Zrobotyzowane systemy testowania materiałów kompozytowych

Zrobotyzowane systemy testowania materiałów kompozytowych

20 lat temu jeden z liderów branży zaawansowanych materiałów strukturalnych – Hexcel - był pierwszą firmą, która zdecydowała się na zastosowanie komercyjnego, zrobotyzowanego systemu do testowania kompozytów. Głównym celem inwestycji było ujednolicenie wyników pomiarów, szczególnie modułu elastyczności, a także przyspieszenie przebiegu badań.

Dziś Hexcel posiada między innymi Europejskie Centrum Badań i Technologii, zlokalizowane w Duxford w Wielkiej Brytanii. Obiekt wyposażony w sprzęt do badań zmęczeniowych i udarowych sztywności, elastyczności i ściśliwości prowadzi testy w 70 różnych specyfikacjach dla klientów z USA i Europy.

Ostatnim zakupem firmy Hexcel były 2 kolejne zrobotyzowane systemy testujące Zwick Roell, z większą paletą możliwych typów i kształtów testowanych próbek oraz funkcjonalnością rozszerzoną o badania w ekstremalnych warunkach zewnętrznych. Badania przeprowadzane są w komorze temperaturowej (-80 do 300 st C) z wykorzystaniem robotów do przenoszenia próbek pomiędzy przyrządami pomiarowymi a magazynem.

„Użycie robotów wyklucza z przebiegu badania szereg błędów, które mogłyby się w nim pojawić. Jednocześnie pozwala operatorom na pełne skoncentrowanie na przygotowaniu próbek.” mówi John Rennick, inżynier w laboratorium Hexcel. „Po wypreparowaniu, próbki są mierzone przez zautomatyzowany system, co gwarantuje wysoką powtarzalność wyników badań już na wstępie.”

„Dokładne pomiary próbek pozwalają na dobór odpowiedniej siły chwytu w maszynach pomiarowych oraz precyzyjne umieszczenie badanych elementów w mocowaniach. To daje pewność, że próbka jest odpowiednio ustalona i jednocześnie nie wystąpią dodatkowe siły prowadzące do jej uszkodzenia, a tym samym zafałszowania wyników. Takie ujednolicenie badań prowadzonych ręcznie w trybie 24/7 byłoby niemożliwe.” dodaje Rennick.

Wiele wyzwań należy pokonać przy prowadzeniu badań powyżej i poniżej temperatury otoczenia. Przebieg badania silnie zależy przede wszystkim od czasu potrzebnego komorze temperaturowej, maszynom i samej próbce na osiągnięcie zadanej temperatury. Wszystkie zagadnienia podlegają jednak kontroli automatycznego systemu Zwick roboTest. Przeprowadza on testy w pełni automatycznie – roboty całkowicie przejmują odpowiedzialność za przebieg badania, w tym zastosowanie oprzyrządowania jak np. ekstensometr cyfrowy.

„Odkąd wprowadziliśmy testy z użyciem robotów, zauważyliśmy znaczny spadek wariacji wyników dla próbek z tych samych serii produkcyjnych, a jednocześnie wzrost szybkości prowadzenia prób, co pozwoliło nam na zmniejszenie ilości stanowisk pomiarowych. Mocno odczuwamy też spadek wydajności, kiedy któryś z systemów trzeba zatrzymać na czas serwisu.” mówi Rennick.

(bj)