Kontrola czystości technicznej i analiza podzespołów samochodowych zgodna z normami przemysłowymi
Ciała obce i pozostałości (drobne cząstki) — znane jako zanieczyszczenia — przylegające do materiałów podzespołów samochodowych i innych elementów, mogą zmniejszyć wytrzymałość i bezpieczeństwo produktów. Szczególnie w branży motoryzacyjnej i lotniczej zanieczyszczenia mogą powodować awarie silników i innych podzespołów, co ma bezpośredni wpływ na życie ludzkie, dlatego tak dużą wagę przykłada się do kontroli i analizy zanieczyszczeń oraz zapewnienia czystości.
Ta część przedstawia metody kontroli czystości technicznej oparte na normach przemysłowych takich jak ISO i VDA oraz najnowsze przykłady rozwiązywania problemów przy użyciu mikroskopu cyfrowego 4K.
- Kontrola czystości technicznej i analiza w branży motoryzacyjnej
- Rozwiązania problemów w zakresie kontroli czystości technicznej i analizy
- Nowe powszechne praktyki w zakresie kontroli i analizy czystości technicznej
Kontrola czystości technicznej i analiza w branży motoryzacyjnej
We wszystkich typach zakładów produkcyjnych zwraca się uwagę na kontrolę i analizę drobnych cząstek zwanych zanieczyszczeniami, cząstkami obcymi lub pozostałościami. Czystość produktów jest szczególnie ważna w przemyśle motoryzacyjnym, półprzewodników, medycznym i spożywczym. Dzieje się tak dlatego, że drobne cząsteczki zwane zanieczyszczeniami mają negatywny wpływ na produkty.
Szczególnie ważne jest to w przemyśle motoryzacyjnym, ponieważ niewielkie zanieczyszczenia mogą powodować poważne awarie części lub wypadki, a tym samym zagrażać życiu ludzkiemu. Kontrola i analiza czystości technicznej staje się więc jednym z elementów niezbędnych w zarządzaniu jakością.
Wpływ zanieczyszczeń na podzespoły samochodowe
Do ważnych podzespołów samochodowych należą te stosowane w silnikach. Na przykład szczelność tłoków, które wielokrotnie obracają się z luzem zaledwie kilku mikrometrów w tulei cylindrowej bloku silnika, wynika z zastosowania oleju silnikowego. Jeśli niewielka ilość metalowych zanieczyszczeń przylgnie do bocznej powierzchni pierścienia tłokowego, powtarzające się ruchy posuwisto-zwrotne uszkodzą wewnętrzną ściankę tulei cylindrowej, powodując problemy z silnikiem.
Wraz ze wzrostem liczby samochodów wyposażonych w akumulatory o dużej pojemności, takich jak pojazdy elektryczne (EV), hybrydowe pojazdy elektryczne (HEV) i hybrydowe pojazdy elektryczne typu plug-in (PHEV), rośnie znaczenie zanieczyszczenia metalami komponentów i materiałów, ponieważ jego konsekwencją może być wydzielanie ciepła lub zapalenie się akumulatorów litowo-jonowych.
Oprócz całkowitego oczyszczenia tych podzespołów po produkcji, wymagane jest również zarządzanie czystością poprzez kontrolę czystości/analizę czystości zgodnie z międzynarodowymi normami przemysłowymi.
Międzynarodowe normy przemysłowe ISO 16232 i VDA 19 dotyczące kontroli czystości technicznej
Norma dotycząca kontroli czystości technicznej podzespołów samochodowych, VDA 19, została opublikowana w 2002 r. przez Niemieckie Stowarzyszenie Przemysłu Samochodowego. W roku 2007 została opublikowana międzynarodowa norma ISO 16232. Normy te wprowadziły obowiązek pomiaru i analizy składu cząstek obcych zgodnie z wymaganiami jakościowymi.
Normy te określają zarządzanie czystością techniczną części stykających się z olejem i wodą, takich jak zbiorniki, pompy, zawory, rury, kanały i obudowy — które są ważnymi częściami podzespołów samochodowych, takich jak silniki, turbosprężarki i skrzynie biegów — a także akumulatorów litowo-jonowych i podzespołów elektronicznych/elektrycznych. Zanieczyszczenia cząsteczkowe powstające w procesach produkcyjnych tych podzespołów samochodowych są w procesie czyszczenia usuwane w możliwie największym stopniu. Dlatego konieczne jest wykonywanie pomiarów i analiz w celu zapewnienia, że spełnione są wymagania czystości technicznej określone w normach ISO 16232 i VDA 19.
