Technology for Creators – Parte terza

Rubrica: Multimedia

Titolo o argomento: Contenuti digitali pensati per i nostri lettori

Di seguito la video sintesi tratta dalle riprese che abbiamo effettuato presso l’Advanced Engineering UK 2015 tenutosi al NEC di Birmingham in Inghilterra. Nella descrizione introduttiva si riporta:

La tecnologia oggi, presentata in 120 secondi. Dai sistemi di automazione, robotica e intelligenza artificiale, passando per la meccatronica, i sistemi di misura, la scansione 3d, la prototipazione rapida, il taglio laser… fino alle macchine a controllo numerico, i sistemi automatizzati di saldatura e le sfide tecnologiche del futuro.

Una breve anteprima che mostra, senza pretese, il genere di strumenti oggi a disposizione per i più creativi, per coloro che sentono di voler esprimere il proprio genio e le proprie abilità attraverso tecnologie di spessore.

Il vantaggio di girare il mondo risiede nella possibilità di poter osservare molte cose, anche le più semplici, da numerosi e differenti punti di vista. Un prodotto che può risultare un fallimento totale in Italia non è affatto escluso che possa risultare un successo colossale negli Stati Uniti o, in tutt’altra direzione, in Cina, in India o comunque in mercati che attraversano situazioni ed esigenze “differenti”. Viceversa può valere anche il contrario, un prodotto che non ha avuto successo all’estero potrebbe incontrare una larga approvazione da noi. Certo è che continuare ad osservare le cose sempre allo stesso modo non agevolerà un qualsivoglia cambiamento.

Presso l’Advanced Engineering UK 2015 è stato possibile osservare il Design, l’Ingegneria e le Tecnologie da un’angolazione diversa, non necessariamente più corretta della nostra ma sicuramente stimolante se la vostra mente è golosa di diversità, di sfaccettature, di luci e colori differenti, di modi di pensare differenti, di modi di affrontare e risolvere problemi tecnici e tecnologici (e non solo…) in modo differente.

Cliccando sull’immagine di seguito è possibile accedere direttamente al video che raccoglie alcuni dei principali clip girati in fiera (potete osservare numerosi altri spunti nella galleria fotografica del relativo articolo “AEUK 2015: Prima costruisci, poi affina i tuoi prototipi”. Abbiamo preferito evitare di condensare troppi contenuti nello stesso video cercando di stimolare e favorire l’inquadramento di dispositivi curiosi che potete iniziare ad interpretare autonomamente e per i quali potete contattarci nel caso desideriate ulteriori informazioni.

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Technology for Creators

Technology for Creators.
Video sintesi sulle principali tecnologie per la progettazione, la prototipazione
e la produzione nei più disparati settori industriali.
A cura di Ralph DTE.

P.N.D. Metodo dei liquidi penetranti

Rubrica: P.N.D. Prove non distruttive -5-

Titolo o argomento: Liquidi penetranti

Cricche, microcricche o  cavità sulla superficie di un pezzo possono essere visibili irrorando la superficie con un liquido ad elevate proprietà penetranti. Tali liquidi riescono a penetrare in fessure o fori molto sottili dopodiche la porzione di liquido che è riuscita a penetrare viene riassorbita con mezzi di sviluppo e contrasto.

Tecnica:

  1. Prelavaggio: Viene eseguito per pulire il pezzo da esaminare e le sue cavità (pezzi nuovi vengono sgrassati con trielina o tetracloruro – pezzi incrostati o corrosi vengono sgrassati con soluzioni saponate o elettrolitiche ed infine nuovamente sgrassati con acetone).

  2. Applicazione del liquido: Può avvenire per spruzzamento o per immersione. L’applicazione può raggiungere i 30 minuti.

  3. Applicazione di una sostanza emulsionante: Viene applicata una sostanza emulsionante per rimuovere il liquido penetrante rimasto in superficie senza per questo asportare quello che si è correttamente insinuato nelle fenditure. NOTA: se l’intervallo di tempo tra l’emulsione ed il lavaggio è breve, sarà più facile rilevare difetti poco profondi o di forma schiacciata.

