En nuestra contribución a El ensayo de materiales destacamos las últimas tendencias y novedades en las áreas de ensayos de materiales destructivos y no destructivos. Aprenda a utilizar estos métodos en la industria, desde el control de calidad hasta Investigación. Respondemos preguntas clave y mostramos cómo tecnologías modernas como Alianzas Inteligencia artificial aumentar la eficiencia y la precisión en las pruebas de materiales.

contenido

• Pruebas de materiales: lo más importante en resumen
  • prueba de material no destructivo
  • Pruebas destructivas de materiales
  • IA generativa en un ejemplo práctico
• nuevos desarrollos y aplicaciones
  • Pruebas de materiales para aplicaciones de hidrógeno en metales y plásticos
  • Prueba de dureza | según Vickers, Rockwell, Brinell & Co.
  • Pruebas y simulación de materiales para turbinas eólicas marinas
  • Comprobador de impacto de péndulo para ensayos de impacto con muescas en metales
  • Pruebas de materiales con tomografía computada en condiciones reales
• Häufige Fragen

Pruebas de materiales 2024: lo más importante en resumen

Las pruebas de materiales son un paso crucial en el desarrollo de productos y Aseguramiento de la Calidad. Los principales métodos de prueba incluyen pruebas no destructivas, como pruebas de ultrasonido y rayos X, así como pruebas mecánicas de tensiones como la resistencia a la tracción y la dureza.

Las ventajas de las pruebas de materiales son múltiples. A través de un análisis preciso usted puede Defectos de material detectados tempranamente y resuelto, lo que resulta en una mejor calidad del producto. Las pruebas de materiales también permiten optimizar los procesos de producción, lo que conduce a ahorros de costes y una producción más eficiente.

Los avances en los ensayos de materiales han logrado enormes avances en los últimos años. Esto permite un análisis de materiales más preciso y eficiente, lo que resulta en una mejor calidad y seguridad del producto. Con la ayuda de IA generativa Los procedimientos de prueba ahora se pueden optimizar y acelerar.

prueba de material no destructivo

Actualmente existen estos avances tecnológicos en ensayos de materiales no destructivos:

• radiografía digital como tecnologías de rayos X mejoradas para obtener imágenes más detalladas y rápidas para un examen más preciso de los defectos y defectos del material.
• Matriz en fase ultrasónica permite pruebas ultrasónicas más precisas y flexibles al controlar electrónicamente el ángulo del haz de sonido para detectar grietas, huecos y otros defectos.
• Imágenes de terahercios utiliza radiación de terahercios para inspeccionar estructuras multicapa y materiales compuestos.
• Tecnología de drones para inspeccionar estructuras de difícil acceso como puentes, Aerogeneradores o líneas de alta tensión.
• Inteligencia artificial y el aprendizaje automático mejoran el análisis de datos y la detección de errores a través de algoritmos.

Pruebas destructivas de materiales

También existen avances en ensayos destructivos de materiales como:

• Pruebas de alta velocidad para ensayos de carga dinámica para analizar el comportamiento del material en condiciones extremas.
• Nanoindentación Permite la medición de propiedades mecánicas a micro y nanoescala.
• Sistemas de prueba automatizados Aumente la eficiencia y la precisión a través de procesos de prueba totalmente automatizados.
• Simulación ambiental con avances en cámaras de prueba que pueden simular condiciones ambientales extremas como temperaturas altas/bajas, humedad y corrosión.
• 3D Imprimir y Fabricación aditiva donde nuevos materiales y estructuras requieren el desarrollo de procedimientos de prueba específicos.

IA generativa en un ejemplo práctico

La aplicación de IA generativa en los procedimientos de prueba de materiales proporciona pruebas de materiales más eficientes, precisas y rentables. Esto es particularmente cierto en industrias con altos estándares de seguridad, como la aeroespacial y otras industrias. Industria del automóvil es de gran importancia. Un ejemplo práctico de optimización y aceleración de los procedimientos de prueba de materiales mediante inteligencia artificial (IA) generativa es su aplicación en la detección automatizada de errores en pruebas no destructivas (END) mediante pruebas ultrasónicas.

Situación: Las pruebas ultrasónicas utilizan ondas sonoras para examinar los materiales en busca de defectos internos como grietas o huecos. Tradicionalmente, esto requiere que examinadores experimentados analicen manualmente las imágenes de ultrasonido, lo que puede llevar mucho tiempo y ser propenso a errores humanos.

IA generativaAplicación: Se puede entrenar una IA generativa para analizar automáticamente imágenes de ultrasonido e identificar irregularidades. Esto se hace entrenando un modelo de aprendizaje profundo con una gran cantidad de imágenes de ultrasonido que muestran estados de material tanto normales como defectuosos.

