Failure analysis 2018-08-23T11:54:46+00:00

Failure analysis

♦Un campione della tua produzione è rotto o difettoso e tu devi scoprire se è colpa del materiale, della lavorazione o del progetto e devi farlo il più in fretta possibile?

♦Il tuo cliente ti contesta una non conformità per una rottura su un tuo componente e tu devi difenderti da un eventuale addebito e non hai tempo da perdere?

♦Hai una percentuale troppo alta di scarti di produzione a causa di difetti vari e vuoi limitare i danni con un’azione correttiva immediata?

Quello che devi fare è affidarti a MotivexLab® AutoMotive Test Express che ti consegna i risultati della failure analysis sulla tua scrivania in 24 ore, o è gratis.

Così puoi individuare immediatamente la causa dei difetti e delle rotture che riscontri sui tuoi particolari e intervenire con un’azione correttiva per limitare i danni e fornire al tuo cliente la risposta a un reclamo prima di subire un addebito o causare un costoso fermo produzione.

Telefona ora allo 011 93 70 516 oppure compila il modulo “CONTATTI” che trovi in fondo alla pagina e prenota la tua failure analysis, avrai una relazione conclusiva sulla tua scrivania tra 24 ore. Fallo prima che qualcuno ti rubi il posto, perché i posti disponibili sono molto limitati e possiamo analizzare solo i campioni che arrivano per primi.

La “failure analysis” è la denominazione del processo investigativo per la determinazione delle cause alla radice (root causes) di un “fallimento” di un determinato manufatto nel rispettare requisiti di resistenza, funzionalità, performance.

Tale processo è piuttosto complesso e, soprattutto nell’ambito automotive, necessita dell’aiuto interdisciplinare di diverse branche quali meccanica, metallurgia, scienza delle costruzioni e dei materiali in genere, chimica ed elettrochimica.

Le cause di una failure di un componente meccanico o di un manufatto in genere vanno ricercate in tutto il suo arco di vita; esse possono derivare infatti da errori progettuali, dalla fabbricazione oppure dall’uso.

Nel primo caso si riscontrano ad esempio errori di valutazione delle condizioni ambientali di esercizio e perfomance (temperatura, pressione, resistenza meccanica, resistenza alla corrosione, all’usura, alla fatica, requisiti di tenuta, etc.) oppure errori nella scelta dei materiali, dei dispositivi di protezione, dei limiti di blocco di funzionamento, nella scelta dei dispositivi di tenuta, lubrificazione inadeguata, etc.

Gli errori di fabbricazione comprendono invece difetti nelle saldature, trattamenti termici non adeguati, finiture superficiali improprie, difetti dovuti a lavorazioni meccaniche per asportazione di truciolo, processi di fusione, stampaggio, piegatura, rivestimenti e trattamenti superficiali (cataforesi, zincatura, anodizzazioni,etc.), verniciatura, non rispetto delle dimensioni specificate a disegno e delle tolleranze, accoppiamenti impropri, parti omesse, errori di assemblaggio, omissione della lubrificazione, errori nel’installazione, errori od omissioni nei controlli qualitativi del prodotto, etc.

Le failures da esercizio possono essere determinate da sovraccarichi di forza, pressione, temperatura, fatica eccessiva, fenomeni di corrosione, infragilimento, usura, intervalli e piani di manutenzione non adeguati, etc.

Tutte queste cause costituiscono una panoramica non esaustiva della casistica di una failure in campo tecnologico, per tale motivo una failure analysis richiede l’utilizzo di diverse tecniche di osservazione, ispezione e prove di laboratorio.

MotivexLab® AutoMotive Test Express riesce ad utilizzare tutte le risorse di analisi del laboratorio per effettuare al meglio le prove necessarie ad una failure analysis che sia il più completa ed esaustiva possibile, approfondendo tutte le possibili cause scatenanti il problema e lo fa in 24 ore.

Quando hai una non conformità dovuta a una rottura o a una difettologia di diverso genere, devi intervenire subito per scoprire la causa, perchè nel settore automotive i costi che si generano a causa di campagne di richiamo e fermo linea sono enormi e impongono tempi di intervento molto veloci, proprio per bloccare immediatamente la causa delle non conformità ed evitare costose interruzioni di produzione.

E’ compito dei tecnici controllare le specifiche tecniche e dei disegni dei componenti, eseguire l’analisi visiva, gli esami macroscopici e microscopici, l’analisi frattografica “naked eye” (ad occhio nudo) ed al microscopio elettronico a scansione (SEM) delle superfici di frattura, le microanalisi composizionali tramite sonda EDS e la verifica tramite prove chimiche e meccaniche delle caratteristiche dei materiali.