  4. Lavaggio: da effettuarsi con acqua o solventi organici. Se nella precedente operazione si è utilizzato un liquido che non ha bisogno di emulsionanti, allora è necessario effettuare un superlavaggio molto più accurato onde evitare che venga asportato anche il liquido nelle fessure.

  5. Sviluppo: Lo sviluppo consiste nell’applicare un mezzo di contrasto capace di assorbire il liquido penetrato entro le fessure e di rendere visibile il difetto. Si utilizzano per questo polveri a secco, ad umido, o vernici. Le polveri a secco vengono applicate in una camera in cui viene introdotto il pezzo e la polvere è tenuta in sospensione e agitazione da forti turbolenze nell’aria indotte da appositi ventilatori. Le polveri ad umido o le vernici invece vengono applicate con apposite pistole a spruzzo oppre per immersione. Dopo l’applicazione delle polveri si procede allo sviluppo (dai 15 minuti ad alcune ore), per rendere evidenti i piccoli difetti lo spessore del mezzo di sviluppo deve essere sottile.

  6. Rilevamento difetti: alcuni liquidi sono colorati (in rosso) ed i difetti sono osservabili e fotografabili con la normale luce. Molto migliore è invece l’osservazione con liquidi fluorescenti che richiedono una luce ad ultravioletti (luce nera o luce di wood). Alcuni tipi di vernici, dopo l’essicazione, possono essere tolte dal pezzo senza frantumarsi (formando una specie di pellicola) in modo tale da poter conservare i dati rilevati.

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P.N.D. Metodo magnetoscopico

Rubrica: P.N.D. Prove non distruttive -4-

Titolo o argomento: Metodo magnetoscopico

Il metodo magnetoscopico consiste nel creare nel pezzo un campo magnetico e rendere osservabili le alterazioni del campo stesso, che sono localmente indotte da difetti superficiali o subsuperficiali. Tutto ciò tramite l’irrorazione di una polvere costituita da particelle magnetiche.

Come è indicato in figura (sotto) le linee di flusso di un campo magnetico possono essere perturbate da un difetto orientato favorevolemente. Sulla superficie del pezzo si viene a creare, in corrispondenza del difetto, un fenomeno di magnetismo locale che può trattenere e far addensare la polvere ferromagnetica riportata sulla superficie.

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Le superfici del pezzo inizialmente vengono:

  • pulite, da sporco o imperfezioni, per non ostacolare il disporsi della polvere magnetica.

  • fatte passare attraverso un apposito tunnel smagnetizzante in modo tale che, qualora il pezzo si sia leggermente magnetizzato durante le lavorazioni, torni esattamente com’era.

  • la precedente operazione va eseguita anche in caso di più prove e quindi tra una prova e l’altra.

Successivamente il pezzo da esaminare viene magnetizzato come noi desideriamo: ad esempio con attrezzature molto sofisticate possiamo magnetizzare diverse superfici del pezzo in differenti direzioni (longitudinale – trasversale – Magnetizzazioni combinate) e con differenti intensità.

Il campo magnetico viene creato con degli elettromagneti e l’intensità è compresa tra i 400 e i 4000 amperspire. Solo nel caso di magnetizzazioni trasversali si usa un’intensità di corrente dell’ordine di 300-500 amperspire per evitare bruciature nel pezzo.

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Note importanti

Utilizzando corrente continua si è osservato come sia più facile evidenziare difetti sottostanti la superficie. La corrente alternata, al contrario, semplifica la mobilità delle polveri ferromagnetiche irrorate sulla superficie del pezzo. Per tale ragione si usa la corrente alternata raddrizzata in semionda.

Rievamento dei difetti

  • Si cosparge la superficie del pezzo con polvere magnetica a secco o in umido.

  • I granelli hanno dimensioni dai 50 ai 300 micron e, nei limiti del possibile. devono essere sferici.

  • Le polveri possono essere colorate o fluorescenti.

  • Si può spargere la polvere durante la magnetizzazione (metodo a maggiore sensibilità).

  • Si può altresì spargere la polvere a magnetizzazione terminata sfruttando il magnetismo residuo. Tale metodo è meno preciso ma da anche minori possibilità di rilevare falsi difetti.