Proceso:

1. Recopilación de datos: en primer lugar, se recopila una gran base de datos de imágenes de ultrasonido que contienen varios tipos de defectos de materiales.
2. Entrenamiento: La IA se entrena con estas imágenes, aprendiendo a reconocer patrones y características que indican defectos materiales específicos.
3. Optimización: el modelo se optimiza continuamente con nuevos datos para mejorar su precisión y confiabilidad.

Resultar: La IA ahora puede analizar imágenes de ultrasonido mucho más rápido que un examinador humano e identificar defectos con alta precisión. Esto da como resultado una aceleración significativa del proceso de prueba al tiempo que aumenta la confiabilidad de los resultados, ya que la IA funciona de manera consistente y no se ve influenciada por factores humanos como la fatiga.

Beneficio adicional: La IA también puede ayudar a identificar tendencias y patrones en los datos que no son obvios para los revisores humanos, lo que lleva a una comprensión más profunda de los comportamientos materiales y potencialmente al descubrimiento de nuevas relaciones.

nuevos desarrollos y aplicaciones

Tanto las pruebas de materiales no destructivas como las destructivas son muy beneficiosas. tecnologías digitales, que permiten métodos de prueba más eficientes y precisos, así como el desarrollo de nuevos materiales y técnicas de fabricación que traen nuevos desafíos y oportunidades para las pruebas de materiales. A continuación le presentaremos nuevos productos y ejemplos de aplicaciones de la industria:

Pruebas de materiales para aplicaciones de hidrógeno en metales y plásticos

18.01.2024/XNUMX/XNUMX | A raíz de la creciente importancia de hidrógeno como fuente de energía respetuosa con el medio ambiente, el gobierno austriaco Hidrógeno Scioflex GmbH concede gran importancia a las pruebas y certificaciones precisas de los productos de hidrógeno.

El uso de avanzados Zwick Roell Las máquinas de prueba del laboratorio de pruebas permiten realizar pruebas de materiales realistas y fiables. Estas pruebas son fundamentales para abordar desafíos como la fragilización por hidrógeno y mantener la integridad del material. hidrógenoevaluar la influencia con precisión.

“Con los sistemas de ensayo de Zwick Roell podemos caracterizar perfectamente las propiedades del material en las condiciones de aplicación. Esto nos permite abrir un campo completamente nuevo de caracterización de materiales bajo la influencia del hidrógeno”, comentó Dr. Bernd Stepsesser, Director General de Scioflex Hydrogen GmbH.

Dos máquinas de ensayo de materiales: varios métodos de ensayo

Scioflex Hydrogen lo utiliza en su laboratorio de pruebas máquina de prueba de fluencia Kappa 100 SS-CF y el servohidráulico Zwick Roell HA100 para pruebas exhaustivas de materiales. Estas máquinas de ensayo de última generación se utilizan para una amplia gama de ensayos en metales y plásticos.

Esto incluye metales Pruebas de muestras huecas, ensayos de tracción y ensayos de fatiga en muestras de rosca, así como investigaciones de mecánica de fractura en muestras CT de 1/2'. a los examenes Plástica incluyen pruebas de tracción, caracterizaciones mecánicas dinámicas, pruebas de fatiga y diversas investigaciones de mecánica de fractura.

La combinación de estas máquinas permite un amplio espectro de pruebas de frecuencia y carga. En cuanto a la velocidad de prueba, se complementan desde la lenta con la Kappa 100 SS-CF hasta la rápida con la máquina de prueba servohidráulica HA100.

Ambas máquinas de prueba se pueden utilizar para trabajar en el rango de tasas de deformación bajas. Pruebas de velocidad de deformación lenta (SSRT) para realizar investigaciones e implementar mecánica de fractura o experimentos de fatiga hasta una frecuencia de 20 Hz. Gracias a varios sensores de fuerza, se pueden cubrir diferentes rangos de carga de hasta 100 kN y se puede implementar una cámara de temperatura opcional para mediciones en el rango de temperatura de -40° a 100°C.

Prueba de dureza | según Vickers, Rockwell, Brinell & Co.

14.11.2023 de noviembre de XNUMX | Especialmente cuando se trata de metales, este es el más común. Pruebas de dureza Se utiliza cuando el material necesita ser probado mecánicamente. En nuestro artículo actual presentamos los últimos avances en el campo. Vickers, Knoop- Y Brinell-Procedimiento de prueba de dureza. También respondemos a tus dudas sobre esta área de la ciencia de materiales.

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Pruebas y simulación de materiales para turbinas eólicas marinas

20.10.2020 | Freudenberg Sealing Technologies (FST) ha desarrollado un proceso de prueba de materiales y un método de simulación para materiales elastoméricos que mejoran el rendimiento y la vida útil de los componentes en alta mar. Aerogeneradores dejemos mejorar. La simulación de material analiza cómo se comportan los materiales durante la vida útil de una turbina.

