Terahertz: A revolução em medição de espessura

A Fischer está desenvolvendo uma tecnologia para a medição não destrutiva de revestimentos multicamadas sobre plástico.

Terahertz: A revolução em medição de espessura

A tinta automotiva tem que resistir muito: pedras, geadas ou calor. É por isso que os revestimentos tornaram-se tão elaborados. Hoje, pelo menos, quatro camadas diferentes são aplicadas nas carrocerias dos carros. No entanto, muitas peças de automóveis são feitas de plástico, e até agora, a tinta nessas áreas só poderia ser testada usando métodos destrutivos. Com sua tecnologia terahertz, a Fischer finalmente possibilita a medição de múltiplas camadas de tinta em substratos metálicos ou plásticos - de maneira não destrutiva.

Para garantir que um revestimento cumpra apropriadamente sua função, ele deve ser testado cuidadosamente. Só então um fabricante automotivo, por exemplo, poderá garantir que a pintura final durará a vida inteira do carro enquanto apenas gasta tanto material quanto realmente é necessário. A garantia de qualidade moderna é, portanto, confrontada com a tarefa de medir múltiplas camadas de tinta com precisão.

Os acabamentos típicos de pintura automotiva consistem em várias camadas isolantes, que até agora só podiam ser medidas individualmente usando métodos destrutivos

Além de metal, no entanto, outros substratos também são usados: desde o seu torradeira até os dispositivos médicos encontrados em salas de operação, muitas peças de plástico são revestidas com tintas multicamadas. Até o presente momento, só era possível analisar esses acabamentos destruindo-os com um corte transversal.

Mas a Fischer está desenvolvendo uma tecnologia para finalmente preecher essa lacuna. Pela primeira vez, a radiação terahertz (THz) possibilitará a inspeção de sistemas de revestimento multi-camadas sem danificá-los - mesmo quando estejam em substratos plásticos. Este método é chamado terahertz TDS (Time Domain Spectroscopy).

Medindo com terahertz - como isso funciona?

A radiação terahertz em uso aqui é constituída por ondas eletromagnéticas com freqüências variando entre 100 GHz e 4 THz. Isso significa: mais curta do que microondas, mas maior do que ondas de luz. Apenas recentemente emissores e detectores eficientes para esta faixa de freqüência se tornaram viáveis.

A característica especial da radiação THz é que ela penetra em vários tipos de tintas e revestimentos. A Fischer aproveita essa transparência para medir a espessura das camadas. Semelhante à medida de espessura com ultra-som, a radiação THz é parcialmente refletida nas transições entre as camadas: os "ecos" chegam ao detector com um ligeiro atraso. Com isso, o software Fischer pode determinar a espessura de até quatro camadas - a medida em si leva apenas um segundo.

O pulso terahertz penetra no revestimento e é refletido nos limites materiais. A partir do tempo de atraso das várias reflexões, o software calcula a espessura de cada camada

Como comparar o terahertz?

Excelente repetibilidade

Mesmo agora, embora ainda em desenvolvimento, a precisão do método de terahertz é impressionante: em um ponto de medição de menos de 2 mm, é possível medir espessuras de camada de 5-10 μm. Em contraste com a indução magnética, que tem uma resolução semelhante, o terahertz oferece uma repetibilidade 10 vezes maior, ou 1 ‰.

Ao medir um corte transversal, o terahertz se compara favoravelmente aos métodos estabelecidos, como microscopia e indução magnética

Não destrutivo

Uma vez que as camadas de tinta são transparentes para a radiação THz, os raios não influenciam o revestimento. Isso torna a medida inteiramente não destrutiva.

Não ionizante

Terahertz é muito menos intensivo em energia que a radiação X e, portanto, inofensivo. Os dispositivos THz podem, portanto, ser usados ao ar livre e não requerem proteção contra radiação.

Sem contato

Ao contrário da indução magnética e ultra-som, o terahertz é sem contato, por isso é possível medir a tinta molhada.

Não é necessário calibração

A medição de espessura com ultra-som é baseada em um princípio semelhante ao terahertz e requer uma calibração complexa. O sistema THz da Fischer, por outro lado, pode ser usado em revestimentos simples sem qualquer calibração. Todas as leituras necessárias são tomadas em uma única etapa.

Antes de analisar um sistema multicamadas, cada revestimento é medido individualmente. O dispositivo guarda todos os valores relevantes. Se a mesma pintura precisa ser localizado novamente, não há necessidade de "recalibrá-la".

Terahertz – O método do futuro

O primeiro sistema THz está sendo projetado especificamente para medir múltiplas camadas. Juntamente com os fabricantes de automóveis e tintas, estamos desenvolvendo soluções para integrar essa tecnologia em processos de produção.

Mas isso não se aproxima de esgotar o potencial do método! Muitas substâncias absorvem a radiação THz de forma que são características únicas para elas. Isso abre uma grande variedade de outras possíveis aplicações no futuro.

 


Num relance:

  • Para medir a espessura de múltiplas camadas
  • Seja metal ou plástico: o substrato não desempenha nenhum papel na medida
  • Não ionizante
  • Sem contato
  • Não destrutivo
  • Pouca ou nenhuma calibração é necessária