Análisis de defectos en el vidrio y fractografía
El vidrio se utiliza en diversas industrias para una amplia gama de aplicaciones; incluyendo ventanas, teléfonos inteligentes, lentes ópticas, PCBs, fibras y otros componentes que son invisibles para la mayoría de las personas en su vida diaria.
El vidrio tiene poca elasticidad y se fractura con facilidad, por lo que las inspecciones de calidad de los productos de vidrio se realizan con frecuencia y con mucho cuidado. Sin embargo, la observación de pequeños rayones en superficies muy brillantes requiere inspectores muy talentosos y dispositivos de inspección avanzados.
En esta sección se presentan los conocimientos básicos de la fractografía del vidrio y ejemplos del uso de la Serie VHX, el último Microscopio Digital 4K de KEYENCE, para resolver los problemas del análisis de defectos.
- Fractografía del vidrio
- Ejemplos de análisis de defectos en productos de vidrio utilizando un Microscopio Digital 4K
- Un microscopio compatible con todo, desde la observación y el análisis hasta la generación de informes
Fractografía del vidrio
En comparación con materiales como el acero y el aluminio, el vidrio se rompe sin deformarse bajo la aplicación de una fuerza de tracción superior o igual a su resistencia mecánica. Este fenómeno se produce porque el vidrio es un material frágil, con poca tenacidad y elasticidad. No se deforma bajo la aplicación de una fuerza; casi toda la fuerza aplicada se emplea en fracturar el vidrio.
Lo mismo puede decirse de los rayones causados por las colisiones. El vidrio no se abolla ni se deforma, por lo que se raya con facilidad, y dichos rayones pueden provocar rápidamente la fractura del vidrio. Incluso en el caso de un vidrio que no ha sido sujeto a colisiones o fricciones y que parece libre de rayones, la observación con aumento puede revelar innumerables rayones sutiles (grietas de Griffith), que se dice que reducen la resistencia física del vidrio a aproximadamente 1/100 de su resistencia teórica.
Por otra parte, como el vidrio se fractura casi sin deformarse, la causa de la fractura permanece visible en la superficie. La fuerza, la velocidad y la dirección de la colisión se expresan mediante patrones de espejo, banda difusa y zona fibrosa. La forma de los patrones, conocidos como marcas de costillas, expresa la velocidad y la dirección con la que progresó la fractura.
La fractografía del vidrio se basa en capturar con precisión el estado de la superficie de la fractura y en observar la orientación, el tamaño y el número de los patrones mencionados anteriormente para investigar la situación de la fractura. Aquí radica la razón por la cual la observación de las superficies de fractura utilizando un microscopio óptico o digital de alta precisión es vital para el análisis de defectos de los productos de vidrio.
Ejemplos de análisis de defectos en productos de vidrio utilizando un Microscopio Digital 4K
El vidrio se utiliza en una amplia variedad de productos y componentes. En esta sección se utilizan ejemplos de observación de la superficie de fractura del vidrio, del rayado y del estado de pulido final de la cara para presentar el análisis de defectos de los productos de vidrio. También presenta ejemplos de análisis de defectos utilizando un Microscopio Digital 4K para productos de vidrio que la mayoría de la gente no ve en la vida cotidiana. Algunos ejemplos de estos productos son las placas de circuito impreso de vidrio (para las cuales se observan patrones y marcas) y las fibras de vidrio.
Fractografía del vidrio
Con los microscopios normales, había casos en los que no se podían obtener imágenes nítidas debido a una resolución insuficiente.
La lente HR (que permite una gran profundidad de campo y una observación de alta resolución), el CMOS 4K y la composición de profundidad en tiempo real del Microscopio Digital 4K Serie VHX hacen posible obtener instantáneamente imágenes 4K de alta definición en las que todo el objeto está completamente enfocado.
Estas imágenes permiten la observación y el análisis en alta definición de la información microscópica que se observa en las superficies de las fracturas.
Análisis de minerales en el interior del vidrio
La observación de minerales en el interior del vidrio requiere un enfoque tridimensional. En esta situación, los microscopios de uso general sólo pueden enfocar una parte de la imagen a la vez, y hay que ajustar el enfoque para observar otras áreas. Este trabajo requiere mucho tiempo y esfuerzo, así como operaciones cuidadosas.
