Mejorando la seguridad automotriz con real

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Los sujetadores, como tuercas, pernos, tornillos y remaches, son componentes estructurales esenciales de los vehículos y su falla puede tener graves repercusiones para la seguridad del conductor. Muchos de estos artículos metálicos también están inevitablemente expuestos a duras condiciones de funcionamiento, lo que significa que pueden corroerse con el tiempo. La composición exacta de las aleaciones utilizadas en estos sujetadores afecta su resistencia inherente a factores como el calor, la fricción, los productos químicos o la humedad, lo que destaca la importancia del análisis de la composición para garantizar que cumplan con las especificaciones de diseño. Desafortunadamente, los métodos de análisis de laboratorio convencionales utilizados en los procesos de control de calidad son destructivos y consumen mucho tiempo, lo que genera tiempos de respuesta lentos y demoras en el procesamiento. Por el contrario, la fluorescencia de rayos X portátil puede proporcionar resultados de alta calidad en tiempo real e in situ. Este artículo analiza cómo esta tecnología está ayudando a los fabricantes de vehículos y sujetadores a cumplir con los rigurosos requisitos de seguridad y, en última instancia, garantizar la seguridad del consumidor.

Los sujetadores automotrices están hechos de aleaciones de varios metales, incluidos acero, acero inoxidable, aluminio y, con menos frecuencia, cobre o titanio, y están diseñados para operar en condiciones difíciles y soportar tensiones mecánicas significativas. Por lo tanto, es crucial que los fabricantes verifiquen la composición exacta de las materias primas que utilizan en la construcción de componentes y vehículos a través de estrictos esquemas de garantía de calidad, asegurando que los productos finales cumplan con las especificaciones de seguridad necesarias para estas aplicaciones de alto estrés.

Los recubrimientos metálicos hechos de zinc o cromo también se pueden aplicar a sujetadores y otros componentes del vehículo para mejorar la resistencia del material base a la corrosión, el desgaste y el calor. La aplicación insuficiente de estos recubrimientos (recubrimiento inferior) puede dar como resultado una resistencia a la corrosión deficiente, lo que genera fallas en el producto y problemas de seguridad. Sin embargo, este riesgo debe equilibrarse con el costo innecesario de la aplicación excesiva de recubrimientos para que los fabricantes entreguen sujetadores de alta calidad sin dejar de ser financieramente competitivos. Esto destaca la necesidad de monitorear continuamente el espesor de los recubrimientos de los sujetadores durante todo el proceso de fabricación utilizando tecnologías analíticas altamente sensibles.

La garantía de calidad no solo es importante en el sitio de fabricación de sujetadores; también es crucial para las fábricas de vehículos que incorporan sujetadores en sus productos finales. Confiar en los certificados de fábrica como prueba del análisis de composición o del espesor del recubrimiento puede no ser suficiente para garantizar que los sujetadores entrantes cumplan con los requisitos de seguridad de la industria automotriz. Muchos fabricantes de vehículos, por lo tanto, prueban sus envíos de sujetadores a su llegada, identificando materiales de baja calidad lo antes posible para evitar retiros costosos y daños a la reputación que podrían ocurrir más adelante.

Las técnicas tradicionales de análisis de laboratorio para metales y aleaciones pueden resultar poco prácticas para su uso en programas de control de calidad de automóviles, ya que las muestras deben retirarse de la línea de procesamiento principal y transferirse a una instalación dedicada para su análisis. Estos métodos también consumen mucho tiempo, ya que pueden pasar varias horas, o incluso días, para recibir los resultados del laboratorio. Es más, a menudo hay varios puntos de muestreo a lo largo de los procesos de fabricación, lo que hace que las pruebas de laboratorio sean extremadamente perjudiciales para la producción y, potencialmente, provoquen tiempos de inactividad mientras se esperan los resultados. Estos tiempos de respuesta lentos, las limitaciones en la producción y la pérdida de material valioso han estimulado el desarrollo de nuevas tecnologías de prueba no destructivas para el análisis in situ y en línea de las composiciones metálicas y los espesores de revestimiento durante la fabricación de sujetadores, así como para actividades de inspección retroactiva. .