Również w przypadku oleju, który jest powszechnie stosowany w samochodach, istnieje międzynarodowa norma przemysłowa dotycząca kontroli czystości technicznej cieczy. W normie ISO 4406 określono kod czystości do (łącznego) liczenia cząstek na mililitr próbki w celu podsumowania sposobu rozmieszczenia zanieczyszczeń w cieczach.
Metody kontroli i analizy czystości technicznej
Istnieją różne metody kontroli i analizy czystości technicznej, a dwie poniższe metody zostały zdefiniowane w normach ISO 16232 i VDA 19 jako standardowe metody analizy czystości technicznej dla przemysłu motoryzacyjnego.
- Metoda grawimetryczna (kontrola grawimetryczna)
- Kontrola ta oparta jest na masie i dlatego uważana jest za stosunkowo łatwą metodę, ale analiza jest przeprowadzana jedynie na podstawie informacji związanych z różnicą mas.
Przy takiej kontroli nie jest możliwe zbadanie wielkości każdej cząstki zanieczyszczeń, rozkładu wielkości cząstek oraz właściwości drobnych cząstek, takich jak metale i włókna. Oznacza to, że nie można uzyskać informacji przydatnych do określenia przyczyny zanieczyszczenia lub zapobiegania jego ponownemu wystąpieniu.
- Metoda rozpraszania światła (analiza rozpraszania światła)
- Do kontroli i analizy wykorzystywane są mikroskopy optyczne. Możliwe jest określenie nie tylko obecności i objętości zanieczyszczeń, ale także wielkości każdej cząstki, rozkładu wielkości cząstek oraz właściwości cząstek (takich jak metale i włókna).
W dziedzinie produkcji samochodów, w której zanieczyszczenie drobnymi cząsteczkami może w znacznym stopniu wpłynąć na jakość, działanie i bezpieczeństwo ważnych elementów bezpieczeństwa, najczęściej stosuje się kontrolę czystości technicznej przy użyciu mikroskopów opartych na metodzie rozpraszania światła.
Przebieg procesu ekstrakcji, pomiaru i analizy zanieczyszczeń przy użyciu metody rozpraszania światła
W przypadku analizy czystości technicznej podzespołów samochodowych, kontrola nie jest możliwa po montażu takich elementów jak silniki, które składają się ze skomplikowanych i ważnych części. W związku z tym do przeprowadzenia analiz dla każdego komponentu stosuje się następującą procedurę.
- Umyć część (produkt) metodą taką jak płukanie pod ciśnieniem, aby usunąć obce cząstki.
- Przefiltrować wypłukany płyn przez filtr membranowy w celu wychwycenia obcych cząstek.
- Przeanalizować zużyty filtr membranowy jako próbkę za pomocą mikroskopu.
Podczas pomiaru i analizy przy użyciu mikroskopów, liczba cząstek (liczba zanieczyszczeń), rozmiary cząstek i rodzaj obcych cząstek (takich jak metale i włókna) są mierzone, analizowane i porównywane przy tych samych ustawieniach, aby zapobiec różnicom w mierzonych wartościach. Następnie są one szczegółowo badane, łącznie z określeniem, czy stanowią czynniki ryzyka w podzespołach samochodowych.
W normach ISO 16232 i VDA 19 określono różne kryteria, od metod wyodrębniania obcych cząsteczek po minimalny rozmiar cząsteczki wymagający analizy. Na potrzeby pomiarów automatycznych zdefiniowano także liczbę pikseli i sposób wyodrębniania obcych cząsteczek. Ponadto formaty tworzonych raportów muszą być zgodne z powyższymi normami.
Rozwiązania problemów w zakresie kontroli czystości technicznej i analizy
Przy spełnianiu wymagań norm międzynarodowych, kontrola i analiza czystości technicznej przy użyciu mikroskopów ogólnych wiążą się z różnymi problemami, takimi jak poziom umiejętności operatora i określenie ilościowe wyników pomiarów. W przypadku pomiarów automatycznych przy użyciu mikroskopów muszą być również spełnione warunki określone w normach przemysłowych, na przykład dotyczące ustawień obiektywu/kamery (powiększenie i rozdzielczość), rodzaju oświetlenia (jasne pole, ciemne pole lub podświetlenie) oraz warunków binaryzacji ( wartość progowa) dla oprogramowania do przetwarzania obrazów.
W tej części przedstawiono korzyści związane z poprawą wydajności przy użyciu najnowszego mikroskopu cyfrowego 4K firmy KEYENCE.
Podczas kontroli i analizy czystości technicznej można szybko uzyskać szczegółowe informacje na temat drobnych cząstek. Można również skrócić czas i poprawić wydajność procesów od kontroli i analizy do tworzenia raportów zgodnie z normami ISO 16232 i VDA 19. Co więcej, uzyskane dane są przydatne nie tylko do kontroli czystości technicznej w celu spełnienia norm i zapewnienia jakości, ale także do określenia przyczyny zanieczyszczenia cząstkami obcymi, zrozumienia trendów i poprawy procesów produkcyjnych w celu zapobiegania ponownemu wystąpieniu takich sytuacji dzięki zapisywaniu i udostępnianiu danych.