La gran profundidad de campo y la composición de profundidad en tiempo real del Microscopio Digital 4K de KEYENCE hacen posible obtener imágenes 4K nítidas en las que la totalidad de los minerales del interior del cristal están completamente enfocados, incluso con grandes aumentos.
Análisis de rayones en botellas de vidrio
La superficie lisa y brillante de una botella de vidrio se obtiene a través de múltiples pasos de pulido. Sin embargo, esta superficie brillante es una de las causas de la dificultad en el análisis de defectos.
La fuerte luz reflejada que emana de la superficie de una botella de vidrio dificulta la observación y el análisis realizados con microscopios convencionales. Cabe destacar la fuerte luz reflejada en forma de anillo, que hace que la observación y el análisis sean imposibles.
Sin embargo, con la Serie VHX, el último Microscopio Digital 4K de KEYENCE, se puede utilizar la función de eliminación de reflejos de anillo para eliminar esta luz reflejada. Esta función permite observar con precisión incluso los rayones más pequeños en botellas de vidrio con superficies muy pulidas.
Análisis de microfisuras en vidrio de cuarzo
En la observación de gran aumento con microscopios convencionales, hay casos en los que no se pueden obtener imágenes nítidas debido a una resolución insuficiente.
El Microscopio Digital 4K Serie VHX está equipado con una lente HR de alta resolución y un CMOS 4K que permite obtener imágenes de alta resolución. Incluso las microfisuras de vidrio y otros objetos extremadamente pequeños pueden observarse con imágenes de alta definición.
Análisis de rayones en el pulido de la caras de extremo del vidrio
El Microscopio Digital 4K Serie VHX puede utilizar diversas funciones para capturar claramente los defectos microscópicos y, por lo tanto, permite una observación, un análisis y una evaluación precisos y rápidos.
La función de iluminación múltiple obtiene múltiples imágenes con iluminación omnidireccional con sólo pulsar un botón. Tras capturar la imagen, el usuario puede manipular la dirección de la iluminación para observar rayones y defectos que sólo son visibles cuando la superficie se ilumina desde una dirección particular. Sólo es necesario capturar una imagen, lo que elimina el tiempo dedicado a ajustar manualmente la superficie del vidrio y la dirección de la iluminación.
Observación de la marca del patrón de PCBs de vidrio
El Microscopio Digital 4K Serie VHX puede contar automáticamente la cantidad de objetos y medir sus áreas.
El procesamiento binario se realiza en función del brillo y los colores de la imagen. A partir de los datos de la imagen procesada en binario, se pueden calcular automáticamente parámetros como el área, el diámetro máximo y el diámetro mínimo. Los objetos que no son necesarios se pueden excluir y los objetos superpuestos se pueden separar. La imagen se guarda automáticamente como una plantilla, lo que facilita y agiliza la repetición de la inspección.
Además, los valores medidos se pueden enviar a tablas e histogramas, lo que permite determinar cuantitativamente las características de la distribución del tamaño de las partículas.
Equipada con un lente HR de alta resolución y un CMOS 4K, la Serie VHX permite obtener imágenes de alta resolución incluso en situaciones en las que la resolución es insuficiente con los microscopios tradicionales. Incluso las fibras de vidrio y otros objetos extremadamente pequeños se pueden observar con imágenes de alta definición.
Un microscopio compatible con todo, desde la observación y el análisis hasta la generación de informes
El Microscopio Digital 4K de alta definición Serie VHX ofrece una excelente eficiencia en comparación con los microscopios ópticos y digitales convencionales y permite eliminar los errores humanos y garantizar un análisis preciso de los defectos del vidrio.
Las imágenes 4K de alta definición generadas por las técnicas de procesamiento y de automatización de imágenes ópticas de última generación permiten la medición y el conteo automáticos de áreas en productos de vidrio con una operación sencilla, lo que contribuye a producir resultados de análisis rápidos y sofisticados.
Los datos capturados o medidos se pueden emitir fácilmente como un informe con un formato fijo utilizando la función de informe. Esto puede ser útil no sólo para el aseguramiento de la calidad, sino también para identificar cualquier problema que pueda surgir y las consiguientes mejoras del proceso.
Equipada con muchas otras funciones avanzadas, la Serie VHX puede ser un poderoso aliado para el análisis de defectos de los productos de vidrio. Para obtener más información sobre los productos o realizar consultas, haga clic en los siguientes botones.
