40 anos Helmut Fischer AG Prezadas leitoras, prezados leitores

No.
01
04
H O N G K O N G | BCRHAI SNI AL
10/09
FISCHER NEWSLETTER
Coating Thickness
Material Analysis
Microhardness
Material Testing
«editorial»
«jubileu»
Prezadas leitoras,
prezados leitores
40 anos
Helmut Fischer AG
Temos o prazer de enviar-lhes uma edição
especial de nosso FISCHERSCOPE-Newsletter.
Em 2011 estamos festejando o 40º aniversário
do nosso grupo de firmas e agradecemos de
coração aos nossos clientes, que nos possibilitaram atingir esta data festiva. Por este
motivo, complementamos esta edição com
um parágrafo especial dedicado aos 40 anos
passados de nossa firma. Ao mesmo tempo,
podemos apresentar alguns produtos novos;
na Feira Internacional Control, em Stuttgart/
Alemanha, em Maio, foi apresentado ao
mundo o medidor de dureza Fischerscope
Picodentor HM 500 e o novo aparelho de
medição manual FMP 150, junto com a
nova sonda FN5D destinados à medição de
camadas galvanizadas em cilindros para
rotogravura.
Técnicas de medição de alto nível são uma
exigência do mercado, que possibilitam, em
todas as áreas, uma produção mais eficiente
aliada a um elevado nível de qualidade.
Conseguimos ampliar a área de aplicação
de nossos aparelhos topo-de-linha (fluorescência por raios-X) graças à inclusão de uma
técnica de detecção mais moderna.
Na construção de carrosserias automobilísticas agora é possível verificar , de maneira
simplificada, a espessura da camadas de tinta
com o auxílio da nova sonda para estruturas
ocas.
Para obter maiores informações leia os
artigos seguintes.
Desejamos uma leitura agradável desta
edição especial de 12 páginas e agradecemos
desde já o seu retorno com comentários.
EDITION
L
A
I
C
E
P
S
A firma Helmut Fischer AG Suiça festeja neste ano 40 anos de existência. A
expansão para a Suiça desde o início foi coroada de êxito e os colaboradores em
Hünenberg se alegram em poder contribuir com vários capítulos para esta historia
de sucesso.
A empresa em Zug foi fundada em 1971. A firma FISCHER iniciou as vendas de
seus produtos na Suiça e posteriormente as expandiu, paulatinamente, para os
mercados no sul da Europa e na Ásia.
Valores suiços
A firma FISCHER rapidamente firmou pé no mercado suiço, o que não é surpreendente, já que a empresa se caracteriza por enfatizar valores tipicamente suiços
como alta precisão, um nível de qualidade incontestável, um aconselhamento
profissional dos clientes, um Serviço de Assistência Técnica competente e um
espírito inovador. O elevado padrão de
qualidade dos produtos FISCHER foi confirmado pela outorga do Certificado ISO 9000,
em 1995.
Cordiais saudações.
Walter Mittelholzer
Marcel Koch
CEO
Gerente de Marketing
Helmut Fischer Holding AG
Helmut Fischer AG
Helmut Fischer AG
Alta tecnologia no ano de 1983: Fischerscope X-Ray 1000, o primeiro aparelho de fluorescência
por raios-X Fischer … e um modelo atual X-Ray Instrument XDLM 237 dos anos 2010/2011.
Crescimento orgânico
O sucesso da firma FISCHER rapidamente se espalhou para diversos países na Europa, o que gerou a necessidade de se dispor de
mais espaço. Em 1984 ocorreu a mudança para Hünenberg, de
onde a empresa opera até hoje. Em meados dos anos 80 aconteceu
a expansão no mercado asiático; a estratégia expansionista
persiste até hoje e a todo momento são abrangidos novos países.
Roteiro da expansão
Europa, Oriente Próximo e África:
1975 Fundação da firma Fischer França
1978 Fundação da firma Fischer Itália
1980 Fundação da firma Fischer Holanda
1984 Fundação da firma Fischer Espanha
1985 Associação com a firma Chembo na Dinaemarc a
1991 Associação com a firma MICON na Áustria
2000 Associação com a firma Globus em Israel
2003 Associação com a firma Instech
na República Sul-Africana
2004 Associação com a firma Sogiva Liban no Líbano
2009 Associação com a firma Kontrollmetod na Suécia
2010 Associação com a firma Ultraprecisão em Portugal
Sempre acompanhando o progresso, e alguns passos adiante
no desenvolvimento
O progresso tecnológico nos últimos 40 anos possibilitou aprimorar muito a perfeição das medições. Os aparelhos, os instrumentos
e o Software, de ano para ano, se tornaram ainda mais precisos e
sofisticados. Permanece a obsessão da firma Helmut Fischer AG em
poder oferecer aos clientes sempre a melhor solução, constituindo-se em um Benchmark neste ramo industrial. Uma exigência
que irá caracterizar as atitudes da empresa também no futuro,
entendendo-se como um componente importante da filosofia
da firma.
Festa do Jubileu em Ballenberg
A firma FISCHER olha com orgulho o retrospecto dos últimos
40 anos. E uma atividade empresarial de 40 anos sem dúvida
é um motivo relevante para festejar. Como nosso reconhecimento pelos valiosos serviços prestados, promoveremos,
em meados do mês de Junho, no Museu ao Ar Livre de
Ballenberg, uma Festa do Jubileu, com a presença de colaboradores, clientes e associados.
