Come possono testimoniare i proprietari di auto nuove, la prima volta che il veicolo viene graffiato o danneggiato è la peggiore. Mantenere un aspetto dell'auto curato non è solo una questione estetica, ma anche di valore nella compra-vendita. Per aiutare a prevenire graffi antiestetici e ridurre al minimo i danni ai componenti in plastica delle automobili, i produttori si affidano a materiali plastici polimerici resistenti ai graffi per le parti realizzate tramite stampaggio a iniezione.
È qui che entra in scena Croda International PLC, un produttore e fornitore leader di additivi che migliorano la resistenza ai graffi delle plastiche. Una parte importante del lavoro svolto da Croda consiste nell'effettuare misurazioni precise di quanto questi additivi migliorino la resistenza tramite degli scratch test ("test dei graffi").
Gli scienziati di Croda cercano uno strumento più efficace e preciso per gli scratch test
Gli scienziati di Croda avevano sempre utilizzato un microscopio per materiali ad ampio campo per misurare la larghezza dei graffi e un interferometro a luce bianca per determinarne la profondità; tuttavia questi metodi risultavano troppo dispendiosi in termini di tempo e i loro esiti erano variabili. Per cercare di migliorare i test, Croda ha deciso di provare il nostro microscopio confocale LEXT™ OLS5000 per misurare la larghezza e la profondità dei graffi.
Abbiamo parlato con Martin Read, team leader delle applicazioni di additivi per polimeri e scienziato anti-graffio, e con i suoi colleghi per scoprire come è andata.
Un giorno nella vita di uno scienziato anti-graffio
Il lavoro di uno scienziato anti-graffio in Croda consiste nel produrre placche in plastica che contenenti vari additivi e nel danneggiarle con numerosi graffi! Ovviamente, questa operazione deve essere controllata, perciò i graffi vengono impressi con uno strumento standardizzato con forze di pressione ben precise, comprese tra 1 e 20 newton (N).
"Lascia un graffio e due solchi su ogni lato, in modo simile a un aratro su un campo", afferma Martin.
Dopo aver impresso i graffi, i ricercatori misurano la profondità, la larghezza e il profilo delle placche per determinare l'entità del danno su ogni pezzo e le differenze tra di essi.
I vantaggi della microscopia confocale con scansione laser rispetto all'interferometriaNella speranza di ottenere dati più precisi per accelerare il flusso di lavoro, i ricercatori hanno provato il microscopio confocale OLS5000 come unica attrezzatura per misurare la larghezza e la profondità dei graffi. Il laser LEXT del microscopio ha una velocità di scansione elevata, che consente di creare rapidamente mappe 3D precise e quantificabili dei campioni. |  Misurazioni rapide e precise dei graffi sulle placche in polimeri con il microscopio LEXT OLS5000 |
I ricercatori Croda hanno scoperto che i processi di imaging, misurazione e analisi sono molto più rapidi con il microscopio OLS5000. Infatti, le ispezioni si sono svolte dalle 10 alle 100 volte più velocemente rispetto che con l'interferometria. Martin spiega: "Per misurare un graffio, dovevamo configurare l'interferometro sull'impostazione più grezza, un'operazione estremamente difficile. Ci vuole circa un'ora per una sola misurazione. Con la microscopia confocale, siamo riusciti a misurare ed elaborare 10 graffi su una superficie in plastica in 2 minuti".
Gli scienziati sono stati contenti di scoprire che il microscopio LEXT li ha aiutati a ottenere risultati più precisi, riuscendo a misurare la profondità e il profilo dei graffi ai 10 nm più vicini. Secondo Martin, "dato che LEXT è in grado di eseguire misurazioni precise in 3D, siamo riusciti a osservare il taglio del graffio e a misurarne la profondità in modo molto più semplice".
La mappa dettagliata in 3D senza artefatti consente di determinare tutti i parametri in modo più semplice.
Il microscopio LEXT è anche venuto in soccorso di alcuni materiali difficili come il polipropilene. Come spiega Martin, "il polipropilene ha una struttura porosa e perciò l'interferometro non ne rileva la superficie, ma guarda direttamente attraverso di essa". Utilizzando il microscopio LEXT OLS5000, gli scienziati sono riusciti a ottenere un'immagine più nitida della superficie e una rappresentazione accurata del graffio, riuscendo a misurarlo più precisamente.
Una buona notizia per Croda è una buona notizia per il settore automobilistico
Il team di Croda ha constatato che il microscopio LEXT lo ha aiutato a migliorare i processi di ispezione, sia in termini di velocità che di precisione. Come afferma Dimitris Vgenopoulos, il collega di applicazioni scientifiche di Martin, "vedendo quanto è veloce questo microscopio Olympus, quasi mi dispiace pensare a quanto tempo ho speso sul vecchio sistema".
Questo miglioramento delle prestazioni è una buona notizia per i produttori di automobili e, di conseguenza, per i proprietari. Il microscopio LEXT OLS5000 aiuta a effettuare ispezioni precise di questi importanti additivi, in modo che i consumatori possano mantenere le loro auto prive di graffi!
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