (analyse van de lichtverstrooiing)
- Optische microscopen worden gebruikt voor het uitvoeren van inspecties en analyses. Zo kunnen niet alleen de aanwezigheid en de hoeveelheid verontreiniging worden bepaald, maar ook de grootte van elk deeltje, de verdeling van de deeltjesgroottes en de eigenschappen van de deeltjes (zoals metalen en vezels).
Op het gebied van de autoproductie, waar verontreiniging door minuscule deeltjes een grote invloed kan hebben op de kwaliteit, de prestaties en de veiligheid van belangrijke veiligheidsonderdelen, is de inspectie van de technische reinheid met behulp van microscopen op basis van deze lichtverstrooiingsmethode de meest gebruikelijke inspectie.
Werkwijze voor het extraheren, meten en analyseren van verontreinigingen met behulp van de lichtverstrooiingsmethode
Voor de analyse van de technische reinheid van auto-onderdelen kunnen na de assemblage bepaalde onderdelen, zoals de motoren, niet worden geïnspecteerd omdat die uit complexe en belangrijke onderdelen bestaan. Daarom wordt de volgende procedure gebruikt voor het analyseren van elk onderdeel.
- Was het onderdeel (product) met een methode zoals met hoge druk afspuiten om vreemde deeltjes te verwijderen.
- Filtreer de gespoelde vloeistof door een membraanfilter om vreemde deeltjes op te vangen.
- Analyseer met een microscoop het gebruikte membraanfilter als monster.
Bij het meten en analyseren met microscopen worden het aantal deeltjes (het aantal verontreinigingen), de deeltjesgrootte en het soort vreemde deeltjes (zoals metalen en vezels) onder dezelfde instellingen gemeten, geanalyseerd en vergeleken om verschillen in de gemeten waarden te voorkomen. Vervolgens worden die deeltjes nauwgezet onderzocht, waarbij ook wordt nagegaan of die deeltjes de veiligheid en betrouwbaarheid van auto-onderdelen kunnen ondermijnen.
In ISO 16232 en VDA 19 staan diverse normen gedefinieerd, van methoden voor het extraheren van vreemde deeltjes tot aan de minimale deeltjesgrootte die moet worden geanalyseerd. Bij automatische metingen zijn die normen ook bepalend voor het aantal pixels en hoe vreemde deeltjes moeten worden geëxtraheerd. Daarnaast moeten er rapporten in een indeling conform de normen worden gemaakt.
Oplossingen voor problemen tijdens inspecties en analyses van de technische reinheid
Bij het voldoen aan de eisen van de internationale normen brengen de inspectie en analyse van de technische reinheid met algemene microscopen diverse problemen met zich mee, zoals het vaardigheidsniveau van de operator en de kwantificering van de meetresultaten. Ook bij het automatisch meten met microscopen moet worden voldaan aan de voorwaarden van de industriële normen, bijvoorbeeld in de instellingen van de lens/camera (vergroting en resolutie), het soort verlichting (helder veld, donker veld of tegenlicht) en de binarisatievoorwaarde (drempel) voor de beeldverwerkingssoftware.
In dit gedeelte wordt een overzicht gegeven van de efficiëntieverbeteringen met de nieuwste 4K digitale microscoop van KEYENCE.
Tijdens de inspecties en analyses van de technische reinheid kunt u snel gedetailleerde informatie over minuscule deeltjes krijgen. U kunt ook de tijd verkorten en de efficiëntie verbeteren voor de inspectie- en analyseprocessen tot het opstellen van rapporten conform ISO 16232 en VDA 19. Bovendien zijn de verkregen gegevens niet alleen nuttig voor het inspecteren van de technische reinheid om aan de normen te voldoen en de kwaliteit te waarborgen, maar ook om de oorzaak van verontreiniging met vreemde deeltjes vast te stellen, trends te begrijpen en de productieprocessen te verbeteren om herhaling te voorkomen door die gegevens op te slaan en te delen.
