Controllo della purezza tramite fluorescenza

Immagine di fluorescenza di un componente in visualizzazione a colori falsi - le aree nere sono pulite, le aree bianche sono fortemente inquinate. © Fraunhofer IPM

La famiglia F-Scanner: F-Scanner 1D, F-Scanner 1Dmin, F-Scanner 2D. © Fraunhofer IPM

Molti processi di produzione moderni richiedono superfici di componenti pulite. Fraunhofer IPM sviluppa sistemi di misurazione a fluorescenza all'avanguardia come il F-Scanner o la F-Camera, con cui è possibile valutare la pulizia di interi componenti in linea o in laboratorio. Fraunhofer IPM presenta le soluzioni più recenti alla fiera parts2clean 2023 a Stoccarda. Nell'ambito di due recenti progetti di collaborazione, i ricercatori sviluppano ulteriori sistemi specializzati, ad esempio per il controllo dell'applicazione di agenti distaccanti in leghe leggere.

La pulizia della superficie del componente – in particolare per quanto riguarda le contaminazioni organiche – è fondamentale in molti processi di produzione moderni per la qualità del componente prodotto: ciò vale ad esempio per processi di incollaggio, sigillatura e saldatura, nonché per processi di rivestimento e sottovuoto. Per il monitoraggio e la documentazione della pulizia delle superfici, Fraunhofer IPM sviluppa sistemi di misurazione a fluorescenza all'avanguardia come il F-Scanner o la F-Camera. Questi sistemi possono verificare senza lacune la pulizia delle superfici – sull'intero componente, per ogni singolo pezzo. Minimizzano le risorse e gli scarti, riducono i tempi di fermo delle apparecchiature e massimizzano la qualità e la durata dei componenti. Tali sistemi aprono la strada a processi di pulizia e rivestimento più sostenibili e basati sui dati.

Rilevare sostanze organiche tramite fluorescenza

Grazie alla combinazione del metodo altamente sensibile della rilevazione a fluorescenza indotta da laser con il concetto di scansione laser, Fraunhofer IPM ha sviluppato il F-Scanner. Con questo dispositivo è possibile controllare con elevata risoluzione la purezza di quasi qualsiasi pezzo, da meno di un centimetro quadrato fino a diversi metri quadrati – in linea di produzione, in laboratorio o in laboratorio di ricerca. Il raggio laser viola o ultravioletta del F-Scanner induce le sostanze organiche residue come lubrificanti, oli protettivi, agenti distaccanti, flussanti e impronte digitali a emettere luce fluorescente. La soglia di rilevamento per la maggior parte delle specie organiche si trova nell'intervallo di 1-10 milligrammi per metro quadrato, corrispondente a uno spessore di pochi nanometri.

Due progetti di ricerca attuali

Fraunhofer sta attualmente sviluppando, in collaborazione con partner, nuove applicazioni per il controllo della purezza in due progetti in corso. Nel progetto InMoDie si affrontano aspetti di purezza nella produzione di componenti leggeri: un team sviluppa sistemi di controllo per il processo di pressofusione di alluminio o magnesio, che garantiscano che gli agenti distaccanti necessari siano applicati in modo ottimale durante il processo e che i residui siano riconosciuti immediatamente dopo. Nell'ambito del progetto Qual-Clean, Fraunhofer IPM sta sviluppando un sistema di assicurazione della qualità integrabile nel processo di pulizia, che garantisca e documenti la pulizia mirata delle aree critiche del componente. A tal fine, la tecnologia F-Scanner di Fraunhofer IPM viene combinata con la tecnologia di pulizia con getto di neve di CO2 del partner industriale acp systems AG.