Evitati lo stress di non sapere di chi è la colpa di una rottura di un componente di tua produzione, chiamaci allo 011 93 70 516 oppure compila ora il modulo CONTATTACI ORA che trovi in fondo alla pagina e ti garantisci uno dei pochi posti a disposizione per avere i risultati della failure analysis in 24 ore sulla tua scrivania, o è gratis,  la garanzia di MotivexLab® AutoMotive Test Express.

SEM EDS

♦Hai avuto un reso da un cliente di un tuo campione rotto e vuoi sapere se la causa è dovuta al materiale o alle condizioni di utilizzo, al montaggio o allo stoccaggio e soprattutto vuoi definire subito le responsabilità?

♦Hai ricevuto del materiale difettoso e vuoi contestare la fornitura il più in fretta possibile evitando di bloccare la produzione con tutti i costi e lo stress che ne derivano?

♦Hai bisogno di conoscere esattamente la tipologia di rottura avvenuta su un campione per sapere subito di chi è la colpa e agire di conseguenza senza perdere giorni e giorni in attesa di conoscere le cause di rottura?

MotivexLab® AutoMotive Test Express è risultati dell’analisi SEM EDS sulla tua scrivania in 24 ore, o è gratis, che per te significa zero stress, zero attesa, riduzione dei costi di fermo linea e riduzione dei costi per scarto di materiale.

Solo se chiami ora lo 011 93 70 516 oppure compili il modulo dei  “CONTATTI” che trovi in fondo alla pagina e chiedi informazioni sulla tua analisi SEM EDS puoi accedere ai servizi garantiti MotivexLab®. Verrai ricontattato subito da un responsabile dell’accettazione dei campioni che ti aiuterà, senza impegno, a valutare se MotivexLab® può esserti di aiuto per la soluzione in 24 ore del tuo problema.

L’analisi principale di una failure analysis è quella eseguibile al microscopio SEM.

Il compito principale del microscopio elettronico è quello di ingrandire ciò che è piccolo e lo fa sfruttando gli elettroni (da qui la seconda parola “elettronico”) che sono delle particelle aventi carica negativa presenti in ogni atomo.

In un apparato SEM essi vengono generati da un filamento di tungsteno (ma esistono anche altre sorgenti di emissione) e  fatti interagire con la superficie del campione da analizzare, scandendoli man mano sulla zona di interesse (da qui l’ultima parola “scansione”).

Da questa interazione vengono generate numerose altre particelle, quelle che interessano in particolare in questa analisi sono gli elettroni secondari (SE) ed i raggi X.

I SE sono gli elettroni derivanti dagli strati superficiali più esterni del campione e portano le informazioni morfologiche; essi vengono raccolti da uno speciale detector (rivelatore) che li converte in segnali elettrici per poi essere successivamente trasformati in immagini visibili a monitor.

In questa maniera si ottiene una visione tridimensionale della superficie.

E’ importante sapere che anche superfici opache o campioni irregolari possono essere sottoposti senza alcun problema ad analisi SEM, che proprio per questo è particolarmente indicata nell’investigare le rotture di qualsiasi genere.

Vuoi sapere entro 24 ore la causa di una rottura grazie all’analisi SEM EDS? Chiama lo 011 93 70 516 oppure scrivilo nel modulo in fondo alla pagina e lasciaci i tuoi dati di contatto, ti faremo sapere nel giro di pochissimo se possiamo aiutarti con un’indagine sulle cause di rottura.

Però c’è un problema: i posti sono limitati, perché non vogliamo che nessun nostro cliente aspetti più di 24 ore i risultati della failure analysis e quindi siamo obbligati a chiudere le prenotazioni appena raggiungiamo il numero massimo di prove eseguibili nella giornata.

Il microscopio elettronico è in grado di raggiungere ingrandimenti che permettono di osservare la morfologia nei minimi dettagli; si arriva tranquillamente a 100000x (prova a pensare ad un’immagine ad occhio nudo ingrandita centomila volte).

Grazie all’osservazione e successiva interpretazione delle immagini morfologiche ricavate dal microscopio SEM è possibile classificare la tipologia di rottura di un componente e da lì cercare di individuare le cause.

Ad esempio se si osserva una superficie che mostra un comportamento fragile del materiale (negli acciai si osserva una morfologia piatta e brillante, senza deformazioni di rilevo) è possibile ipotizzare che il componente abbia ceduto di schianto, mentre se si osserva una morfologia duttile (negli acciai si osservano i caratteristici “dimples”, ovvero delle fossette sulla superficie) allora è ipotizzabile che la rottura sia avvenuta in seguito ad una deformazione plastica.

