Ispezione e analisi della pulizia tecnica dei componenti automobilistici in conformità con gli standard industriali

Effetti della contaminazione sui componenti automobilistici

Tra i componenti automobilistici, quelli del motore sono di particolare importanza. Ad esempio, i pistoni, si alternano ripetutamente con un gioco di pochi micrometri in un cilindro del blocco motore e sono mantenuti ermetici con olio motore. Se una leggera quantità di particelle metalliche aderisce alla superficie di una fascia elastica del pistone, il movimento alternato ripetuto danneggerà a parete interna del rivestimento del cilindro, causando problemi al motore.
Inoltre, con l'aumento del numero di automobili dotate di batterie ad alta capacità, come i veicoli elettrici (EV), i veicoli elettrici ibridi (HEV) ed i veicoli elettrici ibridi plug-in (PHEV), è aumentata l'attenzione rivolta alla contaminazione metallica di componenti e materiali, un problema importante che può portare al surriscaldamento o addirittura a una conflagrazione della batteria agli ioni di litio.
Oltre alla pulizia completa di questi componenti dopo la produzione, è essenziale la gestione della pulizia attraverso il controllo/analisi della pulizia in conformità con gli standard internazionali del settore.

Standard internazionali di settore ISO 16232 e VDA 19 per i test di pulizia tecnica

Al fine di regolamentare il controllo della pulizia tecnica per i componenti automobilistici, lo standard VDA 19 è stato pubblicato nel 2002 dall'Associazione tedesca dell'industria automobilistica e seguito nel 2007 dalla ISO 16232 che stabilisce uno standard internazionaleTali norme hanno reso obbligatoria la misurazione e l'analisi della composizione delle particelle estranee in conformità ai requisiti di qualità.
Questi standard definiscono la gestione della pulizia tecnica per le parti fluide legate all'olio e all'acqua come serbatoi, pompe, valvole, tubi, condotti e involucri, che sono parti importanti per componenti automobilistici come motori, turbocompressori e trasmissioni, nonché per batterie agli ioni di litio e componenti elettronici / elettrici. Le particelle contaminanti, generate durante le varie fasi di fabbricazione di questi componenti, vengono rimosse, per quanto possibile, dal processo di pulizia. Pertanto è necessario eseguire misurazioni e analisi per garantire che i requisiti di pulizia tecnica definiti in ISO 16232 e VDA 19 siano soddisfatti.
Inoltre, per l'olio, comunemente usato nelle automobili, esiste uno standard industriale internazionale relativo all'ispezione della pulizia tecnica nei liquidi. ISO 4406 definisce il codice di pulizia per il conteggio (cumulativo) delle particelle per millilitro di campione per riassumere come i contaminanti sono distribuiti nei fluidi.

Metodi di ispezione e analisi della pulizia tecnica

Esistono vari metodi di ispezione e analisi della pulizia tecnica, compresi i due metodi descritti di seguito, definiti in ISO 16232 e VDA 19, come metodi standard per l'analisi della pulizia tecnica nell'industria automobilistica.

Metodo gravimetrico (ispezione gravimetrica)

Considerato uno dei metodi più semplici, questa analisi basata sul peso si basa esclusivamente su informazioni relative alle differenze di peso.
Con questa ispezione, è impossibile studiare le dimensioni di ciascuna particella contaminante, la distribuzione granulometrica e le proprietà di particelle minuscole come metalli e fibre. Per questo motivo, non è possibile determinare la causa della contaminazione o prevenirne il ripetersi.

Metodo di diffusione della luce (analisi della diffusione della luce)

Il controllo e l'analisi vengono effettuati al microscopio ottico. È possibile determinare non solo la presenza e il volume della contaminazione, ma anche la dimensione di ciascuna particella, la distribuzione granulometrica e le proprietà delle particelle (come metalli e fibre).
Nella produzione automobilistica, dove la contaminazione da minuscole particelle può alterare significativamente la qualità, le prestazioni e la sicurezza dei componenti essenziali, il controllo della pulizia tecnica viene effettuato principalmente al microscopio tramite il metodo di diffusione della luce.

