Automazione nelle prove sui materiali

I dispositivi di automazione a tre assi possono essere utilizzati per un'ampia gamma di applicazioni di prova, comprese le prove di flessione qui viste. | Fonte: Instron

I test sui materiali sono fondamentali per lo sviluppo e la garanzia della qualità di tutti i prodotti sul mercato, con alcuni settori come le aziende biomediche, aerospaziali e automobilistiche che sperimentano elevati volumi di test oltre a rigorosi standard di qualità. A causa di questi requisiti, l’automazione è costantemente in prima linea nelle discussioni quando si tratta di migliorare i processi di test per queste aziende.

Sono molte le ragioni per cui i clienti decidono di perseguire una soluzione automatizzata per le loro esigenze di test sui materiali. Comprendere il tempo necessario per eseguire le diverse fasi del ciclo di test può aiutarti a identificare i luoghi in cui l'automazione può essere vantaggiosa. Sia che l'automazione contribuisca a ottimizzare la procedura di test, a ridurre i rischi per la sicurezza dell'operatore o a consentire all'operatore di svolgere attività a maggior valore aggiunto, i dispositivi automatizzati possono fornire un significativo ritorno sull'investimento (ROI).

Sebbene il risparmio di manodopera e il ROI siano in genere i maggiori fattori che influenzano la decisione di automatizzare, l’automazione può anche fornire risparmi sui costi in altri modi. Ad esempio, test inefficienti possono produrre risultati mediocri a causa del fallimento dei campioni o dei test. Nelle industrie che richiedono una produttività elevata, i campioni difettosi possono costare a un'azienda migliaia di dollari in materiale sprecato. Tuttavia, molti di questi test falliti possono essere il risultato di pratiche incoerenti da parte dell'operatore, come un allineamento errato del provino e dell'estensimetro, una presa insufficiente e un mancato controllo corretto del dispositivo di test. I risultati dei test sono influenzati da molti fattori e i dati incoerenti e i test falliti sono spesso il risultato di numerosi errori e incoerenze incrementali.

Un cobot integrato con una macchina di test universale per il test automatizzato dei dispositivi medici. | Fonte: Instron

Gli estensimetri automatizzati eliminano la necessità di collegare manualmente un estensimetro e offrono un posizionamento ripetibile. | Fonte: Instron

L'automazione nelle prove sui materiali è molto ampia e ci sono molte parti diverse di una macchina di prova universale (attrezzature, dispositivi di misurazione della deformazione e dispositivi di preparazione dei campioni) che possono essere parzialmente o completamente automatizzate a seconda delle esigenze specifiche del tuo laboratorio. Ad esempio, un dispositivo di tensione statica manuale può essere dotato di un estensimetro completamente automatico. Sebbene l'operatore debba ancora eseguire misurazioni e inserire i provini, questo dispositivo di carico è ora considerato semiautomatico. I laboratori possono quindi espandere questa soluzione semiautomatica in vari modi a seconda di dove riscontrano ritardi nel ciclo di test. Altri esempi di apparecchiature automatizzate includono dispositivi di misurazione, inserimento di campioni e pinze ad azionamento pneumatico o idraulico. Ognuno di questi esempi può migliorare notevolmente la velocità e l'efficienza del pre-test nel tuo laboratorio. Quando il tempo di test costituisce un collo di bottiglia per la produttività del test, è possibile utilizzare frame di carico con più stringhe di carico per semi-automatizzare questa parte del ciclo di test.

Se parte del ciclo di test richiede miglioramenti ma le restrizioni di budget limitano le opzioni per un sistema completamente robotico, una configurazione semiautomatica può migliorare qualsiasi laboratorio di test. Tuttavia, un sistema di test completamente automatizzato aggiunge ulteriori vantaggi per i laboratori che richiedono le soluzioni più avanzate. A differenza dei sistemi e degli accessori manuali e semiautomatici, i sistemi di test completamente automatizzati presentano funzionalità più avanzate e di risparmio sui costi grazie alla tecnologia implementata nelle applicazioni.

Un sistema di test automatizzato con una recinzione di sicurezza. | Fonte: Instron

Mentre gli accessori automatizzati possono ridurre notevolmente le variazioni nei dati di test, un sistema automatizzato fornisce una ripetibilità più completa grazie alla standardizzazione di ogni parte del processo di test. A causa degli estremi requisiti di controllo qualità, i settori biomedico, infrastrutturale e aerospaziale stanno rapidamente perseguendo soluzioni automatizzate per i loro laboratori. Inoltre, un sistema automatizzato ottimizza il processo ed esegue con estrema efficienza durante le attività procedurali e riduce i punti di strozzatura. Ad esempio, un robot può eseguire misurazioni di campioni, input e output del software e rimuovere campioni mentre il sistema è in fase di test. Il sistema robotico non è vincolato dalle stesse limitazioni di sicurezza che si applicano agli operatori umani, e l'efficienza e la produttività sono ulteriormente ottimizzate dalla capacità del robot di entrare nello spazio di prova mentre l'attrezzatura è in movimento.