News. Maquinaria Plásticos Electrónica Pesaje y análisis en el laboratorio. Desarrollo de componentes de automoción con DSC

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1 Maquinaria Plásticos Electrónica Pesaje y análisis en el laboratorio 2 News Desarrollo de componentes de automoción con DSC La estabilidad, la idoneidad y la durabilidad de los materiales elastoméricos son importantes para el desarrollo, el control de la calidad. Los componentes elastoméricos del automóvil más comunes son los sellos, las juntas tóricas y las escobillas de los limpiaparabrisas. Los dos ejemplos siguientes demuestran que la calorimetría diferencial de barrido (DSC) se puede emplear para caracterizar los elastómeros e investigar las reacciones de endurecimiento. Análisis de materiales elastoméricos con DSC Para asegurar la selección de los materiales más idóneos, es necesario investigar determinadas propiedades de gran importancia, como: resistencia mecánica y flexibilidad estabilidad térmica contenido de relleno aditivos y agentes reacciones de endurecimiento y vulcanización El ejemplo descrito en la figura 1 (página siguiente) demuestra que es posible determinar la temperatura mínima de uso de diversos anillos de estanqueidad comer- ciales mediante sencillas mediciones de DSC. La temperatura mínima a la que se puede usar un material se determina por su transición vítrea. Así, podemos considerar la temperatura de transición vítrea como un valor característico que define la temperatura mínima posible de aplicación del material. Cuatro muestras de anillos de estanqueidad de distintos materiales elastoméricos se calentaron de -100 a 25 ºC a una velocidad de 10 K/min en una atmósfera de nitrógeno. Las curvas de DSC de las muestras B, C y D presentaban transiciones vítreas a -38,3 ºC, -25,7 ºC y -17,1 ºC. La muestra A no experimentaba una transición vítrea en la zona de temperatura

2 DSC STAR e Editor Mettler-Toledo AG Laboratory & Weighing Technologies Im Langacher CH-8606 Greifensee (Suiza) Producción Segment Marketing LAB Suiza Artículos técnicos Mettler-Toledo AG - Laboratory & Weighing Technologies - Analytical Instruments Sujeto a cambios técnicos. Mettler-Toledo AG 08/08 Impreso en Suiza. Figura 1. Curvas de DSC de distintos anillos de estanqueidad. (Fuente: Collected Applications, Elastomers, vol. 2) Figura 2. Curvas de DSC de una reacción de endurecimiento a punto final (EP) medida a distintas velocidades de calentamiento y evaluada mediante cinética sin modelo avanzado (AMFK). (Fuente: póster sobre termoestables) medida. Sin embargo, la presencia de un pico de fusión entre -70 y -40 ºC indicaba que la cristalización limitaría las aplicaciones de la muestra. El ejemplo descrito en la figura 2 demuestra que el DSC 1 se puede emplear para analizar el proceso de endurecimiento de una resina bicomponente. Para ello, se utilizó cinética sin modelo avanzado (AMFK por sus siglas inglesas). El cálculo de la energía de activación de la reacción, como una función de conversión, requiere realizar, como mínimo, tres mediciones dinámicas a distintas velocidades de calentamiento. Según esta información, el grado de endurecimiento se puede predecir en función del tiempo, es decir, a 42 ºC (la tabla y la curva roja en el diagrama inferior a la derecha). Para comprobar la previsión cinética, las muestras se endurecieron primero durante distintos períodos a 42 ºC. Con el DSC 1, se realizaron mediciones posteriores al endurecimiento para determinar las conversiones de reacción que se habían producido (señaladas en azul). La diferencia entre las curvas roja y azul indica que la muestra aún no se había endurecido completamente (vitrificación), incluso al cabo de 36 horas. Las temperaturas de fusión y transición vítrea son decisivas para los materiales sellantes. El DSC 1 puede caracterizar rápidamente los materiales elastoméricos, por lo que es una herramienta valiosa para la investigación y el desarrollo y el control de la calidad en el sector automovilístico. En los materiales que experimentan reticulación, es importante estudiar la reacción de endurecimiento para poder establecer las condiciones adecuadas de endurecimiento. Esto se puede realizar fácilmente aplicando la cinética sin modelo avanzado a las mediciones de DSC correspondientes. 2

