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Proyecto destacado

Digitalización de la densidad aparente

Sector: Cerámico | Ambito: Internacional

Creación de un instrumento capaz de medir de forma rápida, precisa y segura la densidad aparente de los materiales cerámicos, asegurando su calidad.

Vídeo Descriptivo

Duración:

El reto

La densidad aparente de las piezas cerámicas es una de las variables más importantes de todo el proceso de fabricación cerámico, ya que de ella dependen directamente propiedades tan importantes como la estabilidad dimensional o la calidad del producto final. Es por esto por lo que resulta esencial la medida, tratamiento y control de dicha variable durante la etapa de conformado de la pieza. El método habitual de medida consiste en la división de las piezas de una misma prensada, en una serie de tacos de pequeño tamaño de los que se medía su densidad aparente por el método de inmersión en mercurio. A partir de esta medida, el operario procede a realizar las correcciones necesarias en la prensa para compensar las variaciones observadas en la densidad aparente de las piezas. Obviamente, se trata de un método de control manual, lento, discontinuo, poco representativo y nocivo. Para evitar el uso de mercurio, emergieron una serie de máquinas de medida de densidad aparente en el sector cerámico basadas en la medida del volumen de tacos de pequeño tamaño bien por telemetría láser, bien por desplazamiento de un volumen de agua/aire mediante el uso de membranas que envolvía el taco en cuestión. Aunque resuelta la problemática con el uso del mercurio, seguía siendo necesario el corte de las piezas en tacos, y la irregularidad de estos al ser cortados mediante cizalla, infería bastante error a la medida del volumen, por lo que los valores de densidad aparentes, ahora, eran imprecisos además de poco representativos. Asimismo, la lentitud en el ensayo provocaba elevados tiempos de actuación del operario de prensas.

La solución

Como resultado de un proyecto de investigación, se ha desarrollado una alternativa que mejora la tecnología existente en el mercado. Es la primera máquina del mundo de medida de densidad aparente de baldosas cerámicas de tamaño industrial, mediante tecnología de rayos X. Esta máquina ofrece mapas de distribución de densidad, espesor y carga de toda la pieza de forma no destructiva, rápida, inocua, con una precisión similar a la medida con mercurio de manera respetuosa con el medio ambiente. La cantidad de información que aporta el equipo unido a la rapidez de ensayo reduce drásticamente los tiempos de respuesta en la prensa, mejorando la toma de decisiones del operario de prensas e incrementando la productividad del proceso. El sistema está basado en la capacidad de absorción de rayos X de los cuerpos cerámicos, la cual depende directamente de su espesor y densidad. Las piezas se introducen en la máquina mediante una rodillera, posicionada en la parte anterior a la misma y desplaza las piezas hasta la zona de medida. Tanto la velocidad de avance de la pieza como la de desplazamiento transversal del haz de rayos X son configurables, y de la combinación de ambas, dependerá tanto la calidad de imagen como la precisión en la medida de densidad, carga y espesor. Los datos de radiación absorbida y espesor (medido mediante un sistema de telemetría) se envían a un PC, donde son tratados por un software desarrollado por ITC para tal fin, traduciendo la información a mapas de colores que muestran la distribución de densidad, espesor y carga en todo el volumen de la pieza. A su vez, el software permite al operario conocer el valor de estas tres variables en áreas concretas de la pieza así como, comparar la densidad/espesor/carga entre las piezas procedentes de una misma prensada, lo que permite identificar entre otros, problemas en el sistema distribución del polvo atomizado en los alveolos de la prensa o problemas de distribución de presión en los punzones de la misma. Principales ventajas - PRECISO Similar al método de inmersión en mercurio (± 3 kg/m3). - NO DESTRUCTIVO La medida se realiza en toda la pieza, no en porciones de la misma, por lo que es posible realizar observar la evolución en la densidad aparente de una pieza a lo largo del proceso de fabricación cerámico, ya que es posible medir dicha variable tras las etapas de conformado, secado y cocción, lo que permite identificar cualquier problema derivado de cualquiera de las etapas. - RÁPIDO Y DE FÁCIL MANEJO En tan solo 5 min se puede obtener la inspección completa de una pieza de 60 x 60 cm. Esta rapidez se deriva del elevado nivel de automatización en el sistema de medida, lo que se traduce de manera directa en la reducción de los tiempos de paro de la prensa. - SEGURO El tubo de rayos X es de muy baja potencia (80W). La máquina está certificada por el Consejo de Seguridad Nuclear, permitiendo su uso industrial de forma totalmente segura tanto para el trabajador como con el medio ambiente. - INSPECCIÓN DE GRANDES SUPERFICIES (110 x el tamaño que se quiera) cm

Empresas involucradas