La fluorescencia de rayos X (XRF) es una tecnología que se está aplicando a estas aplicaciones y funciona irradiando una muestra con un tubo de rayos X y luego midiendo las características de los rayos X emitidos por los diferentes elementos contenidos en el material que se está analizando. probado Dado que las señales de rayos X generadas por cada elemento son muy específicas, la XRF se puede utilizar tanto para analizar la composición del metal como para medir el espesor de los revestimientos metálicos. Este enfoque puede incluso evaluar múltiples capas de recubrimiento de metal sobre cualquier tipo de sustrato, hasta el llamado espesor de saturación, que suele estar en el rango de 6 a 50 μm, según el tipo de metal y la secuencia de capas.

A pesar de la versatilidad de la técnica, no es práctico utilizar analizadores XRF estacionarios o de sobremesa para medir la composición elemental o el espesor del revestimiento de piezas de vehículos grandes y difíciles de manejar. Además, las muestras aún deben transferirse a la ubicación del analizador para su análisis, lo que ocupa un espacio valioso y dificulta la entrega de resultados.

Los analizadores portátiles XRF (HH-XRF) se han desarrollado específicamente para abordar estos desafíos y son capaces de identificar rápidamente los elementos presentes en una muestra de sujetadores en solo unos segundos. Ofrecen una determinación en tiempo real de la composición y el grado de la aleación al comparar las composiciones medidas con bibliotecas de valores tabulados que cumplen con varios estándares internacionales. Los tubos de rayos X miniaturizados de alta potencia y los detectores de deriva de silicio con ventanas de grafeno han aumentado aún más la velocidad de detección de elementos ligeros de la tecnología y han hecho posible detectar incluso niveles de trazas de metales. La tecnología también se puede usar para verificar la consistencia y el estándar de los recubrimientos metálicos en componentes automotrices, incluidos los sujetadores, antes de incorporarlos al producto terminado en una planta de fabricación de vehículos. En general, estos instrumentos portátiles brindan datos procesables instantáneos para una rápida toma de decisiones en línea en el campo, lo que ayuda a aumentar la consistencia general y el estándar de los productos que se comercializan.

Es crucial que las composiciones de los metales y las aleaciones utilizadas en los sujetadores de automóviles se verifiquen a través de estrictos esquemas de garantía de calidad, ya que la desviación de las especificaciones podría presentar riesgos significativos para la seguridad del conductor. Los revestimientos también deben controlarse de cerca para garantizar el equilibrio óptimo entre espesor y rentabilidad. El uso de dispositivos HH-XRF ha simplificado en gran medida los programas de control de calidad en la fabricación de sujetadores, la aplicación de recubrimientos y la fabricación de vehículos al llevar capacidades analíticas estándar de laboratorio directamente a la línea de producción o ensamblaje. Estos analizadores generan datos altamente precisos en tiempo real que, en última instancia, permiten a los usuarios tomar decisiones rápidas e informadas y garantizar que se cumplan las especificaciones internacionales de calidad y seguridad. La optimización de los procesos de control de calidad que utilizan esta tecnología también conduce a un mayor rendimiento de la fábrica y menos rechazos de lotes, lo que proporciona un rápido retorno de la inversión. Además, los analizadores HH-XRF son fáciles de usar y mantener por parte del personal sin una formación profunda o conocimientos de química, lo que hace que la tecnología esté disponible para una amplia gama de operadores y se traduce en un bajo coste total de propiedad. Estos innovadores dispositivos portátiles ya han demostrado su valía en el sector de la automoción y muestran un gran potencial para mejorar la seguridad en la industria en los próximos años.

Mateo Bauer , científico sénior de aplicaciones: gerente asociado de productos, Thermo Scientific Field and Safety Instruments. Para obtener más información, llame al +49 89 36 81 38-55, envíe un correo electrónico a [email protected] o visite thermofisher.com/industrial.