Ásia:
1985 Fundação da firma Fischer Hong Kong
1985 Associação com a firma General Scientifi c
Technologyem Taiwan
1985 Associação com a firma Cheonghack Trading
na Coreia do Sul
1993 Fundação da firma Fischer Japão
1995 Associação com a firma Diethelm na Tailândia (hoje DKSH)
1997 Fundação da firma Fischer Singapura
1998 Fundação da firma Fischer China
2006 Fundação da firma Fischer India
2010 Associação com a firma DKSH no Vietnã
2011 Associação com a firma DKSH na Malásia
Museu ao Ar Livre Ballenberg: antiga hospedaria Degen em Hünenberg.
Um marco importante na historia da firma. A certificação ISO em 1995 com o delegado ISO e os senhores August von Wartburg (à esquerda), Herbert Krummenacher (à direita).
FISCHERSCOPE®
No. 04
Para a frente, com todo empenho
Naturalmente a firma Helmut Fischer
AG não irá repousar sobre os louros
do sucesso. Desde 2006 o Conselho
de Administração, tendo o Sr. Walter
Mittelholzer como CEO, dirige as
empresas Helmut Fischer Holding AG
e Helmut Fischer AG. O único acionista, a Fundação Helmut Fischer,
Walter Mittelholzer
Zug, assegura que a empresa irá se
dedicar, em primeira mão, ao desenvolvimento tecnológico de seus produtos e ao atendimento de
seus clientes. Olhamos o futuro com firmeza e confiança, visando
atender às exigências dos clientes, a nível mundial, da melhor
maneira possível, inclusive superando todas as expectativas.
Significativos investimentos nas áreas do Laboratorio de Aplicações, de Vendas, de Assistência Técnica e de Marketing, e novos,
respectivamente ampliados, escritórios em Hünenberg, na China
(Shanghai, Xian, Xiamen,Chengdu), Singapura, França e Italia
marcaram os últimos quatro anos. Especialmente em mercados
emergentes como China e India estão sendo estabelecidos pontos
de venda e de Assistência Técnica, visando atender melhor os
clientes nestes vastos territorios. Um incremento superior a 30%
na quantidade de colaboradores do grupo Fischer no mundo todo,
nos últimos quatro anos, demonstra que a firma suiça Helmut
Fischer AG está pronta. Pronta para encarar novos desafios em um
futuro promissor.
Helmut Fischer AG
Feiras especializadas sempre foram, para a firma Fischer,e contiunuam sendo hoje,um palco importante para apresentar os seus produtos ao público interessado.
N o . 0 4 FISCHERSCOPE®
«aplicação prática»
A medição de camadas galvanizadas sobre
cilindros para rotogravura
O processo de rotogravura é largamente empregado na impressão
de revistas, catálogos, selos postais, embalagens, papeis de parede
ou papeis decorativos para a industria moveleira, e ainda no caso
de publicações artísticas de alto nível. O cilindro empregado neste
processo compreende um núcleo de aço revestido com uma
camada de Cobre.
Nesta é gravada a estampa a ser reproduzida. Para aumentar a resistência ao desgaste é aplicada em seguida uma camada de Cromo. Para que seja alcançada a qualidade de impressão desejada,
no processo de aplicação das duas camadas deverão ser atendidas,
e controladas, as tolerâncias prescritas. Para a execução desta tarefa, a firma Fischer oferece processos de medição sob medida, nas
áreas da medição da condutividade e da espessura de camadas.
Condutividade elétrica da camada de Cobre –
um valor para a capacidade de gravação
O Cobre, como material para gravação, é comparativamente
„mole“. Para aumentar a sua dureza, são colocados aditivos no banho galvânico. A medição direta da dureza da camada de Cobre
durante o processo de produção pode ser substituida pelo método, muito mais eficiente, da medição da condutividade elétrica, já
que esta está diretamente relacionada à dureza do Cobre.
Valores típicos se situam ao redor de σCu =80%IACS. A condutividade prescrita pode ser medida, de forma bem precisa, pelo aparelho
SMP10 com a sonda ES40. A espessura da camada de Cobre, na
maioria dos casos, se situa acima de 150 µm, e em alguns casos
pode chegar a 2 mm. Para se obter resultados otimizados, poderá
ser selecionada no aparelho uma frequência adequada à espessura (penetração do campo magnético). Para camadas delgadas,
com espessura inferior a 350 µm, tem-se à disposição ainda a sonda ES-40HF (1,25 MHz).
Medição da espessura da camada –
Atendimento à tolerância prescrita
As camadas de Cobre e de Cromo deverão ser depositadas de acordo com tolerâncias prescritas. A espessura de Cobre aplicada
determina o valor do diâmetro externo e, em consequência, o
perímetro prescrito para o cilindro, que deverá corresponder ao
Foto 2: Sonda FN5D com acessórios – 2 prismas de apoio para cilindros
Foto 1: Sonda FN5D – medição sobre um cilindro para rotogravura
(Ø=140 mm).
comprimento da figura impressa, respectivamente a um múltiplo
desta. A espessura da camada de Cromo não deverá exceder a faixa
de tolerância prescrita, caso contrário os receptáculos não conseguirão comportar a quantidade de tinta de impressão necessária.
