Foutenanalyse en fractografie van glasproducten
Glas wordt in veel industrieën gebruikt. Glas kan vrijwel overal voor worden gebruikt en niet alleen voor ramen, smartphones en optische lenzen, maar ook voor printplaten, glasvezels en andere dergelijke specifieke componenten en materialen waaraan de meeste mensen in hun dagelijks leven niet aan denken.
Glas is vrijwel niet elastisch maar hard en breekt gemakkelijk, zodat kwaliteitsinspecties van glasproducten vaak met grote zorg moeten worden uitgevoerd. Voor het waarnemen van kleine krasjes op sterk glanzende oppervlakken zijn echter zeer vakkundige controleurs en geavanceerde inspectieapparatuur nodig.
In dit gedeelte wordt de basiskennis van glasfractografie beschreven en worden voorbeelden gegeven van het gebruik van de nieuwste 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks van KEYENCE voor het oplossen van problemen bij de foutenanalyse.
- Glasfractografie
- Voorbeelden van foutenanalyse van glasproducten met een 4K digitale microscoop
- Eén microscoop voor alles, van het waarnemen en analyseren tot het genereren van rapporten
Glasfractografie
In vergelijking met materialen als staal en aluminium breekt glas zonder te vervormen bij een trekkracht die groter is dan of gelijk is aan de mechanische sterkte van het glas. De reden daarvan is dat glas een bros materiaal is met een geringe hardheid en elasticiteit, zodat het niet vervormt wanneer er kracht op wordt uitgeoefend, maar door die kracht vrijwel direct breekt.
Hetzelfde kan worden gezegd over krassen bij inslag. Glas deukt niet in of vervormt niet maar krast gemakkelijk, en krassen kunnen snel leiden tot glasbreuk. Ook op glas dat nergens mee in aanraking is gekomen en krasvrij lijkt te zijn, kunnen hele kleine krasjes (Griffith-krasjes) zitten die bij vergroting zijn te zien en die ervoor zorgen dat het glas wat van zijn theoretische sterkte verlies, ongeveer 1/100.
Anderzijds, omdat glas vrijwel zonder enige vervorming breekt, blijft de oorzaak van de breuk, die op aluminium en andere dergelijke buigzame materialen niet aanwezig is, vaak op het breukvlak bij glas achter. De sterkte, snelheid en richting van de impact worden uitgedrukt in barstpatronen, spiegelpatronen, melkachtige patronen en veerpatronen. De vorm van de patronen, ribbels genaamd, geeft aan hoe snel en in welke richting de breuk is ontstaan.
Met andere woorden, glasfractografie verwijst naar het nauwkeurig vastleggen van de status van het breukvlak en het waarnemen van de richting, de grootte en het aantal van de bovengenoemde patronen om een breuk te onderzoeken. Hierin ligt de reden waarom de waarneming van breukvlakken met behulp van een zeer nauwkeurige optische of digitale microscoop van vitaal belang is voor de foutenanalyse van glasproducten.
Voorbeelden van foutenanalyse van glasproducten met een 4K digitale microscoop
Glas wordt voor heel veel producten en componenten gebruikt. In dit gedeelte wordt aan de hand van voorbeelden van glasbreuk, krassen en de status van het polijsten van de kopse kant een inleiding gegeven op de foutenanalyse van glasproducten. Ook worden voorbeelden van foutenanalyse met een 4K digitale microscoop gegeven van glasproducten die de meesten onder ons nooit in hun leven zullen zien. Voorbeelden van die producten zijn glazen printplaten (waarvoor patronen en sporen worden waargenomen) en glasvezel.
Glasfractografie
Met de hoge-resolutie lens die een grote scherptediepte en een waarneming met hoge resolutie mogelijk maakt, 4K CMOS en de real-time dieptesamenstelling van de 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks kunnen met eenvoudige handelingen direct high-definition beelden worden gemaakt waarin het hele doel haarscherp in beeld wordt gebracht.
Dergelijke beelden maken waarneming en analyse met hoge definitie mogelijk van de microscopische informatie die in breukvlakken wordt waargenomen.
Analyse van mineralen in glas
Voor het waarnemen van mineralen in glas moet er driedimensionaal worden scherpgesteld. Gewoonlijk wordt bij waarneming één deel van het beeld scherpgesteld en moeten andere gebieden worden scherpgesteld als die ook worden bekeken. Dit kost veel tijd, is arbeidsintensief en vergt nauwkeurig werken.