Inspecties en analyses van de technische reinheid nauwkeuriger en gemakkelijker in overeenstemming brengen met ISO 16232 en VDA
Met de 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks
Met de VHX-reeks kunnen inspecties van de technische reinheid conform de ISO 16232- en VDA 19-normen voor technische reinheid voor de auto-industrie worden uitgevoerd. Door het analyseren van een beeld met hoge resolutie en grote scherptediepte dat met de 4K digitale microscoop is gemaakt, kunnen zelfs doelen met ongelijke oppervlakken zeer nauwkeurig worden gemeten.
In de gedetailleerde analysemodus hoeft u alleen maar een verontreiniging te selecteren op het beeld van het volledige membraanfilter. De objecttafel wordt automatisch verplaatst, zodat u ook bij een zeer sterke vergroting gedetailleerd kunt blijven waarnemen. Vreemde deeltjes kunnen eenvoudig en snel worden herkend. Bovendien kan er zelfs bij ongelijke vormen gedetailleerd worden waargenomen en gekwantificeerd door gelijktijdig gebruik te maken van dieptecompositie en 3D-hoogtemeting.
Tijdsbesparing en kwantificering door automatische reproductie van de omstandigheden en automatische kalibratie
Met de 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks
Met de microscoop kunnen oude beeldopnamen worden bewaard en opgehaald. Door een beeld uit een album met vastgelegde beelden te selecteren, worden de instellingen van die beeldopname (zoals lensvergroting, sluitertijd, versterking, lichtverschuiving, randverbetering, witbalans en lichtaanpassingsvoorwaarden) geladen en automatisch gereproduceerd. Dit automatisch reproduceren van instellingen bekort niet alleen de werktijd aanzienlijk, maar laat verschillende gebruikers ook doelen onder exact dezelfde omstandigheden waarnemen, wat consistente analyseresultaten oplevert.
De lenzen met hoge resolutie en de gemotoriseerde draaischijf maken een naadloze zoomfunctie mogelijk waarbij snel van lens wordt verwisseld voor een vergroting van 20× tot 6000× al naargelang de mate van de verontreiniging, zonder dat de lens door een andere lens hoeft te worden vervangen. De VHX-reeks identificeert bovendien automatisch de aangesloten lens en kan de vergrotingsgegevens samen met de vastgelegde beelden beheren.
Bovendien laadt de functie voor kalibratie met één druk op de knop automatisch de vereiste kalibratiewaarden wanneer de gebruiker gewoon één keer klikt met de muis. Verschillen in gemeten waarden worden voorkomen doordat de omstandigheden voor het extraheren (binariseren) van de verontreiniging kunnen worden gereproduceerd.
- A. Lens met hoge resolutie
- B. Gemotoriseerde draaischijf
Nieuwe algemene werkwijzen voor inspecties en analyses van de technische reinheid
Met de high-definition 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks kan zeer efficiënt worden gewerkt, kunnen menselijke fouten tot een minimum worden beperkt en kan de technische reinheid zeer nauwkeurig worden geïnspecteerd en geanalyseerd.
Bij de high-definition 4K-beelden die worden gegenereerd door de geavanceerde technieken voor optische beeldopnamen en voor automatisering, kunnen met een eenvoudige handeling deeltjes gedetailleerd en haarscherp worden waargenomen, waardoor er snelle, gedetailleerde analyseresultaten kunnen worden verkregen.
De vastgelegde of gemeten gegevens kunnen gemakkelijk met de rapportfunctie als een rapport in een vaste opmaak worden weergegeven. Het delen van deze gegevens via een intranetserver kan niet alleen bijdragen aan de kwaliteitsbewaking en de conformiteit met industriële normen, maar ook aan het opsporen van de oorzaken van verontreinigingen wanneer die zich voordoen, en voor het verbeteren van processen.
De VHX-reeks die is uitgerust met een groot aantal andere geavanceerde functies, kan een krachtig hulpmiddel zijn voor het waarborgen van een betrouwbare kwaliteit door de reinheid van producten. Klik voor meer informatie op de onderstaande knop om te catalogus te downloaden. Klik voor vragen op de andere onderstaande knop of neem contact op met KEYENCE.