Se, por outro lado, a tolerância mínima não for atingida, resulta
uma dureza superficial insuficiente, reduzindo a quantidade de
processos de impressão. Valores típicos se situam na faixa de 4 a 15
µm. Para o processo de controle dispõe-se da sonda FN5D (vide a
foto 1), conectada ao aparelho manual FMP150. Esta sonda possibilita a medição simultânea e altamente precisa das duas camadas
sobre o cilindro acabado (modo Duplex). Porém, tanto a espessura
da camada de Cobre como aquela da camada de Cromo podem
ser medidas individualmente, após cada processo de deposição
(modo Dual).
A sonda FN5D foi projetada para medir todos os diâmetros de
cilindros de impressão (Ø≈100 mm até Ø>500 mm). A sonda pode
ser firmemente apoiada sobre cada cilindro por meio dos prismas
de apoio intercambiáveis (acessórios para sondas, vide a foto 2),
resultando em valores repetitivos. As influências da curvartura e da
condutividade são compensadas e não afetam os resultados das
medições. Por isso, todas as calibragens podem ser efetuadas com
a ajuda dos padrões planos fornecidos (camada e material de base)
(acessórios para sondas).
Para a aferição da sonda, respect. para a calibragem, dispõe-se,
entre outros, de um padrão Cr/Cu com 8 µm (vide fot 2). A medição
de camadas de Cromo muito delgadas, na extremidade inferior da
faixa de medição, atende às exigências da capacidade dos meios
de medição e independe da espessura e da condutividade da
camada de Cobre subjacente. O sistema de medição fornece informações a respeito da não-homogeneidade na espessura das duas
camadas sobre o cilindro.
Desta maneira é realizado o Controle da Qualidade das aplicações
de Cromo e de Cobre em cilindros para rotogravura, de modo
otimizado e eficiente. As seguintes faixas de medição da sonda
FN5D podem ser utilizadas, tanto no modo Duplex como no modo
Dual: até 30 µm (para Cromo) e até 7 mm (para Cobre).
(Ø1=80 mm até 260 mm; Ø2=230 mm até 540 mm); 1 prisma de apoio para
peças planas; 1 padrão de calibragem ( Cr/Cu com 8 µm, base Cu e Fe).
FISCHERSCOPE®
Dr. Hans-Peter Vollmar
No. 04
«aplicação prática»
O detetor de deriva de Silício(SDD): Um novo tipo de
detetor desloca os limites dos valores mensuráveis
Foto 1: Medições com
Dois exemplos de aplicações práticas comprovam a capacidade
dos SDD.
o aparelho X-RAY
XDV®- SDD
Junto com a ampola de raios-X, este detetor forma o coração de
um aparelho de medição por fluorescência de raios-X. Graças a um
contínuo desenvolvimento destes componentes, aplicações atuais
podem ser resolvidas de uma maneira melhor, ou então novos
campos de aplicação podem ser desbravados. O exemplo mais recente é a introdução do detetor de deriva de Silício (SDD) na família de aparelhos de medição por fluorescência de raios-X da firma
Helmut Fischer GmbH.
O SDD é um detetor semicondutor de Silício com um funcionamento comparável ao do diodo Si-PIN, utilizado há muito tempo. O
Chip de Silício no SDD é provido de uma estrutura anelar especial
que possibilita uma melhor detecção da radiação-X. O SDD
apresenta as seguintes propriedades:
• uma muito boa resolução para a energia, de < 140 eV (FWHM
Mn-kα) para superfícies ativas de 10 mm² a 100 mm².
• a possibilidade de lidar com taxas de contagem muito elevadas
(de alguns 100.000 cps) com boa resolução de energia e com a
mesma forma do espectro.
• Uma sensibilidade elevada para energias até 1keV. Assim podem
ser medidas a radiação Na-K ou as linhas L de Ni, Cu e Zn.
Countrate [cps]
Estas características aprimoradas do SDD permitem abranger as
medições:
• de camadas muito delgadas.
• de concentrações diminutas: traços de elementos.
• de elementos com número atômico baixo: Na, Mg e Al.
• com elevadas taxas de contagem para a efetivação de tempos de
medição curtos ou de desvios repetidos reduzidos.
Camadas apassivadoras de Cromo
Para melhorar a proteção contra a corrosão, muitas vezes são
aplicadas camadas apassivadoras de Cromo sobre aço zincado ou
alumínio.
No passado, a espessura desta camada de Cromo foi sendo cada
vez mais reduzida e hoje aplicam-se camadas ultradelgadas de
5 – 10 mg/m² de Cromo. A foto 2 mostra um espectro captado
com SDD de uma camada apassivadora de ~ 20 mg/m². O pico de
Cromo é 1000x menor do que a linha de Zinco mais alta, porém
sobressai claramente do ruído de fundo, sendo por isso perfeitamente mensurável. Na tabela 1 são apresentados os resultados de
Cr mg/m2
Zn g/m2
X.
n.d.*
S
0.56
X.
108.2
S
0,08
Tabela 1: Medição de desvios repetidos (25 vezes com 100s) em uma amostra
zero (amostra Zn/Fe sem apassivação) para a determinação do limite de
detectabilidade com o aparelho XAN®-150 (50kV, 100 µm filtro primário
de Ni, ~ 70.000 cps).
