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METODODICHE AVANZATE DI RILEVAZIONE DI CAMPI TERMICI MEDIANTE TERMOGRAFIA A RAGGI INFRAROSSI (BIM-30)

I processi industriali sono caratterizzati da molteplici variabili che, se non opportunamente controllate, possono avere una forte influenza sulla qualità del prodotto finale. A tal proposito, la temperatura è un parametro fondamentale (i.e. temperatura pezzo e utensile nel caso dei processi di lavorazione per deformazione plastica, temperatura del materiale e del cordone nei processi di saldatura, temperatura stampo e materiale per i processi produzione di materiali compositi e polimerici, temperatura degli edifici per la valutazione dell’efficienza energetica, etc.) e la possibilità di poterla monitorare in maniera precisa e affidabile tramite tecniche non distruttive (i.e termografia a raggi infrarossi) costituisce un fondamentale strumento di ausilio all’ottimizzazione della produzione.

Attualmente, nei processi industriali la misura sperimentale della temperatura si basa sull’utilizzo di termocoppie che, per quanto siano strumenti di misura poco costosi e di facile utilizzo, possono interferire con il flusso di calore (misura a contatto) ed alterarne la misura, hanno una risposta limitata a fenomeni transitori rapidi (non si adattano con rapidità a variazioni repentine di temperatura), comportano difficoltà nello stimare gradienti di temperatura (misura puntuale). In questo scenario, particolarmente interessanti appaiono le potenzialità della termografia a raggi infrarossi, una tecnica (basata su una misura della radiazione termica emessa dal corpo oggetto di indagine) che presenta notevoli vantaggi rispetto alle tradizionali termocoppie. Infatti:

  • è una tecnica non a contatto, dunque non interferisce con il flusso di calore e, di conseguenza, non altera la misura di temperatura. Si ha la possibilità di rilevare la temperatura anche in zone non facilmente accessibili.
  • ha una risposta molto veloce, infatti è in grado di rilevare transitori termici molto rapidi, tipici dei processi di lavorazione meccanica per asportazione.
  • permette un fast scanning della zona da analizzare (distribuzione 2D delle temperature nell’area oggetto di indagine, con possibilità di individuare i gradienti termici)
  • permette di effettuare misure di temperatura con risoluzioni termiche dell’ordine delle decine di mK.

Negli ultimi anni è cresciuto l’interesse verso tecniche di indagini termografiche in settori in cui i requisiti di qualità, sicurezza e durabilità sono particolarmente stringenti. Tuttavia, l’utilizzo è ancora limitato dalla carenza di valide competenze relative all’esecuzione delle indagini e alla successiva interpretazione dei risultati e di idonea strumentazione.

Il know-how, sviluppato da CETMA, consente il monitoraggio, in tempo reale e senza contatto, delle linee di produzione in esercizio, riducendo i tempi di manutenzione e il fermo macchina, dando la possibilità di intervenire preventivamente, correggendo i parametri di processo che, se non opportunamente tarati, possono portare alla produzione di prodotti finiti di scarsa qualità. Allo stesso tempo, il know-how consente di eseguire un controllo di qualità sul prodotto finito, per una ulteriore ottimizzazione del processo produttivo. Il know-how è applicabile anche nel settore edile, in tutti quei casi in cui l’efficacia del processo è strettamente connessa all’adesione fra due materiali (i.e. intonaco – substrato, materiale di rinforzo – substrato, etc.).

A differenza di quanto già esistente sul mercato o nella letteratura scientifica (conoscenza focalizzata su un particolare prodotto o processo), l’esclusività del know-how risiede nella multidisciplinarietà delle applicazioni (prodotti e processi) e nella possibilità di usufruire di modelli numerici per l’ottimizzazione dei parametri operativi (i.e. tipologia di approccio attivo/passivo, tipologia di sorgente riscaldante, frequenza di acquisizione, tempi di riscaldamento, tecnologia utilizzata – termografia pulsata, lock-in, etc.) diminuendo, di conseguenza, i tempi di calibrazione della procedura di controllo e di ottimizzazione per una specifica applicazione.

Grazie a questo Know-how, CETMA ha le competenze e gli strumenti per definire, in funzione del materiale, del processo produttivo e del settore di riferimento, il set ottimale dei parametri operativi per l’utilizzo della tecnica termografica per il controllo di qualità dei prodotti e l’ottimizzazione dei processi.

Il know-how è applicabile a tutti i settori dell’ingegneria, quali aeronautico, automobilistico, edile, beni culturali, tempo libero, arredo, efficienza energetica, energie rinnovabili, infrastrutture, etc.