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Comprobador de impacto de péndulo para ensayos de impacto con muescas en metales

28.11.2018/XNUMX/XNUMX | Del Prueba de impacto de barra con muescas es un método de prueba de materiales con el que se puede determinar la tenacidad de los materiales de forma relativamente rápida y con poco esfuerzo. Con el nuevo Martillo de péndulo HIT450P para ensayos de flexión por impacto con barra entallada en metales, Zwick Roell presenta un dispositivo adaptado óptimamente a la prueba.

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Pruebas de materiales con tomografía computada en condiciones reales

04.04.2018 de abril de XNUMX | Industriales computarizada (CT) se ha establecido desde hace mucho tiempo como un procedimiento estándar para ensayos no destructivos de materiales. Gracias a la capacidad de analizar, comprobar y medir con precisión características internas y externas complejas, la TC sigue ganando popularidad. El proceso proporciona información especialmente valiosa cuando la pieza de trabajo puede examinarse en condiciones de funcionamiento realistas, como es diondo realizado con “TC in situ”.

Cámaras climáticas, que pueden generar y mantener temperaturas definidas (o curvas de temperatura), son una parte integral del control de calidad actual y se utilizan para demostrar procesos de almacenamiento o envejecimiento, así como la funcionalidad de componentes en un clima determinado. Estos hallazgos contribuyen significativamente a aumentar la vida útil del producto y la seguridad del usuario. La TC in situ combina estos dos métodos para probar componentes. El sistema de tomografía computarizada dispone de una gran cámara climática integrada.

Aquellos en el curso de Movilidad Eléctrica Las baterías de iones de litio utilizadas plantean a la industria del automóvil cuestiones relacionadas con la seguridad, especialmente debido a su enorme densidad energética: ¿Cómo influye la temperatura en la estructura interna y la geometría del material? ¿Cómo se comportan los materiales ante temperaturas altas o bajas a largo plazo o fuertes fluctuaciones de temperatura? La CT in situ proporciona una visión de alta resolución del interior de la batería a temperaturas entre -72° y +180°C. Debido a la combinación de alta densidad y las dimensiones comparativamente grandes de tales baterías Se utiliza un tubo de rayos X de alto rendimiento de 600 kV.  

Häufige Fragen 

¿Qué son los ensayos de materiales no destructivos?

Las pruebas de materiales no destructivas (END) son un procedimiento para examinar materiales en busca de propiedades, defectos, irregularidades u otros parámetros del material. sin la pieza de trabajo en sí dañar o perjudicar su futura usabilidad.

¿Cuáles son los procedimientos de prueba de materiales destructivos?

Los métodos destructivos de prueba de materiales incluyen:

• Test de doblado Determina la resistencia a la flexión y la rigidez de los materiales.
• Test de presión Determina la resistencia a la compresión y el comportamiento de los materiales bajo presión.
• Prueba de fatiga Mide la resistencia al estrés repetitivo o la fatiga cíclica.
• Pruebas de dureza Mide la resistencia del material a la penetración o deformación (por ejemplo, Brinell, Vickers, Rockwell).
• Prueba de impacto de barra con muescas Determina la tenacidad y la energía de fractura de los materiales, especialmente a bajas temperaturas.
• prueba de fluencia investiga el comportamiento a largo plazo de materiales bajo carga constante a altas temperaturas.
• Ensayo de tracción Mide la resistencia a la tracción, el alargamiento y el comportamiento de deformación de los materiales.

¿Qué es una prueba destructiva?

La prueba destructiva de materiales es un procedimiento en el que materiales, componentes o piezas hasta el fracaso ser probados para determinar sus propiedades físicas como resistencia, alargamiento, dureza y tenacidad. Este tipo de prueba de componentes provoca daños o destrucción del objeto de prueba.

¿Qué procedimiento pertenece a los ensayos de materiales no destructivos?

Los métodos de prueba de materiales no destructivos incluyen:

• computarizada (CT) utiliza rayos X para crear imágenes transversales detalladas del interior de un objeto que, cuando se combinan, reconstruyen un modelo tridimensional del objeto de prueba.
• Prueba de penetrantes (Proceso de penetración de tinte) hace visibles los defectos de la superficie aplicando un líquido coloreado o fluorescente al material.
• Pruebas de partículas magnéticas Permite la detección de grietas superficiales en materiales ferromagnéticos mediante la aplicación de un campo magnético.
• Pruebas de rayos X y radiación gamma. Utiliza radiación ionizante para examinar el interior de los materiales y detectar defectos.
• Prueba de ultrasonido Utiliza ondas sonoras de alta frecuencia para detectar defectos internos en materiales.
• Inspección visual evalúa muestras de material o el componente visualmente o con ayudas como una lupa o un endoscopio.
• Prueba de corrientes de Foucault Utiliza campos electromagnéticos para detectar defectos superficiales y subterráneos en materiales conductores.
• termografía usos cámaras de infrarrojos para detectar diferencias de calor que pueden indicar posibles defectos del material.

Fuente: Este artículo se basa en información de las siguientes empresas: Diondo, Freudenberg, Zwick Roell.

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