* n.d. = non detectable (não detetável)
uma amostra de Zn/Fe sem apassivação. O desvio-padrão de
0.56 mg/m² resulta em um limiar de detecção de 1.5 mg/m² e em
um limiar de quantificação de 5 mg/m². Desta maneira podese
hoje medir a espessura das mais delgadas camadas apassivadoras.
Detector type
50 nm Au
24 nm Pd
Coating thickness
Proportional
counter tube
(0,2 mm aperture)
2,2 nm
3 nm
s
4,3 %
13 %
V
PIN
detector
(1 mm aperture)
0,9 nm
1,2 nm
s
1,8 %
4,8 %
V
SDD
detector
(1 mm aperture)
0,2 nm
0,5 nm
s
0,4 %
2,1 %
V
Tabela 2: Diversos tipos de detetores e desvios-padrão alcançáveis s e
coeficientes de variação V.
10000
Fe
Cr
Na comparação, o detetor SDD forneceu os melhores resultados.
Zn
1000
Camadas Au/Pd na região dos nanometros (nm)
Na área da eletrônica utiliza-se cada vez mais camadas delgadas.
Um exemplo disto é a placa de circuito impresso Au/Pd/Ni/Cu,
com espessuras de Au e Pd de poucos nm. A tabela 2 mostra uma
comparação entre aparelhos com tubo de contagem proporcional,
diodo PIN e SDD.
100
10
1
0.1
0.01
5
6
7
8
9
10
Energy [keV]
Foto 2: Espectro de uma amostra Cr/Zn/Fe com uma camada de
Conclusão:
A precisão repetitiva resulta na possibilidade de serem medidas
camadas muito delgadas de Au e Pd. A exatidão de aparelhos com
SDD também é maior, já que, graças à maior resolução da energia
do sinal efetivo, há uma perturbação menor devida ao ruído de
fundo ou às linhas de fluorescência adjacentes.
aprox. 20 mg/m2 de Cromo. Aparelho de medição: XAN® 150, 50 kV,
filtro primário de Níquel, ~130,000 cps).
No. 04
Dr Bernhard Nensel
FISCHERSCOPE®
«observando com atenção»
A medição da espessura de camadas com isenção
da influência da geometria, com a sonda de
medição patenteada FTD 3.3
Comentarios quanto à medição em superfícies curvas:
Na medição de espessuras de camadas, o método das correntesparasita é extremamente sensível quanto a variações na geometria
da peça. Para a medição da espessura de camadas, por via nãodestrutiva, sobre bases ferrosas e não-ferrosas, são empregados
com maior frequência os métodos eletromagnéticos.
Dependendo do caso, são empregados o método magnetoindutivo, respect. o método de correntes-parasita. Nos dois casos, o
princípio de medição se baseia na influência exercida sobre
o campo magnético alternativo pela espessura da camada que se
deseja medir.
Os campos eletromagnéticos se irradiam pelo espaço, de modo
que a geometria da peça a medir influencia o resultado da
medição.
Camadas aplicadas sobre bases curvas convexas são medidas com
excesso, já que o acoplamento do campo magnético ao material
de base é reduzido devido à curvatura, simulando uma camada
adicional. No caso de uma curvatura côncava do material de base,
é indicada uma espessura menor do que aquela real.
Para se obter um valor preciso da espessura, é mandatorio que a
calibragem do aparelho seja efetuada sobre uma peça original
nua, sem camada aplicada. Se a curvatura se alterar, então uma
nova calibragem será necessária. No c aso de muitas peças diferentes, isto significa um trabalho de calibragem exaustivo.
Além disto, deverão estar disponíveis peças originais nuas, sem
uma camada aplicada.
O método das correntes-parasita é muito mais sensível quanto a
variações de curvatura da peça do que o método eletromagnético.
Remédio:
Utilizando a sonda de correntes-parasita com compensação de
curvatura FTD3.3 pode-se medir a espessura de camadas de tinta,
de verniz e anodizadas sobre peças com qualquere geometria,
após efetuar uma única calibragem. Com a utilização da sonda
FTD3.3 o trabalho de medição, quando comparado com aquele
efetuado com uma sonda convencional, pode ser bastante simplificado, ja que a curvatura da peça é compensada, dispensando
calibragens adicionais.
Probe FTD3.3: on convex
Probe FTD3.3: on concave
Blind
x = 19.44 µm
s = 1,11
Foto 1:Medição da espessura de tinta em persianas utilizando a sonda FTD3.3
ligada ao aparelho DUALSCOPE® FMP100
Preparação: Medições comparativas utilizando uma sonda
convencional FTA 3.3. e uma sonda FTD 3.3 com compensação
de curvatura
A foto 3 mostra o resultado de medições comparativas utilizando
os dois tipos de sondas. Para tanto, mediu-se a espessura de uma
lâmina de calibragem, aplicada como se fosse uma camada, sobre
cilindros de latão com diferentes raios de curvatura. A calibragem
das duas sondas foi efetuada sobre uma chapa plana.
Os valores obtidos com a sonda FTA3.3 refletem a típica influência
da curvatura nos mesmos. Com o incremento da curvatura, a
Probe FTA3.3: on convex
Blind
x = 19.41 µm
s = 1,09
Probe FTA3.3: on concave
Blind
x = 21.86 µm
s = 0,59
Blind
x = 17.60 µm
s = 1,00
Foto 2: Medição da espessura de tinta em persianas utilizando as sondas FTD3.3 e FTA3.3, respectivamente nas faces côncava e convexa. x= valor médio da espessura
da camada; s= desvio-padrão (todos os valores médios x resultaram de 40 medições individuais).
