La nuevas tecnologías superan los retos específicos de la medición de componentes plásticos de automóvil
El principal uso del plástico en la industria del automóvil son los embellecedores junto con diversos componentes eléctricos como carcasas, sensores, interruptores, zócalos y pantallas. Además de ello, los diseñadores están pasando del vidrio al policarbonato en las lentes de los faros.
Al igual que con las piezas metálicas, los componentes plásticos deben cumplir con requisitos de calidad críticos en lo referente a funcionalidad, tolerancia y estética. Las molduras para automóviles suelen ser oscuras y con colores de poco contraste, generalmente negros, o de diferentes tonos de gris. Esto no representa ningún problema para el diseñador del vehículo, pero dificulta la observación y la calibración.
La medición del negro o de un color de bajo contraste en un fondo negro representa un gran reto para la mayoría de los sistemas de medición sin contacto, aquí es donde entran en juego las ventajas del sistema de medición óptica Hawk de Vision Engineering. Por ejemplo, el panel exterior de control del aire acondicionado en el Peugeot es de un gris muy oscuro y debe encajar con precisión en el ensamblado del control climático, sino la unidad podría traquetear. Este panel está subcontratado en gran volumen y requiere la comprobación de diversas mediciones clave.
Resulta costoso disponer de un operario dirigiendo un sistema exclusivamente óptico porque conlleva muchas repeticiones, mientras que la solución automatizada de vídeo no sería eficaz debido a que el contraste de negro contra negro es demasiado bajo. La solución óptima por lo tanto es un enfoque combinado como el utilizado por Hawk.
Los márgenes definidos con claridad se pueden medir automáticamente con las tecnología de vídeo de bordes VED Esto permite realizar automáticamente la mayoría de las comprobaciones, lo que libera al operario de las tareas más repetitivas y repetidas. Una vez completados, se puede utilizar el cabezal de pantalla óptica patentada que permite al operario utilizar la experiencia subjetiva y la capacidad de definir manualmente una característica para medir características difíciles de bajo contraste.
El factor humano
La tecnología Dynascope patentada por Vision muestra una imagen clara y pura al operario a través del cabezal de pantalla de pupila de salida expandida. Según la empresa, imagen no está digitalizada y no sufre de pérdida de reproducción del color o problemas de contraste. Los sistemas de solo vídeo tienen problemas al observar negro sobre negro de bajo contraste o las características transparentes, que son habituales en las molduras de automóviles. El cerebro humano es de lejos el sistema de procesamiento de imágenes más potente para objetos ópticos difíciles y los mejores resultados se obtienen mediante la entrega al operario de una imagen óptica pura.
Hawk se puede configurar para funcionar manualmente o automáticamente. Con la moldura del panel de control climatizado del Peugeot, esto significa que las primeras muestras de pre-producción se pueden supervisar y medir de cerca con una configuración de inspección completamente manual. La flexibilidad de las operaciones manuales significa que los cambios se pueden adaptar rápidamente sin necesidad de tener conocimientos avanzados de programación. Cuando se inicie la producción en masa, muchas de estas comprobaciones y mediciones se podrán automatizar por completo, lo que proporciona una mayor producción, ciclos de inspección más breves y una mayor repetitibilidad.
Coordinación de color
Los factores como el contraste, la reflectividad y el color son los mayores retos para los sistemas de medición óptica automatizados para la comprobación de grandes volúmenes de componentes plásticos para automóviles. Teniendo esto en cuenta, Micro-Epsilon ha desarrollado un sistema de medición de color en línea que permite comprobar automáticamente el color de las piezas de automóvil modeladas por inyección en fases iniciales del proceso, lo que reduce los tiempos de ciclo.
[sam_ad id=17 codes='true']El sistema de medición del color ACS7000 mide piezas de automóvil a gran velocidad y durante el proceso, además inspecciona también los componentes de aluminio modelados por inyección a medida que se extraen del molde, sin necesidad de esperar a que las piezas se enfríen.
Para garantizar un tono del color del producto exacto durante el moldeado por inyección, la empresa alemana SKZ (Süddeutsche Kunststoff-Zentrum) ha desarrollado y comprobado un método para establecer la relación de la diferencia de color de un objeto a diferentes temperaturas (conocido como termocromía).
Con una diferencia de temperatura de 20°C, se pueden producir desviaciones de color de más de 2 unidades Delta-E según el color controlado. Las mediciones de color realizadas con este sistema (junto con mediciones de temperatura con el sensor termómetro de infrarrojos) permiten generar una curva maestra a diferentes niveles de temperatura para describir la termocromía del componente plástico. Esto permite convertir los valores de color determinados en una pieza caliente a los valores de color a temperatura ambiente.
Estas ‘curvas de enfriamiento’ previamente calculadas y almacenadas en el software del sistema permiten convertir los valores de color determinados durante el proceso de desmolde para convertirlos a una temperatura de referencia (20°C). Por otro lado, esto permite comprobar el color automáticamente en una fase inicial, lo que reduce el tiempo de ciclo y optimiza la producción respecto a las comprobaciones de muestras convencionales.