Zwiększenie dokładności i uproszczenie kontroli czystości technicznej zgodnej z normami ISO 16232 i VDA
za pomocą mikroskopu cyfrowego 4K serii VHX
Seria VHX umożliwia użytkownikom przeprowadzanie kontroli czystości technicznej zgodnie z normami czystości technicznej dla przemysłu motoryzacyjnego ISO 16232 i VDA 19. Dzięki analizie obrazu o wysokiej rozdzielczości i dużej głębi ostrości wykonanego za pomocą mikroskopu cyfrowego 4K, nawet obiekty o nierównej powierzchni mogą być mierzone z dużą dokładnością.
W trybie analizy szczegółowej wystarczy wybrać docelowe zanieczyszczenie na obrazie całego filtra membranowego. Stolik mikroskopu porusza się automatycznie, umożliwiając kontynuowanie szczegółowych obserwacji przy dużym powiększeniu. Obce cząsteczki można łatwo i szybko zidentyfikować. Co więcej, szczegółowa obserwacja i ocena ilościowa są możliwe nawet w przypadku nierównych kształtów dzięki jednoczesnemu zastosowaniu kompozycji głębi i pomiaru wysokości 3D.
Umożliwienie skrócenia czasu i oceny ilościowej poprzez automatyczne odtwarzanie warunków i automatyczną kalibrację
za pomocą mikroskopu cyfrowego 4K serii VHX
Mikroskop zapisuje i odtwarza poprzednie warunki przechwytywania obrazów. Wystarczy wybrać zdjęcie z albumu z zarejestrowanymi fotografiami, aby jego ustawienia (takie jak powiększenie obiektywu, czas otwarcia migawki, wzmocnienie, przesunięcie światła, wzmocnienie krawędzi, balans bieli i warunki korekcji światła) zostały wczytane i odtworzone automatycznie. To automatyczne odtwarzanie ustawień nie tylko znacznie skraca czas pracy, ale również umożliwia różnym użytkownikom obserwowanie obiektów w dokładnie tych samych warunkach, zapewniając tym samym stabilne wyniki analizy.
Obiektywy o wysokiej rozdzielczości i napędzany silnikiem rewolwer umożliwiają płynne działanie funkcji zoomu, która szybko przełącza obiektywy od 20× do 6000× powiększenia w zależności od wielkości zanieczyszczenia, eliminując potrzebę ich wymiany. Seria VHX dodatkowo automatycznie identyfikuje podłączony obiektyw i może rejestrować dane o powiększeniu wraz z przechwyconymi obrazami.
Ponadto, funkcja kalibracji jednym przyciskiem automatycznie ładuje wymagane wartości kalibracyjne po jednokrotnym kliknięciu przez użytkownika. Możliwość odtworzenia warunków stosowanych do ekstrakcji (binaryzacji) zanieczyszczeń zapobiega zmienności mierzonych wartości.
- A. Obiektyw o wysokiej rozdzielczości
- B. Napędzany silnikiem rewolwer
Nowe powszechne praktyki w zakresie kontroli i analizy czystości technicznej
Mikroskop cyfrowy o wysokiej rozdzielczości 4K serii VHX jest niezwykle efektywny i umożliwia eliminację błędów ludzkich, a także dokładną kontrolę czystości technicznej i analizę.
Wysokiej rozdzielczości obrazy 4K generowane przez najnowocześniejsze techniki optycznego przetwarzania obrazu i automatyzacji pozwalają na szczegółową i wyraźną obserwację drobnych cząstek przy zachowaniu prostoty obsługi, co pozwala na uzyskanie szybkich, zaawansowanych wyników analizy.
Zarejestrowane lub zmierzone dane można z łatwością przekształcić w raport o stałym formacie, używając w tym celu funkcji raportu. Udostępnianie tych danych za pośrednictwem serwera intranetowego może być przydatne nie tylko w związku z kontrolą jakości i zapewnianiem zgodności z normami branżowymi, ale także na potrzeby identyfikowania przyczyn wystąpienia zanieczyszczenia i ulepszania procesu.
Seria VHX, wyposażona w wiele innych zaawansowanych funkcji może być znakomitą pomocą w zapewnieniu niezawodnej jakości dzięki czystości produktów. Aby uzyskać szczegółowe informacje, kliknij przycisk poniżej i pobierz katalog. W przypadku zapytań, kliknij poniżej przycisk umożliwiający kontakt z firmą KEYENCE.