FISCHERSCOPE®
No. 04
Espessura da camada de revestimento (µm)
Comparação entre as sondas FTD3.3 e FTA3.3
Espessura nominal da camada = 35,1 /µm
250
200
150
FTD3.3
FTA 3.3
100
xa de cada lâmina; uma lâmina
nua não se achava disponível,
somente uma simples chapa
plana de alumínio.
Nenhum problema para a sonda
FTD3.3, que foi calibrada sobre
esta chapa plana. Como as
0
sondas de correntes-parasita da
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
firma Fischer são compensadas
quanto a variações de condutiviRaio de curvatura (mm)
dade, a chapa pode ser até de
Foto 3: Medição comparativa: a sonda de correntes-parasita FTA3.3 em comparação com a sonda FTD3.3 com
outra liga de alumínio. As mescompensação de curvatura (espessura absoluta de camada em função do raio de curvatura)
mas medições, efetuadas com a
sonda padrão FTA3.3 forneceram
espessura da camada medida cresce rapidamente se comparada
valores bastante diferentes (foto 2). Para obter valores corretos,
com a espessura real. Utilizando a sonda FTD3.3 as espessuras são
esta sonda FTA3.3 deverá ser calibrada sobre ambas as faces da
indicadas praticamente com os valores corretos.
lâmina; para tanto, necessita-se de uma lâmina nua, apresentando
Verifica-se claramente a vantagem da sonda FTD3.3. Sem qualquer
a mesma geometria.
trabalho adicional, podem ser medidas espessuras de camadas
sobre peças não-ferrosas condutoras elétricas, com qualquer tipo
Conclusão:
de curvatura, por meio do método de correntes-parasita, praticaEm condições idênticas (calibragem sobre lâmina plana de alumímente sem influência da curvatura sobre os valores medidos.
nio, já que uma lâmina nua não está disponível), somente a sonda
FTD3.3 fornece valores corretos. Porém, é de se notar a conclusão
Medições efetuadas em persianas de alumínio pintadas
de que a precisão da sonda FTD3.3 é quase comparável àquela
No exemplo de aplicação «Persiana de alumínio pintada» torna-se
da sonda convencional FTA3.3, comprovada por meio dos bons
nítida a vantagem em termos de tempo e de praticidade. Desejadesvios -padrão s medidos.
va-se determinar as espessuras da tinta nas faces côncava e conveEngº. Stefan Haverich
50
«aplicação prática»
A medição de metais pesados em brinquedos com
auxílio do método da fluorescência de raios-X
Na verdade se deveria presumir que na fabricação de brinquedos
somente seriam utilizados materiais que não prejudicassem a
saúde. Porém, na fabricação de bonecas, bolas etc. atuam «ovelhas
negras», de modo que, de tempos em tempos, lê-se nos jornais
manchetes a respeito dos riscos inerentes a brinquedos. O sistema
de proteção ao cliente RAPEX, da União Europeia, semanalmente
alerta para a existência de produtos nocivos detetados por autoridades nos países-membros. Além dos alertas para os perigos de
sufocação ou de choque elétrico, também são mencionadas substâncias ou elementos prejudiciais à saúde. Brinquedos testados
recebem, na União Europeia, um selo. Mas o que se esconde atrás
dos conhecidos selos GS e CE? Um produto recebe o selo GS (Segurança Testada) apenas quando o fabricante contratou uma entidade credenciada para assegurar que o produto respeita as normas
europeias. A entidade certificadora também é mencionada neste
selo GS. A validade é atestada por controles periodicos na linha de
produção. Já o selo CE (Conformité Européenne) é aplicado pelo
fabricante sob responsabilidade própria se um produto for abrangido por uma norma europeia; o mesmo não receberá uma confirmação por parte de uma entidade certificadora independente.
N o . 0 4 Foto 1: X-RAY XDV®- SDD: Medições em um brinquedo
FISCHERSCOPE®
Na Europa, brinquedos estão subordinados às recomendações
para brinquedos, respectiv. à norma DIN EN 71. Esta norma, por
exemplo, descreve critérios de ensaio para a comprovação de
características mecânicas e físicas, para conexões orgânicas, para
brinquedos elétricos, assim como valores-limite para a migração
de determinados metais pesados. A tabela 1 relaciona os valores-limite atualmente válidos para metais pesados. De acordo com
esta norma, o brinquedo é mergulhado por uma hora, respect.
duas horas, em uma solução ácida com 0,07 mol/l , que simula o
suco gástrico. O que se dissolve naquela solução é submetido a
uma análise, em geral com AAS ou ICP. A desvantagem deste
procedimento é que o brinquedo será destruido e os controles
são bastante dispendiosos.