Respecto a su funcionamiento, primero se ilumina el objeto con una luz blanca antes de comparar el espectro de la luz reflejada con una referencia blanca. Los resultados se utilizan para calcular las coordenadas de color CIE-XY para las longitudes de onda en el rango de 390-780 nm. El sistema funciona sin contacto y a una distancia de hasta 50 mm con una geometría de medición de 30°/0°.
El modelo ACS7000 ofrece tres modos operativos a los ingenieros de calidad. El primer modo mide la diferencia de color color Delta-E respecto al valor de referencia (permite almacenar un máximo de 15 colores de referencia). El segundo modo mide el espectro de reflectividad de la muestra, mientras que el tercer modo mide los colores y los muestra en el espacio de color relevante. Además, los usuarios pueden mostrar y seguir un análisis de tendencia para los colores individuales en un periodo de tiempo determinado.
Algo que resulta importante para los talleres de molduras de automóviles, el sistema se opera a través de un servidor web que también muestra los parámetros relevantes de medición, incluida la función de balance de negro y blanco. Las aplicaciones incluyen las mediciones de color de interior del vehículo así como las inspecciones de pintura.
!["<br]("https://automotivemanufacturingsolutions.com/wp-content/uploads/2015/09/The-Micro-Epsilon-ACS7000-colour-measurement-system-measures-vehicle-parts-at-high-speed-in-process-300x217.jpg")
Ya es posible la medición de color de alta velocidad durante el proceso" class="size-medium wp-image-70959 wp-caption alignleft" height="217" width="300" /> Ya es posible la medición de color de alta velocidad durante el procesoLos nuevos espectrómetros esféricos de mesa Ci7800 y Ci7600 de X-Rite también están centrados en la medición de piezas de plástico de automóviles y aplicaciones de pintura, estos dispositivos también pueden medir materiales opacos, transparentes y translúcidos.
Según X-Rite, los anteriores espectrómetros de mesa eran difíciles de configurar para un rendimiento adecuado. Por ejemplo, puede ser difícil identificar la localización exacta de la medición y revisar las muestras para comprobar los defectos, lo que resulta el tiempo perdido con mediciones de prueba y error. En contraste, las unidades Ci7800 y Ci7600 ajustan automáticamente la configuración del instrumento, realizan un seguimiento requisitos de medición y registran imágenes de cada muestra.
Los dispositivos se pueden utilizar en combinación con el software NetProfiler y/o Colour iMatch de X-Rite de medición de reflectancia y transmisión para formular la transparencia y translucencia deseadas.
Medición multi-eje
Naturalmente, las piezas de plástico de automóviles ofrecen otros retos además del color. Por ejemplo, los tubos de plástico son un componente común en los automóviles y uno de los principales objetivos es garantizar su ovalidad. Para ello, NDC Technologies ha desarrollado el medidor de ovalidad y diámetro de cuatro ejes Beta LaserMike AccuScan 6012, el primer medidor de cuatro ejes para la medición de tubos de plástico de automóviles de hasta 12 mm de diámetro. Este avance permite medir el diámetro y la ovalidad de los tubos de plástico y otros productos extruidos con una mayor precisión que con los medidores de dos y tres ejes.
El dispositivo realiza mediciones de hasta 2.400 rastreos por segundo y por eje (un total de 9.600 mediciones por segundo) y proporciona una repetitibilidad de cada rastreo de hasta 1µm. Esto significa que en cada rastreo los usuarios obtienen una medición de diámetro medio más preciso y real.
Según NDC, ofrece una mejora del 42% en la detección de ovalidad real respecto a los medidores de tres ejes y una precisión de ovalidad del 100% cuando el producto está alineado con los ejes de medición. Además, la detección de fallos se mejora en un 25% respecto a los medidores de tres ejes.
Es un concepto erróneo común que los ingenieros no pueden predecir el rendimiento de un plástico con la misma facilidad que lo hacen con el acero o el aluminio. Sin embargo, BASF está desarmando este mito con la tecnología Ultrasim, que podría proporcionar una precisión del 90-95% en la predicción del rendimiento de piezas moldeadas de automóviles.
Para cumplir con los próximos estándares de eficiencia de combustible, los constructores de automóviles podrán utilizar Ultrasim para desarrollar piezas de plástico ligeras. Por ejemplo, BASF asistió recientemente a Faurecia en la conversión de la estructura de acero del asiento trasero al plástico con un diseño, seguridad y comodidad óptimas para los ocupantes.
Además de conseguir un desarrollo y proceso de producción más rápidos, Ultrasim permitió a Faurecia diseñar un asiento que ofrece diversos beneficios, incluido un ahorro de masa total del 30-40% respecto al marco de acero, lo que equivale a un ahorro de peso de 2,7 kg por vehículo, una reducción de 16 litros en el volumen y una reducción de 25mm en el tamaño del asiento trasero. Además, el diseño ha demostrado una gran resistencia y rigidez, equiparables a la durabilidad del acero y una mayor absorción de energía.
La tecnología Ultrasim también ha conseguido predecir con éxito el rendimiento de las piezas de plástico ligeras en los modelos Opel Astra OPC y BMW i3.
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