  • Il metodo magnetoscopico può essere applicato a parti meccaniche costituite da materiali magnetici e quindi ghise e acciai assolutamente NON AUSTENITICI.

  • Si può raggiungere una profondità massima di 10 millimetri dopodiché è preferibile usare altri metodi. vedi i precedenti articoli, è sufficiente digitare in alto su “cerca” la voce P.N.D.

 continua…

P.N.D. Metodo ultrasonoro

Rubrica: P.N.D. Prove non distruttive -3-

Titolo o argomento: Metodo ultrasonoro

Il metodo ultrasonoro sfrutta la propagazione e la riflessione, all’interno di un pezzo, di onde di frequenza superiore a quella percepibile dall’udito. La presenza di difetti modifica la riflessione di queste onde e permette l’individuazione dei difetti stessi e, in certi casi, anche delle loro dimensioni. Le onde impiegate hanno frequenze normalmente comprese tra 100 khz e 15 Mhz esse sono prodotte dalla vibrazione di cristalli di materiale piezoelettrico (es. quarzo) oppure elettrostrittivo (es. titanato di bario) eccitato elettricamente.

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L’esame può essere effettuato con onde Longitudinali, trasversali, superficiali.

pnd-ultrasonoro-longitudinale.jpg pnd-ultrasonoro-onde-superficiali.jpg pnd-ultrasonoro-trasversale.jpg

Tecniche di applicazione:

Trasduttori

 Con il metodo per trasmissione si usano due trasduttori (posizionati in modo opposto l’uno all’altro) di cui uno emette un treno di onde ultrasonore mentre l’altro è destinato a ricevere quella parte di emissione che non è stata assorbita dallo smorzamento interno del materiale e che non è stata riflessa e deviata da difetti interni favorevolemente disposti.

Con il metodo a riflessione si usa invece un unico trasduttore che emette un treno di onde e sospende l’emissione per il brevissimo periodo necessario a ricevere quella parte di emissione che viene riflessa dalla superficie del pezzo, oppure da eventuali difetti favorevolmente disposti. Per evitare che gran parte dell’energia emessa dal trasdutore venga dissipata, si è soliti immergere il pezzo da verificare e il trasduttore in acqua. Questo metodo evita le normali dispersioni che avverrebbero attraverso l’aria falsificando la prova. (metodo per immersione)

Rilevamento dei difetti

Il rilevamento avviene osservando l’eco riflesso da eventuali difetti. Spostando il trasduttore come fosse uno stetoscopio di un medico, è possibile rilevare difetti che tendono a nascondersi per la loro particolare posizione sfavorevole. Le dimensioni del difetto vengono calcolate per confronto con l’eco di difetti artificiali posti su appositi provini.

Continua…

Trovi i precedenti articoli sul PND a questi link:

parte prima, parte seconda

P.N.D. Metodo radiografico

Rubrica: P.N.D. Prove non distruttive -2-

Titolo o argomento: Metodo radiografico

Il metodo radiografico impiega i raggi X prodotti dall’impatto di elettroni (opportunamente accelerati) contro atomi pesanti. Altresì possono essere adottati i raggi γ (gamma) emessi spontaneamente da materiale radioattivo (isotopi), allo scopo di ottenere un’immagine per trasparenza del pezzo.  Quest’ultimo viene attraversato dai raggi stessi i quali vanno poi ad impressionare una pellicola molto sensibile.

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Raggi X

L’immagine ottenuta ci permette di osservare i possibili difetti presenti anche nei punti più nascosti o in profondità.

I raggi X sono prodotti con un apparato basato sul tubo di Coolidge alimentato a corrente continua con forte differenza di potenziale tra un filamenteo caldo (che emette gli elettroni e che è indicato nella foto con la lettera K) ed il bersaglio in tungsteno (indicato nella foto con la lettera A). La lunghezza d’onda dei raggi X dipende da tale differenza di potenziale e caratterizza il potere penetrante dei raggi stessi.

Minore è la lunghezza d’onda λ (lambda) e maggiore sarà il potere penetrante dei raggi.

I raggi X sono molto versatili per questo tipo di esame in quanto si possono regolare sia la lunghezza d’onda sia l’intensità della radiazione, in base alle nostre esigenze. (Tali esami vengono comunque effettuati in apposite sale ben protette). Le apparecchiature per ottenere raggi X, però, sono tanto più ingombranti quanto maggiore è la loro potenza.