Estrazione, misurazione e analisi della contaminazione mediante il metodo di diffusione della luce

L'analisi della pulizia tecnica, cleanliness test, dei componenti automobilistici è impossibile dopo l'assemblaggio, in particolare per il motore, che consiste di parti estremamente complesse e importanti. Pertanto, la seguente procedura viene utilizzata per condurre analisi per ciascun componente.

1. Pulire la parte (prodotto) utilizzando un metodo come il risciacquo ad alta pressione per estrarre oggetti estranei.
2. Filtrare il liquido risciacquato attraverso un filtro a membrana per intrappolare corpi estranei.
3. Analizzare il filtro a membrana utilizzato come campione utilizzando un microscopio.

Durante la misurazione e l'analisi microscopica,, il numero di particelle (conteggio dei particellare), le dimensioni delle particelle e il tipo di corpo estraneo(come metalli e fibre) vengono misurati, analizzati e confrontati utilizzando gli stessi parametri, per evitare qualsiasi variazione dei valori misurati. Quindi, le particelle vengono analizzate in dettaglio, in particolare per determinare se sono un fattore di rischio per i componenti automobilistici.
ISO 16232 e VDA 19 definiscono diverse condizioni da soddisfare, dai metodi applicabili per estrarre particelle estranee alla dimensione minima delle particelle per le quali è richiesta l'analisi. Per quanto riguarda la misurazione automatica, definiscono anche il numero di pixel e come estrarre particelle estranee. Inoltre, i report devono essere creati nel formato conforme a questi standard.

Facilitare e ottimizzare il controllo e l'analisi della pulizia tecnica secondo gli standard ISO 16232 e VDA

Con il microscopio digitale 4K serie VHX

La serie VHX consente di effettuare prove di pulizia tecnica in conformità agli standard ISO 16232 e VDA 19 per l'industria automobilistica. L'analisi di un'immagine ad alta risoluzione con una profondità di campo elevata, ottenuta con il microscopio digitale 4K, consente di misurare e analizzare con elevata precisione anche target con superfici irregolari.

In modalità Analisi dettagliata, è sufficiente selezionare un contaminante target sull'immagine dell'intero filtro a membrana. Lo stage si muove quindi automaticamente, consentendo di continuare l'osservazione dettagliata ad alto ingrandimento. Le particelle estranee possono essere identificate facilmente e rapidamente. Inoltre, è possibile effettuare un'osservazione e una quantificazione accurate anche su campioni con superfici irregolari, grazie all'uso simultaneo della composizione della profondità e della misurazione dell'altezza 3D.

Riduzione e quantificazione dei tempi mediante riproduzione automatica delle condizioni e calibrazione automatica

Con il microscopio digitale 4K serie VHX

Il microscopio salva e riproduce automaticamente le impostazioni di imaging dai risultati precedenti. Basta selezionare un'immagine dall'album delle immagini acquisite per caricare e riprodurre le impostazioni di acquisizione (come l'ingrandimento dell'obiettivo, la velocità dell'otturatore, il gain, lo spostamento della luce, la nitidezza dei contorni, il bilanciamento del bianco e la regolazione dell'illuminazione). Questa riproduzione automatica dei parametri riduce notevolmente il carico di lavoro e consente a diversi operatori di osservare i campioni in condizioni rigorosamente identiche, per un'analisi perfettamente stabile.

Le lenti ad alta risoluzione e la testina motorizzata consentono il cambio automatico delle lenti per un ingrandimento veloce e senza interruzioni da 20x a 6000x a seconda delle dimensioni della contaminazione, eliminando la necessità di sostituire l'obiettivo. Inoltre, la Serie VHX identifica automaticamente l'obiettivo collegato e registra i dati di ingrandimento con l'immagine acquisita.
La funzione di calibrazione One-push carica automaticamente i valori di calibrazione richiesti con un clic. La capacità di riprodurre le condizioni utilizzate per estrarre (binarizzazione) la contaminazione previene la variazione dei valori misurati.