Misura di densità in linea

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1 Misura di densità in linea Claudio Ricci Centro Ricerche SACMI Imola Convegno «I controlli di produzione» Auditorium Confindustria Ceramica 6 luglio 2017

2 Il controllo della densità 2 Nella produzione industriale la densità in crudo è da sempre un parametro fondamentale del processo Alla densità sono associate altre caratteristiche del manufatto ceramico: Ritiro dimensionale Assorbimento / porosità Eventuali deformazioni / distorsioni Tradizionalmente i metodi di controllo sono distruttivi e richiedono il prelievo dalla linea di alcuni pezzi da sezionare e misurare con varie tecniche note Questo approccio risulta non economico quando le dimensioni dei pezzi prodotti sono molto grandi (lastre ceramiche) Occorre quindi un metodo di misura non distruttivo

3 Il controllo della densità 3 2,030 ± 0,030 kg/dm 3 Piccole variazioni di densità equivalgono a grandi azioni sul materiale ± 100 bar La misura di densità deve essere molto accurata (± 0,005 kg/dm 3 ) 450

4 Il controllo della densità 4 Caratteristiche richieste al nuovo sistema: Non distruttivo (senza contatto) Misurazione continua (senza soste) Alta precisione / ripetibilità Adatto ai grandi formati Con possibilità di retroazione sul caricamento Misura di densità mediante assorbimento di raggi X

5 Onde elettromagnetiche Raggi X 5 Tipo radiazione Frequenza Lunghezza d'onda Onde radio 300 MHz 1 m Microonde 300 MHz 300 GHz 1 m 1 mm Infrarossi 300 GHz 428 THz 1 mm 700 nm Luce visibile 428 THz 749 THz 700 nm 400 nm Ultravioletti 749 THz 30 PHz 400 nm 10 nm Raggi X 30 PHz 300 EHz 10 nm 1 pm Raggi Gamma 300 EHz 1 pm

6 Principio di funzionamento con RX 6 I raggi X interagiscono con la materia La radiazione viene in parte assorbita dalla materia (I 0 > I 1 ) L'assorbimento A dipende da: materiale spessore densità S FC1 ε λ I 0 A = log I 0 I 1 = ε λ S ρ legge di Lambert-Beer ρ = A ε λ S = k A S FC2 I 1 A = Assorbimento radiazione I 0 = Intensità radiazione entrata I 1 = Intensità radiazione uscita ε λ = costante del materiale S = spessore ρ = densità

7 MDX2000 Linea 7 MDX 2000 MDX 2000 La macchina MDX2000 sfrutta i principi esposti Viene posizionata sulla linea CONTINUA+ a valle del taglio (zona dove le lastre avanzano ancora a bassa velocità)

8 MDX2000 Linea 8 Il prototipo MDX in funzione presso il Centro Ricerche SACMI

9 MDX2000 Dettaglio RX 9 Vista interna del sistema RX generatore RX tubo a vuoto (potenza max 50 W 70kV - 0,7 ma) ricevitore RX 06/07/2017 sensore con scintillatore

10 MDX2000 Ciclo di lavoro 10 Le zone di misura (max 14) sono impostabili a piacere sulla larghezza della lastra La lunghezza di misura è impostabile (es. 150 mm) MDX

11 MDX2000 Interfaccia operatore 11

12 MDX2000 Taratura della densità 12 Grafico spessore - densità Tabella impostazione dati Curva di calibrazione Per tenere conto della natura del materiale in esame, occorre effettuare una calibrazione della misura La procedura richiede almeno 2 campioni dello stesso materiale a densità nota (in diverse combinazioni densità / spessore) La procedura richiede pochi minuti e rimane invariata nel tempo

13 MDX2000 Emissioni 13 in ufficio 0,17 µsv/h MDX 2000 Dose zona operatore: 0,26 x 4 h/gg x 220 gg/anno = 228 µsv/anno = 0,23 msv/anno Fondo naturale medio: 2,4 msv/anno Radiografia: 0,01 1 msv TAC: 2 15 msv Limiti di legge (DL 230/95 s.m.i.) Popolazione normale: 1 msv/anno Lavoratore esposto: 20 msv/anno zona operatore 0,26 µsv/h interno protezioni 1,87 µsv/h

14 MDX2000 Regolazione della densità 14 MDX 2000 PCR 2000 APB 2000

15 Motore con encoder posizione APB2000 Terminale attivo attuatori - passo 150 mm Rasamento deformabile in poliuretano Vista in sezione del caricamento

16 APB2000 Terminale attivo 16 A Rasamento a livello A Sez. A-A

17 APB2000 Terminale attivo 17 A Rasamento con regolazione del profilo A Sez. A-A

18 Conclusioni 18 Con il sistema MDX + APB con terminale attivo è possibile produrre grandi formati (e loro sottomultipli) con il controllo totale della stabilità dimensionale dopo cottura Il sistema è in grado di compensare fluttuazioni nel tempo dovute a incostanza dei parametri produttivi (umidità, granulometria, scorrevolezza ecc.) Le misure tradizionali di densità sono limitate ai soli casi necessari per la taratura di nuovi materiali I dati raccolti permettono un'analisi statistica accurata secondo i principi di Industria 4.0

19 Grazie per l'attenzione 19

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