Ottenere raggi γ invece richiede un ingombro minimo in quanto la capsula contenente la sorgente che li emette, è molto piccola. D’altra parte l’intensità della loro radiazione è molto bassa e il loro impiego necessita di maggiori condizioni di sicurezza.

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Raggi Gamma

La qualità dell’immagine dipende dalla scelta della pellicola, dalla regolazione del voltaggio (del macchinario che emette i raggi x), dell’intensità di esposizione e del tempo di esposizione.

La qualità dell’immagine è definita dalla sensibilità percentuale [(s/t)*100], dove “s” è la minima differenza di spessore rilevata e “t” è lo spessore dell’oggetto radiografato; dal contrasto di asssorbimento che rappresenta la differenza di annerimento causata dalla variazione di spessore (o di densità) rilevata; dalla definizione, ovvero la fedeltà con cui sono riprodotti i contorni dei difetti; dal potere di risoluzione ovvero la dimensione dell’immagine del più piccolo difetto rilevato.

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P.N.D. Prove Non Distruttive

Rubrica: P.N.D. Prove non distruttive -1-

Titolo o argomento: Introduzione alle prove non distruttive

Sono tutte quelle procedure e quelle tecniche volte alla valutazione dell’integrità di materiali o di manufatti senza alterarne o distruggerne lo stato. Vengono effettuate allo scopo di ottenere le informazioni necessarie alla valutazione della accettabilità del manufatto. Le prove non distruttive vengono eseguite allo scopo di rilevare la presenza di eventuali difetti in materiali o manufatti (rilevazione), di identificare la tipologia (caratterizzazione) e, quando possibile, definire le dimensioni (dimensionamento).

Rilevazione difetto

Fase che consiste nell’appurare se nel pezzo in esame vi siano o meno difetti.

Caratterizzazione del difetto

Dopo aver rilevato un difetto si cerca di definirne la natura. E’ compito dell’operatore stabilire se il difetto rilevato è interno o affiorante, se planare o volumetrico, se allungato o tondeggiante. In caso di difetti in saldatura, per caratterizzare il difetto ci si avvale di dati quali il tipo di materiale base, il materiale d’apporto, il tipo di preparazione del giunto, procedimento di saldatura impiegato, trattamenti termici, ecc. (vedremo ogni dettaglio in seguito nei futuri articoli).

Dimensionamento del difetto

Consiste nel determinare la lunghezza, larghezza, profondità del difetto, nonché la sua posizione nella parte oggetto del controllo (profondità e orientamento).

Tipi di PND

Metodo radiografico

Metodo ultrasonoro

Metodo magnetoscopico

Metodo dei liquidi penetranti

Metodo delle correnti indotte

Metodo delle prove di tenuta o della rilevazione di fughe

La foto sottostante riguarda…

…La parte finale di un semiasse di una delle vetture da corsa preparate per un campionato europeo in una delle prime scuderie dove ho lavorato. E’ possibile notare la rottura per torsione dovuta forse ad un difetto o più probabilmente ad un componente troppo vecchio e logoro. In categorie superiori e in altre scuderie dove ho lavorato, si utilizzano software che tengono il conto delle ore di vita di ogni singolo componente della vettura. Questo permette di sostituire un pezzo prima che si rompa. E’ straordinario e di estrema semplicità. Un mio caro amico usa queste tecniche persino in categorie minori e, in effetti, le sue vetture non si rompono praticamente mai… Io ho il vizio di adottare tecniche decisamente professionali anche su mezzi molto semplici per il puro gusto di far bene. Ciò che invece non concepisco è come, in un campionato europeo, i controlli fossero inesistenti da parte di alcune scuderie sui loro mezzi. Nonostante tutto riuscivano a vincere spesso e quando non vincevano, la maggior parte delle volte, era dovuto a rotture. Il componente nella foto si è rotto durante il rettilineo del traguardo a Zandvoort a pochi giri dalla fine. Dieci giorni di lavoro buttati al vento per superficialità e conoscenze tecniche non adeguate.

Rottura per torsione su cuscinetto