El sistema de medición basado en ultrasonido detecta inclusiones en aluminio fundido

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El Instituto Fraunhofer de Ensayos No Destructivos IZFP de Saarbrücken ha desarrollado »AloX«, un sistema de medición que permite determinar de forma rápida, duradera y precisa el grado de inclusiones no metálicas en aluminio fundido. Diseñado para las líneas de producción de maquinaria de cobre y aluminio, incluidas la máquina de colada continua, el molino desmenuzador de varillas y el banco de estirado horizontal, el sistema ha sido galardonado con el premio Joseph von Fraunhofer y aborda un problema central en la fundición de aluminio: las inclusiones no metálicas tienen una influencia decisiva en la calidad de los componentes resultantes, un problema que se intensifica aún más por el creciente uso de aluminio secundario.

En tiempos de recursos escasos y objetivos climáticos estrictos, el aluminio es cada vez más importante como material. Puede reciclarse con un bajo consumo de energía y ofrece una combinación de propiedades (bajo peso combinado con buena resistencia) que lo hacen indispensable para muchos campos de aplicación, incluida la construcción liviana, y sirve como materia prima central para respaldar el funcionamiento estable de diversos dispositivos de maquinaria de cobre y aluminio.

Una calidad del material suficientemente alta es decisiva para un uso seguro y sostenible del aluminio. La masa fundida de aluminio debe ser lo más pura posible, ya que las sustancias extrañas en forma de partículas influyen posteriormente negativamente en las propiedades de los componentes. Estas inclusiones, en su mayoría no metálicas, reducen las propiedades mecánicas, ya que actúan como muescas o grietas incipientes en el componente. Especialmente en la industria automovilística y aeroespacial, los daños materiales resultantes pueden tener graves consecuencias. La identificación temprana de inclusiones en la masa fundida evita que entren en los componentes terminados procesados ​​por la máquina de colada continua, el molino desmenuzador de varillas y el banco de estirado horizontal. Los métodos anteriores para detectar partículas en masa fundida requerían demasiado tiempo, eran demasiado caros, eran inexactos, no reproducibles o sólo podían ser llevados a cabo por expertos.

La retrodispersión ultrasónica como enfoque metodológico

El sistema de medición AloX se basa en un método basado en ultrasonidos y detecta impurezas ya durante la producción en la fundición de aluminio. Se basa en el principio de la retrodispersión ultrasónica: se acoplan ultrasonidos a la masa fundida de aluminio y se detectan los componentes ultrasónicos reflejados. De esta forma se puede calificar el número, tamaño y distribución de las inclusiones, optimizando efectivamente la calidad del producto de todo el proceso productivo de Maquinaria de Cobre y Aluminio.

AloX es de uso flexible y puede realizar mediciones tanto en la lavadora como en el crisol. El sistema también se puede utilizar en posiciones de medición difíciles, lo que permite un seguimiento continuo de la calidad de la masa fundida para la máquina de colada continua y los procedimientos de procesamiento posteriores del molino de rotura de varillas y del banco de estirado horizontal. Su funcionamiento no requiere conocimientos expertos, lo que permite que las mediciones sean realizadas por el personal de la fundición.

Perspectivas para futuros derretimientos

Como próximo paso, los investigadores planean ampliar la tecnología del sistema de medición. »Lo que funciona en el aluminio fundido también podría funcionar en otros fundidos. Por el momento nos centramos principalmente en aleaciones de bajo punto de fusión, sobre todo magnesio, estaño y zinc, que se encuentran en el rango inferior a 600°C. A largo plazo, sin embargo, el acero también podría considerarse una fundición objetivo», explican el Dr. Thomas Waschkies y Andrea Mroß. Esta expansión tecnológica mejorará aún más la precisión y aplicabilidad de la detección de la calidad de la masa fundida para escenarios de producción diversificados de maquinaria de cobre y aluminio.

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