本物で自動車の安全性を高める

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ナット、ボルト、ネジ、リベットなどの締結具は車両の重要な構造部品であり、その破損はドライバーの安全に重大な影響を与える可能性があります。 これらの金属製品の多くは過酷な使用条件にさらされることが避けられず、時間の経過とともに腐食する傾向があります。 これらのファスナーに使用される合金の正確な組成は、熱、摩擦、化学物質、湿気などの要因に対する固有の耐性に影響を与えるため、設計仕様を確実に満たすための組成分析の重要性が強調されます。 残念ながら、品質保証プロセスで使用される従来の実験室分析方法は破壊的で時間がかかり、納期の遅れや処理の遅延につながります。 対照的に、ハンドヘルド蛍光 X 線分析では、リアルタイムで現場で高品質の結果が得られます。 この記事では、この技術が車両およびファスナーのメーカーが厳しい安全要件を満たし、最終的には消費者の安全を確保するのにどのように役立っているかについて説明します。

自動車用ファスナーは、鋼鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、そしてまれに銅やチタンなどのさまざまな金属の合金で構成されており、重大な機械的ストレスに耐えながら過酷な条件下で動作するように設計されています。 したがって、メーカーは厳格な品質保証スキームを通じてコン​​ポーネントや車両の製造に使用する原材料の正確な組成を検証し、最終製品がこれらの高応力用途に必要な安全仕様を確実に満たしていることを確認することが重要です。

亜鉛またはクロムで作られた金属コーティングをファスナーやその他の車両部品に適用して、基材の腐食、摩耗、耐熱性を強化することもできます。 これらのコーティング（下塗り）の塗布が不十分であると、耐食性が低下し、製品の故障や安全性の懸念につながる可能性があります。 ただし、メーカーが財務上の競争力を維持しながら高品質のファスナーを提供するには、このリスクとコーティングの過剰塗布による不必要なコストのバランスを取る必要があります。 これは、高感度の分析技術を使用して、製造プロセス全体を通じてファスナーのコーティングの厚さを継続的に監視する必要性を強調しています。

品質保証はファスナーの製造現場だけで重要ではありません。 また、ファスナーを最終製品に組み込む自動車工場にとっても重要です。 組成分析やコーティング厚さの証拠として工場の証明書に依存するだけでは、入荷するファスナーが自動車業界の安全要件を満たしていることを確認するには十分ではない可能性があります。 したがって、多くの自動車メーカーは、将来的に発生する可能性のある高価なリコールや風評被害を回避するために、到着時にファスナーの出荷をテストし、規格外の材料をできるだけ早く特定します。

金属および合金の従来の実験室分析技術は、試験片を主要な処理ラインから取り外して試験専用の施設に移送する必要があるため、自動車の品質保証プログラムに使用するには非実用的である可能性があります。 これらの方法は、ラボから結果を受け取るまでに数時間、場合によっては数日かかるため、非常に時間がかかります。 さらに、多くの場合、製造プロセス全体で複数のサンプリング ポイントが存在するため、ラボでのテストは生産に大きな支障をきたし、結果を待つ間にダウンタイムが発生する可能性があります。 これらの納期の遅さ、生産量の制限、貴重な材料の損失はすべて、ファスナー製造中の金属組成とコーティングの厚さの現場でのアットライン分析、および事後検査活動のための新しい非破壊検査技術の開発に拍車をかけています。 。

蛍光 X 線 (XRF) は、これらの用途に応用されている技術の 1 つで、X 線管を使用して試料を照射し、材料に含まれるさまざまな元素から放出される X 線の特性を測定します。テストされました。 各元素によって生成される X 線信号は特異性が高いため、XRF は金属の組成の分析と金属コーティングの厚さの測定の両方に使用できます。 このアプローチでは、金属の種類と層の順序に応じて、いわゆる飽和厚さまで（通常は 6 ～ 50 μm の範囲）、あらゆる種類の基板上の金属コーティングの複数層を評価することもできます。

この技術の多用途性にもかかわらず、据え置き型またはベンチトップ型 XRF 分析装置を使用して、大型で扱いにくい自動車部品の元素組成やコーティングの厚さを測定することは非現実的です。 さらに、検査のために検体を分析装置の場所に移す必要があるため、貴重なスペースが占有され、結果の確認が妨げられます。

ハンドヘルド XRF (HH-XRF) 分析装置は、これらの課題に対処するために特別に開発されており、ファスナーのサンプルに含まれる元素をわずか数秒で迅速に識別できます。 これらは、測定された組成をさまざまな国際規格に準拠した表形式の値のライブラリと比較することにより、合金の組成とグレードをリアルタイムで決定します。 高出力の小型 X 線管とグラフェン窓を備えたシリコン ドリフト検出器により、軽元素の検出速度がさらに向上し、微量の金属も検出できるようになりました。 この技術は、自動車製造工場で完成品に組み込む前に、ファスナーを含む自動車部品の金属コーティングの一貫性と標準をチェックするためにも使用できます。 全体として、これらのポータブル機器は、現場での迅速な現場での意思決定に役立つ即時実用的なデータを提供し、市場に投入される製品の全体的な一貫性と標準を向上させるのに役立ちます。

仕様からの逸脱はドライバーの安全に重大なリスクをもたらす可能性があるため、自動車のファスナーに使用される金属と合金の組成が厳格な品質保証スキームを通じて検証されることが重要です。 コーティングは、厚さとコスト効率の最適なバランスを確保するために厳密に制御する必要もあります。 HH-XRF デバイスの使用により、実験室標準の分析機能が直接生産ラインまたは組立ラインに導入されるため、ファスナーの製造、コーティング塗布、車両製造における品質管理プログラムが大幅に合理化されました。 これらのアナライザーは、リアルタイムで高精度のデータを生成し、最終的にユーザーが情報に基づいて迅速に意思決定を行い、国際的な品質と安全性の仕様が満たされていることを確認できるようにします。 このテクノロジーを使用して品質保証プロセスを最適化すると、工場のスループットが向上し、バッチの拒否が減り、迅速な投資回収が可能になります。 さらに、HH-XRF 分析装置は、深いトレーニングや化学の知識がなくても担当者が簡単に使用および保守できるため、幅広いオペレーターがこの技術を利用できるようになり、総所有コストが低くなります。 これらの革新的なポータブル デバイスは、自動車分野でその価値をすでに実証しており、今後数年にわたって業界の安全性を向上させる大きな可能性を示しています。

マシュー・バウアー 、シニア アプリケーション サイエンティスト – アソシエート プロダクト マネージャー、サーモサイエンティフィック フィールドおよび安全機器。 詳細については、+49 89 36 81 38-55 に電話するか、[email protected] に電子メールでお問い合わせいただくか、thermofisher.com/industrial にアクセスしてください。