Muchos de los autos de hoy están cubiertos con pintura que exhibe un brillo metálico o reluciente. El brillo y el color exactos que ve está determinado por la distribución y las características de las pequeñas escamas de metal utilizadas en la pintura. Un nuevo enfoque basado en la técnica de imagen médica de tomografía de coherencia óptica (OCT) proporciona a la industria del automóvil una forma práctica de analizar automáticamente estas escamas metálicas. que hasta ahora han sido difíciles de imaginar, con el fin de mejorar la eficiencia del proceso de acabado automotriz.
"Hemos demostrado, por primera vez, a través de OCT y nuestro enfoque de análisis de imágenes, podemos medir cuantitativa y automáticamente el tamaño, número y orientación de las escamas de metal en la pintura de automóviles aplicada industrialmente, "dijo Yaochun Shen, investigador principal del proyecto y profesor de la Universidad de Liverpool, REINO UNIDO. "Este enfoque podría ser muy útil para los procesos de garantía de calidad utilizados durante la fabricación de automóviles".
OCT es una técnica basada en la luz que adquiere imágenes transversales en tiempo real con resolución de escala micrométrica. Desde su invención en 1991, las aplicaciones médicas de OCT se han expandido rápidamente, y hoy los médicos lo utilizan de forma rutinaria para diagnosticar enfermedades oculares. Debido a las capacidades de la tecnología y la practicidad inherente, OCT continúa avanzando hacia nuevas aplicaciones biomédicas y ahora se está explorando como una herramienta para mejorar los procesos industriales y de fabricación.
"El paso de pintura es un cuello de botella en el proceso de fabricación, ", dijo Shen." Si la pintura del automóvil terminada no cumple con los requisitos, luego se debe quitar químicamente y el automóvil se debe volver a pintar por completo. Esto no solo cuesta tiempo y dinero, sino que también genera desechos químicos y problemas ambientales asociados ".
En la revista The Optical Society Óptica Express , Shen y sus colegas informan que su método puede identificar y realizar automáticamente mediciones en 3D de escamas de metal que tienen solo 10 micrones de diámetro y 1 micrón de espesor. Los investigadores demostraron su enfoque en muestras de pintura de automóviles aplicada, pero dicen que con un mayor desarrollo, la técnica podría usarse para el monitoreo en línea. donde podría detectar problemas que ocurren durante el proceso de pintura.
"El uso de la técnica para monitorear los procesos en línea también podría ayudar a los fabricantes de automóviles a comprender mejor todo el proceso de recubrimiento, "dijo Shen." Con esa mejor comprensión, la industria del automóvil puede desarrollar nuevos procesos de recubrimiento o nuevos tipos de recubrimiento ".
Análisis de pintura sin contacto
La pintura para automóviles es una estructura compleja que generalmente se compone de cuatro capas. La industria automotriz actualmente utiliza imágenes de ultrasonido para examinar la pintura de automóviles en los controles de garantía de calidad. Aunque los instrumentos de ultrasonido son fáciles de usar, no pueden representar con eficacia las diminutas escamas de metal que se utilizan en muchas pinturas modernas para automóviles. Las mediciones de ultrasonido también requieren que el equipo esté en contacto con la muestra, lo que significa que el ultrasonido no se puede utilizar para el monitoreo en línea sin interferir con el trabajo de pintura.
"Cuando el fabricante de automóviles se acercó a nosotros para desarrollar una nueva técnica para analizar las escamas brillantes en la pintura de automóviles, pensamos que OCT podría proporcionar una solución, ", dijo Shen." Usamos OCT en nuestra investigación oftalmológica debido a la alta resolución y porque puede realizar mediciones sin tocar la muestra. Esta combinación lo hace ideal para el análisis que los fabricantes de automóviles necesitaban con la producción ".
Para imaginar los copos, Los investigadores diseñaron un instrumento OCT 3D con resolución espacial lateral muy alta para distinguir minúsculas escamas y una resolución de alta profundidad para ver la posición y orientación de cada una. Debido a que una sola imagen 3D OCT contiene miles de escamas, demasiadas para medirlas manualmente, los investigadores también desarrollaron un algoritmo para identificar y describir automáticamente cada escama en una muestra.
Las pruebas de la técnica en cinco muestras de pintura mostraron que el sistema OCT funcionó bien para obtener imágenes de las dos capas superiores de pintura de automóviles. que incluye la capa con las escamas de metal. Usarlo con los algoritmos de análisis 3D permitió a los investigadores determinar el número, tamaño y orientación de las escamas metálicas dentro de las muestras de pintura.
Los investigadores dicen que el hardware y el software OCT actuales están muy cerca de ser utilizables en un entorno industrial para analizar la pintura que ya se ha aplicado. Actualmente están buscando formas de acelerar las mediciones para que puedan usarse para el monitoreo en tiempo real durante el proceso de aplicación.
Los investigadores también están trabajando para aplicar OCT en otros contextos industriales, como analizar recubrimientos de tabletas farmacéuticas. La calidad de estos recubrimientos controla las tasas de liberación del fármaco y la OCT podría ayudar a analizar cuantitativamente la uniformidad del espesor de estos recubrimientos y verificar si hay defectos. "Nuestra investigación con pintura para automóviles y recubrimientos farmacéuticos muestra que OCT, que se ha utilizado durante algún tiempo para aplicaciones médicas, también se puede utilizar para aplicaciones industriales, "dijo Shen.