Sono poi diffusi i fenomeni di rottura a fatica; in questi casi il materiale viene sottoposto a carichi variabili nel tempo e, sebbene generalmente l’intensità di tali carichi possa anche essere inferiore a quella massima sopportabile dal materiale, localmente il valore di sforzo può superare quello previsto.

Nel caso delle rotture a fatica degli acciai, si osserva una morfologia caratteristica che mostra la presenza delle cosiddette “beach marks” (linee di arresto) che rendono riconoscibile questo tipo di frattura.

Il SEM in dotazione presso MotivexLab® non lavora da solo, ma in accoppiata con una microsonda EDS (rilevatore a dispersione di energia).

La microsonda EDS permette di conoscere la composizione chimica, ovvero gli elementi presenti nel campione.

Ciò avviene grazie alla raccolta dei raggi X che, come detto, vengono generati in seguito all’interazione tra gli elettroni incidenti ed il campione ed è importante capire che sono tipici per ogni elemento (quelli dell’ossigeno sono diversi da quelli del carbonio e così via), e pertanto diventa semplice effettuare una discriminazione qualitativa ed avere un’analisi completa.

E’ quindi possibile, nel caso specifico di una failure analysis, investigare alla ricerca di eventuali contaminazioni anche estremamente localizzate oppure analizzare residui superficiali, nonché i vari strati di verniciatura o rivestimento che sono eventualmente presenti sul campione.

Il campione da analizzare mediante SEM-EDS non ha bisogno di alcuna preparazione specifica ma può essere osservato così com’è. Naturalmente resta il limite della grandezza della camera di analisi, quindi se il particolare risulta troppo ingombrante andrà tagliato ed isolata la zona di interesse.

Anche campioni non conduttivi (plastiche, verniciature, gomme ecc) possono essere osservati mediante SEM-EDS, previa eventuale metallizzazione del campione con un sottile strato di oro che serve a renderlo conduttivo e a non generare fenomeni di dispersione.

Il microscopio elettronico a scansione SEM è caratterizzato da buona versatilità di analisi su campioni tal quali, compatibilmente con le dimensioni della camera di prova, permettendo quindi di analizzare qualunque tipo di materiale.

La microsonda EDS permette di valutare le emissioni spettrali caratteristiche di ogni elemento, ottenendo una caratterizzazione chimico/fisica del campione.

Il sistema SEMEDS combina le informazioni morfologiche offerte dal microscopio a scansione elettronica con quelle qualitative e quantitative offerte dai raggi X della microsonda EDS.

Grazie alla versatilità e alla potenza di questo strumento MotivexLab® esegue i seguenti esami:

  • Studi frattografici per la determinazione della morfologia delle failures (failure analysis) in unità SEM con camera d’analisi molto ampia.
  • Analisi di riporti superficiali quali zincature, verniciature, cromature dal punto di vista morfologico e chimico.
  • Verifica delle imperfezioni delle verniciature (sfogliature, bolle), film sottostante e indagine problematiche di decapaggio.
  • Determinazione e caratterizzazione di difettologie microscopiche quali inclusioni, contaminazioni.
  • Analisi di microfratture con distribuzioni disomogenee di elementi.
  • Distribuzione degli elementi chimici in particolari saldati.
  • Distribuzione degli elementi in particolari trattati termicamente.
  • Verifica presenza decarburazione.
  • Ricerca cementite in fusioni di ghisa.
  • Verifica particelle ceramiche e contaminanti in fusioni di alluminio.
  • Verifica e determinazione ossidazione mediante misura dell’Ossigeno.
  • Determinazione qualitativa dei residui e dei contaminanti per le prove di pulizia eseguite con Tecnologia PuliKom.

Se vuoi maggiori informazioni sulle analisi SEM EDS chiamaci allo 011 93 70 516 oppure scrivilo qui sotto nel modulo dei contatti. Verrai contattato dal responsabile di MotivexLab® che valuterà insieme a te le prove più adatte a risolvere il tuo problema, evitandoti stress, costi per fermo linea, addebiti, scarti grazie a MotivexLab® risultati delle analisi SEM EDS sulla tua scrivania in 24 ore e senza errori, o è gratis.

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P.S. Ricordati che solo i primi che arrivano possono prenotare le prove MotivexLab® perché con noi nessuno deve aspettare i rapporti di prova ufficiali per più di 24 ore e purtroppo non possiamo accettare le prenotazioni che eccedono il numero massimo di analisi SEM EDS giornaliere che riusciamo a fare.