Element
Limiting
values
DIN EN - 71
in ppm
Sb
As
Ba
Cd
Pb
Hg
Se
Cr
60
25
1000
75
90
60
500
60
Measuring
Detection limits
example
POM
PVC
ABS blue
Brown ABS
in ppm
in ppm
in ppm
in ppm
42,6
3,9
138,0
17,4
8,7
2,4
1,5
11,7
43,2
8,7
87,0
19,2
12,6
8,1
4,2
54,0
24,9
2,7
60,0
22,2
6,5
1,5
1,2
7,5
Portanto, a análise de fluorescência por raios-X é um método
simples para se obter rapidamente, e por via não-destrutiva, as
concentrações de Pb, Hg, Cd e de outros metais pesados, complementando muito bem uma análise química úmida. A tabela 1
relaciona limites detetáveis (desvio-padrão triplo para uma amostra zero) para vários tipos de plásticos que podem ser verificados
pelo FISCHERSCOPE® XDV®-SDD. Assim, os valores-limite podem
ser comprovados. Durante o método Screening , este aparelho
emite um alerta quando um determinado limite foi ultrapassado.
Em seguida, podem ser efetuadas análises químicas úmidas para
comprovar aqueles resultados. Como exemplo, em um granulado
marrom de plástico ABS (Tabela 1) os valores-limite para Cr, Ba, Sb
e As foram claramente superados. Naturalmente, pelo método de
fluorescência por raios-X a migração dos elementos não é detetada, mas mede-se a concentração de metais pesados em um
determinado local. Aqui vale o lema: «Se não houver nada dentro,
também não há nada que possa ser liberado». A concentração
de material nocivo pode ser medida pontualmente, como por
exemplo no olho pintado de uma figura de plástico. Utilizando o
aparelho de medição de fluorescência por raios-X pode-se controlar rapidamente um lote completo de produtos, «pescando» as
peças afetadas pelos materiais nocivos, o que talvez não acontecesse se fosse realizada apenas uma análise por amostragem. Uma
outra vantagem é que, em princípio, são reconhecidos todos os
materiais que apresentarem uma concentração de metais pesados
elevada demais. Em teoria estes materiais podem ser utilizados,
desde que não sejam liberados pelos mesmos elementos ou
substâncias proibidas. Porém, se fosse divulgado que a «boneca
preferida» possui um núcleo de chumbo, ninguém em sã consciência entregaria a mesma aos seus filhos, ainda que, de acordo com
a lei, não se tenha comprovado a migração de chumbo.
Dr. Simone Dill
45159 (180)
42 (3,8)
2740 (79)
10 (8,4)
4 (4,3)
-3 (2,6)
5 (1,7)
12134 (281)
Tabela 1: Valores-limite de acordo com a norma DIN EN -71 bem como limites
detetáveis para três diferentes tipos de plástico, em ppm (FISCHERSCOPE®
XDV®-SDD, 50 kV, filtro Al, tempo de medição 25 * 300 s, diafragma de 1 mm).
Para a amostra de ABS marrom são indicados valores médios (e entre
parênteses os desvios-padrão)
Os valores-limite para Sb, As, Ba e Cr foram claramente ultrapassados.
FISCHERSCOPE®
No. 04
«observando com atenção»
Determinação da dureza e de outras características
mecânicas em LÂMINAS DELGADAS pelo
ENSAIO DE PENETRAÇÃO INSTRUMENTADO
A determinação das características mecânicas através do ensaio de
penetração instrumentado (DIN ISO 14577) em lâminas delgadas
de plástico,ou metálicas, é mais difícil do que no caso de peças maciças.
Porém, se forem observadas algumas etapas importantes no preparo das amostras e na interpretação dos resultados das medições,
esta tarefa não coloca o usuário perante um problema insolúvel.
Uma fonte para erros é a fixação da lâmina sobre uma base lisa
e sólida. Se a lâmina não se apoiar totalmente, ou se a colagem
deixar bolsões de ar, aquela irá ceder durante a medição e a
medição da profundidade de penetração será prejudicada. Será
adicionada uma parcela elástica, de diferentes valores. (Foto 1 e
colados, por meio de um adesivo rígido, sobre uma base plana.
Cera dura presta-se bem para tal, podendo ser aplicada como um
filme fino homogêneo. A firma Fischer oferece um fixador universal para amostras. Este pode receber até quatro amostras com
diferentes alturas (Foto 3). Como para a colagem será necessário
aquecer a cera, a amostra e o dispositivo até aprox. 200 °C, esta
solução não poderá ser aplicada a plásticos.
Os dois fixadores podem ser utilizados em conjunto com o
FISCHERSCOPE® HM2000XYp e com o PICODENTOR® HM500. Com
o FISCHERSCOPE®HM2000S somente será possível utilizar a
colagem sobre uma base rígida, para uma amostra.
Indentation depth [µm]
CuSn6 Ribbon 1 not attached or badly fixed
7
Deflection of ribbon
during measurement
4
1
400
200
600
800
Force [mN]
Foto 1: Profundidade de penetração / Carga – tira de CuSn6 sem fixação,
Foto 3: Suporte universal para a fixação de amostras delgadas ou pequenas
ou mal afixada
com cera
HM
N/mm2
HIT
N/mm2
HV
X.
s
V%
Min.
Max.
984
291
30
545
1457
1474
176
12
1183
1750
139
17
12
112
165
EIT/(1-vs2)
GPa
%
41
35
86
9
125
30
14
46
10
50
IT
Tabela 1: Tira de CuSn6 sem fixação, ou mal afixada; valores muito dispersos
devido à flexão
Tabela 1) Basicamente dispõe-se de duas soluções corretivas. Lâminas delgadas de plástico ou de metal, com espessuras até aprox.
