La industria automotriz es uno de los sectores económicos más importantes del mundo. Los estándares de calidad son cada vez más altos, a la par de la demanda de la producción, por ello muchos fabricantes de automóviles utilizan las cámaras termográficas para el control de calidad.
La termografía es una herramienta fundamental para inspeccionar, controlar y mejorar los procesos. Además de ser herramientas fiables y no necesitar contacto, las cámaras termográficas proporcionan mediciones de temperatura de toda una zona, en lugar de puntos concretos. Haciendo uso del mapa de temperaturas y mediante algoritmos de procesamiento de imagen es posible determinar zonas de error debidas a faltas de aporte de material, puntos de la soldadura quemados o demasiado fríos, etc.
En el sector de automoción, se puede utilizar la termografía en múltiples aplicaciones, algunas de las cuales mencionamos a continuación:
La radiación térmica está presente en todos los procesos, por lo que analizarla y registrarla con detalle es la clave
Control de proceso y de calidad: El control del proceso conlleva la medición de la temperatura e identificación de la forma de determinados productos de una línea de producción, de modo que se ajusten a las especificaciones. La visión artificial usando visible puede detectar un problema de producción, pero no las irregularidades térmicas. En este sentido, la termografía proporciona mucha más información a los especialistas de producción y a los responsables de tomar decisiones, añadiendo una nueva dimensión a la visión por ordenador. Muchos fabricantes de automóviles utilizan las cámaras termográficas para el control de calidad. Los nuevos vehículos se someten a multitud de pruebas con este fin. Entre las aplicaciones típicas, se incluyen la inspección de la calefacción de la ventana trasera, los asientos con calefacción, las tapas de escape, las salidas del aire acondicionado, etc. La termografía es esencial en pruebas de durabilidad y validación.
Conformado en caliente de estampación y forja: El proceso de conformado en caliente se basa en combinar una operación de deformación del material base (chapa o palanquilla) a alta temperatura con un tratamiento de temple posterior. En caliente, el material es más dúctil y la pieza se deforma con fuerzas menores. El rápido enfriamiento subsiguiente le confiere su estructura martensítica de alta resistencia. La microestructura y propiedades finales de la pieza fabricada están estrictamente ligadas a un buen control de las temperaturas, tiempos y deformaciones aplicadas. Grandes diferencias de temperatura en la pieza o en el troquel durante el proceso acarrean la aparición de deformaciones no homogéneas que pueden sacar la pieza fabricada de sus tolerancias. Para evitarlo se requiere una monitorización térmica de los ciclos de conformado en caliente que evalúe la evolución de la temperatura en la pieza antes y después de la deformación, así como la correcta refrigeración del troquel.
Comparación de disipación térmica entre circuitos electrónicos
Control de calidad para componentes de automóviles
La reducción del índice de averías de los componentes electrónicos de un vehículo es fundamental. La única manera de garantizar esta reducción es comprobar cada componente de manera individual para ofrecer un control de calidad garantizado al cien por cien. La termografía permite a los fabricantes de componentes electrónicos detectar puntos calientes, lo que es una indicación de productos defectuosos.
Fabricación aditiva: También conocida como impresión 3D, permite crear piezas directamente desde un modelo digital sin necesidad de las herramientas de mecanizado sustractivo tradicionales y con unas limitaciones de geometría mínimas. El calor es parte integral del proceso de fabricación aditiva y necesita ser monitorizado para detectar fenómenos que tienen un efecto directo en la calidad y prestaciones tanto dimensionales como mecánicas del producto final. El diagnóstico de estrés térmico o distorsiones mediante sensores de contacto típicos como termopares, RTDs o termistores, resulta complicado o incluso, imposible. Las cámaras termográficas ayudan a estudiar el proceso y sus propiedades térmicas, correlacionando temperaturas medidas durante el proceso con parámetros de calidad del producto terminado. Con ayuda de la termografía se pueden identificar porosidades, delaminaciones, retracciones, acabados superficiales pobres o defectos dimensionales.
Tratamientos térmicos para la monitorización de la fabricación de piezas metálicas
El tratamiento por calor se utiliza para alterar las propiedades químicas y físicas de las piezas metálicas fabricadas, pudiéndose monitorizar el control de su dureza o la falta de ella. Un caso en el que la termografía puede ser realmente útil está en los procesos de colada de las acerías, tanto en continua como en molde. Para los fabricantes de piezas de hierro en el sector de automoción, el conocimiento de la temperatura del hierro en el horno de vaciado es fundamental, pues la temperatura de llenado del molde debe ser muy precisa para conseguir las propiedades físicas deseadas en la pieza. Actualmente, el control de la temperatura en este tipo de procesos se realiza con sondas o cañas introducidas dentro del baño de metal líquido, que tienen una inercia térmica considerable, pudiendo llegar a calentar de más el caldo cuando se inicia el proceso desde un estado frío. De modo que la temperatura obtenida difiere de la de vaciado, que sucede de 5 a 10 minutos después. Sin embargo, con las cámaras termográficas obtenemos una medida instantánea durante el proceso del vertido, siendo esa la temperatura real del caldo, lo que permite operar con un margen de reacción mucho mayor y con un ahorro completo en sondas. La medición por termografía no solo es capaz de medir hasta los 1700°C (con la que llegan a vaciarse ciertos metales), sino también realizar dicha medición de la manera más segura posible, a distancia y sin intervenir en el proceso. La repetibilidad y calidad de medición es además alta. Además, con un sistema de termografía es posible añadir funcionalidades, como detectar en tiempo real cuándo aparece la escoria en el chorro de acero en llenado de olla, para detenerlo antes de que este caiga de la cuchara. Se realiza una distinción por emisividad de la escoria contra el acero, señalizando la escoria con isoterma rojo.
Medición tradicional de temperatura del horno de vaciado
bcb ha desarrollado una serie de soluciones orientadas tanto al control de procesos como a la trazabilidad y gestión de calidad del producto fabricado. bcbMonitor 4.0 es una familia de productos que integra en una única plataforma, múltiples combinaciones de sensores termográficos, software de gestión de imágenes y elementos adicionales, para construir una solución completa de monitorización termográfica adaptada a las necesidades de cada aplicación particular. Se pueden también definir regiones de interés, registrar su evolución temporal, programar una grabación selectiva de imágenes o vídeos con datos radiométricos, configurar alarmas, etc. y comunicarse mediante el protocolo adecuado (MODBUS / TCP-IP, EIP u otros) con el sistema de control del proceso.
Javier Bezares Fundador y CEO