Met de grote scherptediepte en de real-time dieptesamenstelling van de 4K digitale microscoop van KEYENCE kunnen volledig scherpe beelden worden gemaakt waarin de mineralen in het glas duidelijk zichtbaar zijn, zelfs bij sterke vergrotingen.
Analyse van krassen op glazen flessen
Het glanzende, gladde oppervlak van een glazen fles is het resultaat van meerdere polijststappen. Dit glanzende oppervlak is echter een van de oorzaken waardoor een foutenanalyse lastig is.
Het sterk weerkaatste licht dat van het oppervlak van een glazen fles komt, belemmert een goede waarneming en analyse. Met name door het sterke, ringvormige weerkaatste licht waren waarneming en analyse onmogelijk en was dat een groot probleem.
Echter met de functie van de nieuwste 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks van KEYENCE voor verwijdering van ringreflectie behoort het probleem van dit weerkaatste licht tot het verleden. Met deze functie kunnen zelfs onbeduidende krasjes op glazen flessen met mooi gepolijste oppervlakken nauwkeurig worden waargenomen.
Analyse van minuscule barstjes in kwartsglas
De 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks heeft een lens met hoge resolutie en 4K CMOS voor beeldopname in hoge resolutie. Zelfs minuscule barstjes in glas en andere dergelijke uiterst kleine objecten kunnen worden waargenomen met high-definition beelden.
Analyse van krassen door polijsten van glas
Met diverse functies op de high-definition 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks kunnen haarscherp microscopisch kleine fouten worden vastgelegd die vervolgens nauwkeurig en snel kunnen worden waargenomen, geanalyseerd en geëvalueerd.
Dankzij de multiverlichtingsfunctie kunnen met één druk op een knop meerdere beelden vanuit een omnidirectionele verlichting worden vastgelegd. De gebruiker hoeft alleen het beeld te selecteren dat optimaal is voor analyse, zodat met deze functie verlichtingscondities aanzienlijk sneller kunnen worden opgehaald. Zelfs na het selecteren of opslaan van een beeld, kan een beeld worden geladen dat automatisch is opgeslagen en andere verlichtingscondities heeft, en kunnen er met dat beeld diverse metingen worden uitgevoerd.
Waarneming van patroonmarkering op glazen printplaat
+Binnen het opgegeven bereik kan de 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks automatisch het aantal doelen tellen en de gebieden ervan meten.
Binaire verwerking wordt uitgevoerd op basis van de helderheid en de kleuren van het beeld. Vanuit de binair verwerkte beeldgegevens kunnen parameters, zoals gebied, maximumdiameter en minimumdiameter, worden berekend. De doelen die niet nodig zijn, kunnen worden uitgesloten, en overlappende doelen kunnen van elkaar worden gescheiden. Er kan zelfs met dezelfde voorwaarden worden geanalyseerd door gebruik te maken van beeldgegevens die in het verleden zijn gemeten.
Bovendien kunnen de gemeten waarden worden omgezet in tabellen en histogrammen, waardoor de kenmerken van de deeltjesgrootteverdeling kwantitatief kunnen worden bepaald.
Met de lens met hoge resolutie en 4K CMOS van de VHX-reeks kunnen glasvezels en andere minuscule objecten met high-definition beelden worden waargenomen.
Eén microscoop voor alles, van het waarnemen en analyseren tot het genereren van rapporten
Met de high-definition 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks kan zeer efficiënt worden gewerkt, kunnen menselijke fouten tot een minimum worden beperkt en is een zeer nauwkeurige foutenanalyse van het glas mogelijk.
Bij de high-definition 4K-beelden die worden gegenereerd door de geavanceerde technieken voor optische beeldopnamen en voor automatisering, kunnen bij glasproducten heel eenvoudig gebieden automatisch worden gemeten en geteld, waardoor er snelle, gedetailleerde analyseresultaten kunnen worden verkregen.
De vastgelegde of gemeten gegevens kunnen gemakkelijk met de rapportfunctie als een rapport in een vaste opmaak worden weergegeven. Dit kan niet alleen van pas komen bij de kwaliteitsborging maar ook bij het opsporen van eventuele problemen en de daaropvolgende procesverbeteringen.
De VHX-reeks die is uitgerust met een groot aantal andere geavanceerde functies, kan een krachtig hulpmiddel zijn voor de analyse van defecten in producten die van glas zijn gemaakt. Klik voor meer informatie op de onderstaande knop om te catalogus te downloaden. Klik voor vragen op de andere onderstaande knop of neem contact op met KEYENCE.
