Analisi delle superfici

Funzionalità ed estetica sono criteri di qualità essenziali. I difetti superficiali a volte compromettono la funzionalità dei componenti, mentre in altri prodotti ne peggiorano l’aspetto. Non è raro che i reclami derivino da crepe, graffi, ecc. Durante l’analisi delle superfici, i profili degli oggetti vengono controllati visivamente. Nell’ambito del controllo qualità, la procedura aiuta a ottimizzare i processi di produzione.

Per quanto riguarda le analisi delle superfici, si distingue tra metodi a contatto e visivi. La prima variante è uno dei metodi di profilo. I dispositivi di controllo con punte di diamante misurano la rugosità delle superfici. Questo metodo fornisce valori precisi nell’ordine dei nanometri. L’analisi visiva delle superfici, invece, è un metodo di analisi non a contatto. Il metodo più semplice è il controllo visivo a occhio nudo. Si tratta di un metodo valido e poco costoso per ispezionare in modo approssimativo gli oggetti nel contesto di una produzione singola o in piccola serie. A volte vengono utilizzati strumenti come lenti d’ingrandimento, microscopi e luce UV. I sistemi automatici funzionano in maniera più precisa e affidabile. Tuttavia, un eventuale difetto dei materiali non può essere determinato dal test di superficie. Altri metodi che funzionano con l’aiuto di onde ultrasonore, tecnologie a raggi X o raggi gamma mostrano i loro vantaggi in questo caso.

L’analisi delle superfici viene effettuata in gran parte da sistemi di analisi automatici. Telecamere e sensori costituiscono il nucleo centrale. Potenti lenti rilevano le superfici esterne e trasmettono le immagini a un PC, che le elabora digitalmente. Un approccio si è dimostrato valido nella pratica: In base a criteri predefiniti, il software utilizzato riconosce le deviazioni minime e grossolane. I dati vengono confrontati con immagini di riferimento o valori target. Se si verificano irregolarità, è molto probabile che si tratti di scarti. Le superfici possono anche essere scansionate con la tecnologia laser e le immagini tridimensionali vengono create digitalmente. I sistemi di test valutano in pochi secondi se i prodotti sono difettosi o meno.

Grazie alle enormi capacità dei computer, ai microchip efficienti e alle telecamere ad alta risoluzione, l’analisi visiva della superficie può essere eseguita anche con processi di produzione rapidi. Il processo si rivela efficace con tempi di prova brevi, a condizione che l’apparecchiatura utilizzata soddisfi i requisiti. Le registrazioni sono spesso effettuate da più telecamere e da diverse prospettive, in modo che i prodotti possano essere visualizzati quasi completamente in un’unica operazione. Le superfici non devono essere necessariamente lisce e uniformi; si possono testare anche prodotti come lattice, tessuti, pellicole di plastica e cavi.

Una selezione fotografica tecnica è difficile senza contrasto. Impronte digitali, graffi, crepe, bave e punti di pressione possono essere riconosciuti da un sistema se i difetti si distinguono facilmente dall’ambiente circostante. L’illuminazione intensiva delle aree di analisi svolge un ruolo centrale. Spesso si utilizzano fonti luminose molto intense e luce UV, ma il generatore di contrasto vero e proprio si trova nel computer. Un’elaborazione semplificata delle immagini ottimizza continuamente le immagini trasmesse. Simile a un software di fotoritocco, regola le curve di gradazione e configura le soglie di esposizione su intervalli di tolleranza minimi. Le immagini in bianco e nero mostrano le superfici dei prodotti estremamente chiare o estremamente scure. Anche lo sporco e i solchi più piccoli risaltano grazie al forte contrasto.

L’accuratezza del rilevamento degli errori dipende da numerosi fattori. I sistemi di prova non riconoscono le condizioni reali delle superfici. Scattano foto e le modificano per fornire risultati misurabili attraverso il contrasto. Può accadere che un tubo idraulico non rimanga più in produzione perché la parete presenta una contaminazione minima. Tuttavia, l’articolo è in condizioni tecnicamente perfette. È importante impostare i parametri esattamente in base ai requisiti. Di norma, i sistemi di ispezione per il controllo visivo delle superfici sono eccessivamente cauti.

Il controllo visivo delle superfici fa parte di ogni settore industriale. Soprattutto le aziende che producono grandi quantità di prodotti dipendono da questo processo. La produzione di componenti rilevanti per la sicurezza nella costruzione di aeromobili non può prescindere dai test di superficie. Che si tratti di case automobilistiche, di lavorazione dei metalli o di elettrotecnica, l’ispezione visiva delle superfici garantisce elevati standard di qualità durante la produzione. In linea di principio, anche la moderna pulizia di tubi e fognature funziona con questo metodo. Sonde e robot dotati di telecamere scansionano le linee e trasmettono le registrazioni direttamente a un monitor. La valutazione della muratura e delle pareti interne viene effettuata principalmente da persone. Il test visivo delle superfici si è affermato anche nell’industria alimentare. Se le dimensioni delle praline e delle tavolette di cioccolato di alta qualità non sono conformi alle specifiche, non saranno vendute. È possibile verificare anche la qualità dell’imballaggio. Quasi tutte le bottiglie di bibite, birra e succhi di frutta sono realizzate in materiali trasparenti come la plastica o il vetro, un vantaggio che si ripaga quando si ispezionano grandi lotti. I lampi di luce generati dal contrasto penetrano nei materiali in modo che telecamere e sensori rilevino le più piccole crepe, i residui di liquidi e la contaminazione. I processi avvengono in sezioni schermate e sono difficilmente visibili a occhio nudo.