200 µm, podem ser facilmente esticadas sobre um cilindro; para
tanto, a firma Fischer oferece um dispositivo especial para esticar
lâminas delgadas (Foto 2). No caso de lâminas menos flexíveis, ou
de amostras com espessura acima de 200 µm, dispõe-se de uma
segunda alternativa. Pedaços planos de lâminas (aprox. 1 cm²) são
No caso de lâminas muito delgadas («camadas») deverá ser levada
em consideração a influência do material de suporte sobre os
resultados.
CuSn6 Ribbons
clamped
Indentation depth [µm]
CuSn6
Ribbon 1
5
3
Ribbon 1
Ribbon 2
1
Ribbon 3
200
400
600
800
Force [mN]
Foto 4: Profundidade / carga (n=10) de 3 tiras de CuSn6 com
durezas diferentes
Foto 2: Dispositivo para a fixação da lâminas delgadasde plástico
ou metálicas
No. 04
Foram efetuadas medições em três tiras de bronze (CuSn6) com
diferentes durezas (mole, um quarto dura e meio duras) com o
auxílio do dispositivo de fixação de lâminas. A espessura destas
variava de 75 µm a 170 µm. A foto 4 mostra o diagrama forçaprofundidade de penetração para estas tiras.
As tabelas 2 – 4 mostram as diferentes características mecânicas
das diferentes amostras, com pouca dispersão. Os resultados não
são falseados por erros no apoio.
FISCHERSCOPE®
Ribbon 1
clamped
HM
N/mm2
HIT
N/mm2
HV
EIT/(1-vs2)
GPa
%
X.
s
V%
1006
19.0
1.9
1179
27.6
2.3
111
2.6
2.3
97
10.7
11.0
9
1.0
11.2
Ribbon 2
clamped
HM
N/mm2
HIT
N/mm2
HV
EIT/(1-vs2)
GPa
%
X.
s
V%
1116
16.8
1.5
1311
24.5
1.9
124
2.3
1.9
105
4.0
3.8
9
0.5
5.4
Ribbon 3
clamped
HM
N/mm2
HIT
N/mm2
HV
EIT/(1-vs2)
GPa
%
X.
s
V%
1573
71.8
4.6
1916
88.5
4.6
181
8.4
4.6
108
8.0
7.4
12
0.8
6.6
IT
IT
Foto 5: : Impressões Vickers (Fmax: 1000 mN), tira de CuSn6 ;comparação
entre amostra colada ou esticada
IT
CuSn6
bonded
HM
N/mm2
HIT
N/mm2
HV
EIT/(1-vs2)
GPa
%
X.
s
V%
1187
21.0
1.8
1383
25.4
1.8
131
2.4
1.8
125
1.3
1.1
9
0.1
1.0
CuSn6
bonded
HM
N/mm2
HIT
N/mm2
HV
EIT/(1-vs2)
GPa
%
X.
s
V%
1032
12.1
1.2
1206
14.3
1.2
114
1.4
1.2
104
12.2
11.7
8
0.9
10.5
IT
Tabelas 2 – 4: Características mecânicas de 3 diferentes tiras de CuSn6,
esticadas
Métodos de preparação diferentes (esticar ou colar) as tiras de
CuSn6 resultam em diferenças de até 15% nos resultados. Isto
é válido para a o método Vickers convencional (Foto 5) e para o
ensaio de profundidade de penetração (Tabelas 5 – 6).
O motivo encontra-se nas diferentes maneiras de fixação das tiras
de CuSn6. Durante a colagem ocorre um aquecimento até 200 °C,
o que aumenta o valor do resultado no ensaio EIT. O esticamento
resulta em valores menores (CuSn6 deformado a frio tem um módulo de elasticidade menor do que o mesmo material recozido).
IT
Tabelas 5 – 6: Características mecânicas( sempre n=10) da tira de CuSn6,
comparação entre colada ou esticada
No caso de medições comparativas uma preparação idêntica deverá ser assegurada. Além do tempo e da carga, esta preparação
também poderá influir no resultado das medições.
Dipl.-Phys. Gottfried Bosch
«aplicação prática»
Medição por via não-destrutiva de camadas KTL
em longarinas de carrocerias com a «sonda para
peças ocas» V3FGA06H
Na área automobilística a importância da
garantia contra a corrosão, como um
símbolo de qualidade dos carros, tem
sido cada vez mais ressaltada. Para o
atendimento desta garantia, severas
exigências são requeridas da proteção
contra a corrosão e do Controle da
Qualidade.
Especialmente em locais inacessíveis,
como os locais ocos em longarinas e em
colunas (chapa de aço zincada) a tolerância prescrita para a camada KTL (pintura
por imersão catódica) deverá ser seguramente atendida, já que nestes locais a corrosão poderá progredir,
sem ser notada, durante um bom tempo. Uma medição não-destrutiva da camada KTL nestes locais até hoje era praticamentre
impossível. Normalmente destrói-se carrocerias por amostragem,
para conseguir acessar os locais de medição. Com isto temse um
custo elevado e intervalos de tempo comparativamente longos
FISCHERSCOPE®
entre os ensaios. Especialmente para esta finalidade desenvolvemos a «sonda para locais ocos» V3FGA06H. Graças à sua construção, esta sonda consegue ser inserida em quase todos os furos de
acesso nas longarinas e nas colunas, permitindo a medida exata da
espessura da camada KTL de modo não-destrutivo. A sonda (do
tipo magnetoindutivo) foi otimizada para a medição de espessuras
No. 04
Foto 1: Sonda V3FGA06H, medição atual em uma carroceria (foto do arquivo VW)
i
A1
A2
A3
A4
A5
A6
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
n
x.
