Pitzadura bertikalen detekzio eta karakterizazioa termografia infragorria eta laser mugikorra erabiliz

Argitalpenak · Dibulgazioa

Gure ikerketa-taldeak pitzadura bertikalak detektatzeko eta karakterizatzeko metodo bat garatu du termografia infragorri aktiboa eta laser mugikorra erabiliz. Teknika hau industriarentzat laguntza handikoa izan daiteke, gaur egun industriaren kezka handi bat begi hutsez ikusten ez diren akatsak aurkitzea baita, era azkarrean, fidagarrian eta laginak suntsitu gabe, era honetan, arazoak haustura gertatu aurretik konpondu baitaitezke.

Termografia infragorria 1980ko hamarkadan hasi ziren erabiltzen Teknika Ez-Suntsitzaile (TEZ) gisa (ingelesez Non-Destructive Technique, NDT), bereizmen nahikoa zeukaten bideokamera infragorri eskuragarriak fabrikatzen hasi zirenean. TEZ gisa teknika honen lorpenik handienak termografia aktiboa erabiliz lortzen dira; bertan aztertu beharreko pieza estimulazio optikoaren bidez, ultrasoinuen bidez edo uhin elektromagnetikoen bidez estimulatzen da eta laginaren gainazalaren berotze eta hozte prozesuak kamera infragorri baten bidez grabatzen dira. Teknika hori bereziki egokia da materialen akatsen azterketarako. Zehazki, akatsaren presentziak gainazalaren tenperatura-eremua aldatzen du, akatsik gabeko piezarekin alderatuta. Azken urteetan, materialaren gainazalaren paraleloak diren akatsak (delaminazioa, desenkolatuak, korrosioa, etab.) detektatzeko eta karakterizatzeko metodo sinpleak eta fidagarriak garatu dira.

pitzadura bertikalak
Irudia: Erabilitako muntaia esperimentala: Galileoren transformazioa erabiliz, laserra geldi eta lagina abiadura konstantez higitzen. (Iturria: Ekaia aldizkaria)

Pitzadura bertikalak, ordea, ez dira argiztapen uniformearekin detektatzen; izan ere, konfigurazio horretan energia-fluxuaren norabidea pitzaduraren paraleloa da eta pitzadurak ez dauka ia eraginik energia-fluxuaren sakabanaketan. Gure ikerkuntza-taldeak pitzadura bertikal infinituak karakterizatzeko (posizioa eta tamaina kalkulatzeko) metodo termografikoak garatu ditu. Horretarako, 90.eko hamarkadan garatutako Laser Mugikorreko Termografia infragorria (ingelesez Flying Spot) erabili dugu, teknika honetan laginaren gainazala higidura konstantez higitzen den laser baten bidez argiztatzen da, horrela, laserra higituz laginaren gainazal guztia argiztatu daiteke, era berean, kamera infragorri baten bidez gainazaleko tenperatura neurtzen da. Teknika honek gainazal handiak azkar aztertzeko aukera ematen du eta pitzadura bertikalak detektatzen ditu.

Hala ere, laser mugikorraren teknika hau, orain arte, pitzadurak detektatzeko bakarrik erabili da eta ez pitzadurak karakterizatzeko. Gure taldeak pitzadura bertikal infinituak detektatu eta karakterizatzeko protokoloa garatu du. Lehenik, beroaren difusioaren ekuazioa askatuz laginaren gainazaleko tenperaturarako adierazpen matematiko bat lortu du, laginaren gainazala laser mugikor batekin argiztatzen den kasurako. Gero, Galileoren transformazioa erabiliz, laserra geldi eta lagina abiadura konstantez higitzen den kasurako lortu dugu ekuazioa. Azkenik, kamera infragorri baten bidez (ikus 1 irudian muntaia esperimentala) lortutako datuak ekuazio teorikoekin konparatuko ditugu pitzaduren zabalera kalkulatu ahal izateko (ikus 2 irudian esperimentalki lortutako emaitzak, puntuen bidez adierazita, eta, gorriz, garatutako ekuazioak emandako doikuntza). Emaitzek berresten digute garatutako protokoloa 0,5 μm-ko pitzadura estuak neurtzeko gai dela eta, hori, oso garrantzitsua da aeronautika-industriarako, automobilgintzarako edo antzeko sektoreetarako, sektore hauetan segurtasuna oso garrantzitsua baita eta pitzadurak garaiz detektatzea ezinbestekoa da, horrela hausturak ekidin baitaitezke.

Iturria

Apiñaniz, Estibaliz; Salazar, Agustín; Oleaga, Alberto; Mendioroz, Maria Aranzazu (2020). «Pitzadura bertikalen detekzio eta karakterizazioa termografia infragorria eta laser mugikorra erabiliz»; Ekaia, 37, 2020, 211-220. (https://doi.org/10.1387/ekaia.20862)

Artikuluaren fitxa

  • Aldizkaria: Ekaia
  • Zenbakia: Ekaia 37
  • Artikuluaren izena: Pitzadura bertikalen detekzio eta karakterizazioa termografia infragorria eta laser mugikorra erabiliz.
  • Laburpena: Artikulu honetan, termografia infragorri aktiboaren bidez, pieza handietako pitzadura bertikalak karakterizatzeko metodo bat aurkeztuko dugu. Metodo honen bidez materialaren gainazala abiadura konstantez mugitzen den laser sorta batekin argiztatzen dugu, eta abiadura handiko kamera infragorri bat erabiliz gainazaleko tenperaturaren aldaketaren garapena neurtzen dugu. Gainazaleko pitzadura bertikalak uhin termikoentzat hesi termiko bat dira, eta, beraz, gainazaleko tenperaturaren profilean ez-jarraitasun bat sortzen dute. Matematikoki garatutako modelo teorikoa esperimentalki lortutako tenperatura profilarekin doituz, pitzaduraren ezaugarriak lor ditzakegu. Garatutako metodoa baliozkoa da laser sorta mugitu beharrean laserra geldi utzi eta lagina mugitzen dugunean; azken hori interesgarria da ekoizpen-kateetan pitzadurak in situ karakterizatu ahal izateko. Lan honetan, beraz, gure ikerketa taldeak pitzadura bertikalak karakterizatu ahal izateko jarraitutako ibilbidea azalduko dugu, eta lortutako metodoa balioztatzeko kalibratutako laginekin egindako neurketak aurkeztuko ditugu.
  • Egileak: Estibaliz Apiñaniz, Agustín Salazar, Alberto Oleaga, Maria Aranzazu Mendioroz
  • Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
  • ISSN: 0214-9001
  • eISSN: 2444-3255
  • Orrialdeak: 211-220
  • DOI: 10.1387/ekaia.20862

Egileez

Estibaliz Apiñaniz UPV/EHUko Gasteizko Ingeniaritza Eskolako Fisika Aplikatua Sailekoa da

Agustín Salazar, Alberto Oleaga eta Maria Aranzazu Mendioroz Bilboko Ingeniaritza Eskolalo Fisika Aplikatua Sailekoak dia


Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

Utzi erantzuna

Zure e-posta helbidea ez da argitaratuko. Beharrezko eremuak * markatuta daude