s(x)
17.64
16.93
17.64
17.97
18.62
18.22
17.21
18.54
16.43
17.03
10
17.62
0.726
17.38
18.10
17.60
16.59
16.90
17.84
17.48
17.10
18.03
17.80
10
17.48
0.496
17.48
19.23
16.77
17.76
16.25
17.59
16.47
17.67
17.42
18.02
10
17.47
0.851
17.93
17.56
17.77
18.12
17.91
17.52
17.57
17.81
17.70
17.91
10
17.78
0.195
17.79
17.17
16.37
17.29
18.14
18.56
17.69
17.03
17.76
18.50
10
17.63
0.684
16.99
17.43
17.59
17.60
18.37
18.01
18.66
18.41
17.86
17.44
10
17.84
0.525
Tabela 1: : Exemplo típico de medições com a sonda V3FGA06H por vários
inspetores no mesmo ponto de medição (entre as espessuras de camada
medidaspor cada inspetor A1 – A6 não foi constatada uma diferença
sistemática)
de camadas KTL abaixo de 25 µm (inclusive Zn). Graças à execução
articulada da cabeça da sonda, com três pontos de apoio, esta
sempre entra em contato, mesmo sem existir contato visual,
de maneira segura e reprodutível, com a superfície interna das
longarinas.
Devido à grande mobilidade (liberdade angular) da cabeça da sonda, pode-se efetuar medições tanto em superfícies planas como
em curvas. A sonda possui um batente com escala, que possibilita
a medição a uma distância prescrita do furo de acesso . A máxima
distância batente/ponto de medição é de 170 mm, abrangendo
todas as distâncias típicas entre furos de acesso. A cabeça da sonda
é de plástico, evitando-se assim arranhões na camada KTL durante
a introdução da mesma.
Com a utilização da «sonda para locais ocos» V3FGA06H a industria
automobilística tem à sua disposição um auxiliar que possibilita
a medição rápida e precisa, por via não-destrutiva, em componentes ocos da carroceria, da espessura da camada KTL.
Conclusão:
As vantagens apresentadas por esta sonda são óbvias: uma
sensível redução de custos (a supressão, respect. a redução,
dos ensaios destrutivos) e resultados rápidos, que possibilitam
intervir, se necessário for, no processo de recobrimento KTL.
Dr. Hans-Peter Vollmar
Agradecemos à VW AG Wolfsburg a cessão da foto.
No. 04
FISCHERSCOPE®
«atualidades»
Recente experiência na medição de microdureza
PICODENTOR® HM500
Para aplicações High-Tech é a escolha certa!
HELMUT FISCHER – tudo de uma só origem
No desenvolvimento de sistemas para a medição de microdureza
a firma HELMUT FISCHER persegue o princípio «tudo de uma
só origem»: tanto a cabeça de medição como a automatização, o
comando e o Software de aplicação foram desenvolvidos por
nossa firma. Fica assim assegurado que todos os componenteschave foram otimizados entre si e que a Assistência Técnica esteja
garantida por longo tempo.
Desta maneira o novo PICODENTOR® HM500 garante a
máxima segurança do processo e do investimento efetuados, possibilitando ao usuário o proveito decisivo na
medição da microdureza, com as seguintes vantagens:
• Medição da dureza 0,001 – 120‘000 N/mm²
(aprox. 0,01 – 12‘000 HV)
• Cargas de 0,005 até 500 mN
• Resolução de carregamento ≤ 100 nN e
• Resolução de caminhamento ≤ 40 pm
• Conformidade com a norma DIN EN ISO 14577:
determinação da dureza de frações elasto-plásticas
e do módulo de penetração elástica EIT, assim como
de outras características do material.
Vantagens para o usuário:
• Estabilidade para se obter o máximo desempenho: base
de granito compacta proporcionando estabilidade na
temperatura e a máxima rigidez.
• Manuseio e posicionamento simples e transparente do
eixo automático Z por meio de comandos integrados na
tela do monitor ou por Joystick com função autofoco.
• Análise sólida das curvas de medição por meio de
Software WinHCU e exportação de dados.
• Análise topográfica da estrutura da superfície por meio
de microscópio de grade (AFM), como uma opção.
• Posicionamento altamente preciso da mesa,
com +/- 0.5 µm.
• Transferência abreviada da ótica ao penetrador,
para acelerar o início da medição e com precisão
no posicionamento.
• Apresentação atraente com elementos de granito
e de aço inoxidável.
• Software WinHCU: a solução profissional para todos
os processos de medição, desde a programação, da
representação gráfica das curvas, da administração dos
dados até o treinamento fácil dos operadores.
FISCHERSCOPE®
Arotec S.A.
Av. São Camilo, 29 | Granja Viana
06709-150 COTIA - SP
Fone: 55 11 4613 8610 | www.arotec.com.br
hellerdruck.com
Aplicações do PICODENTOR® HM500: desde camadas muito delgadas, moles, com ≥ 100 nm, até camadas de material duro como DLC
(Carbono Duro como Diamante; camadas altamente resistentes à
abrasão).
No. 04