3 Valoración Karl Fischer Seguridad en los coches garantizada por nuestros valoradores La planta de Takata CPI en Singapur fabrica componentes pirotécnicos para cinturones de seguridad y airbags que se utilizan en vehículos de motor. Su laboratorio de control de la calidad confía en los instrumentos de METTLER TOLEDO como parte importante de su proceso de control de la calidad en la producción de iniciadores explosivos. Control de la mezcla explosiva Takata es un importante proveedor de la industria de la automoción para los fabricantes de airbags, ya que produce cargas explosivas primarias para las unidades de accionamiento del airbag. Se trata de un proceso muy técnico que requiere un meticuloso control de la calidad de la mezcla explosiva para garantizar que se comportará exactamente igual durante cualquier accionamiento. El laboratorio de control de la calidad de Takata buscaba un método para analizar el óxido de magnesio y el cloruro de las mezclas explosivas durante el proceso de fabricación. El sistema Titration Excellence de METTLER TOLEDO y el valorador de Karl Fischer DL32 son ideales para esta tarea. Sencillo pero seguro La señora Myo Aye, ingeniera de calidad de Takata CPI, quedó muy impresionada con las capacidades de los valoradores Excellence T50 y su sencilla pantalla táctil y claros atributos de desarrollo de métodos. Según comentó, además del excelente servicio de asistencia y formación de METTLER TOLEDO Singapur, también he podido ajustar fácilmente los métodos y realizar operaciones manuales con la función One Click del sistema Titration Excellence. Aparte de las necesidades de valoración generales, también es muy importante el contenido de agua de la mezcla del iniciador, y ello se analiza con el valorador KF DL32 de METTLER TOLEDO. El DL32 nos proporciona resultados muy rápidos y fiables del contenido de agua a través de su sencilla interfaz y fácil funcionamiento. El Director general de Takata CPI, el señor Loh Lai Soon, lo confirmó. Buscábamos una solución sencilla. Por su simplicidad, además de la posibilidad de controlar la gestión de usuario, que garantiza la seguridad de los datos, el T50 de METTLER TOLEDO es una aportación altamente necesaria en nuestro proceso de control de la calidad. Valorador Excellence T50 Valorador culombimétrico Karl Fischer DL32 Un técnico de Takata realiza ensayos con el valorador Excellence T50. 3

4 Microbalanzas La mejor elección Microbalanzas y ultramicrobalanzas Kaspar Dieffenbacher, Jefe de proyectos, I+D Recientemente, METTLER TOLEDO ha presentado una nueva generación de ultramicrobalanzas: XP6U, XP2U y la microbalanza XP6. Estas balanzas han sido diseñadas para incrementar la eficiencia, la productividad y la fiabilidad en los laboratorios. Hemos pedido a Kaspar Dieffenbacher, el jefe de proyectos de las nuevas microbalanzas, que nos hable sobre esta innovación y nos explique cómo afectan los cambios a los usuarios finales. Kaspar, qué tienen de especial estas nuevas ultramicrobalanzas? 0, gramos es un valor que de por sí es difícil de concebir. Ampliar los límites de lo posible supone un gran reto técnico. Curiosamente, cuando yo mismo intenté comprender ese valor, programé la microbalanza en unidades de microgramo, porque es mucho más fácil leer un peso de 0,1 μg. Las muestras con pesos de ese orden son increíblemente pequeñas. Es sorprendente que unos valores tan minúsculos se puedan pesar con tanta precisión. Sensores de infrarrojos SmartSens para un funcionamiento sin manos. Cuáles son los mayores retos en el desarrollo de una microbalanza? Encontrar a personas que tengan la sensibilidad y la paciencia para obtener los rendimientos necesarios de la balanza. Desarrollar una microbalanza no es ninguna tarea fácil, es un trabajo largo y delicado que requiere experiencia, conocimiento y competencia de ingeniería. Cada nueva microbalanza conlleva miles de horas de optimización y evolución, que es lo que determina al final la diferencia entre una microbalanza mala, buena o excelente. Pantalla táctil a color personalizable e interfaz de usuario intuitiva. Protección con contraseña y control de peso mínimo. 4

5 Resultados fiables: rendimiento de medición óptimo en segundos Ahorro de dinero: gracias a la mejor repetibilidad y el menor tiempo de estabilización Manejo fácil e intuitivo: con pantalla táctil a color y SmartSens Auditorías sin inconvenientes: protección con contraseña y control del peso mínimo Entonces, cuáles son las características de una microbalanza excelente? Una microbalanza excelente presenta un rendimiento excepcional en parámetros básicos como la repetibilidad, la deriva del peso nominal y la linealidad. Debería recalcarse que cuanto menor es el peso, mayores son los errores relativos. La diferencia entre un peso nulo y un peso de microgramos es tan pequeña que el más mínimo error podría tener unos efectos muy negativos. Por ejemplo, nuestra nueva microbalanza XP6U cuenta con una resolución de 61 millones de puntos, con una repetibilidad inferior a 0,25 μg con una carga de 200 mg. Esto significa que el porcentaje de error gira en torno al 0, %. Es muy pequeña. No es difícil utilizar una balanza de tanta precisión? En principio, una microbalanza de este tipo se maneja como cualquier otra balanza. No es tan frágil como cabría pensar. La balanza es muy robusta con su cubierta de metal macizo, su cuidada fabricación y la protección de sobrecarga. Podríamos decir que los errores derivados de una manipulación incorrecta podrían ser inmensos. Una buena microbalanza solo lo es cuando el operador tiene cuidado y, para llegar a ser un buen operador de micropesaje, son necesarias una orientación y formación iniciales. Díganos, qué ventajas y prestaciones especiales ofrecen las nuevas microbalanzas XP para nuestros clientes? La nueva XP6/XP2U/XP6U ha logrado un nuevo hito en nuestra historia de desarrollo de microbalanzas. En primer lugar, los usuarios pueden reducir el peso mínimo permitido conforme a sus tolerancias, gracias a su mejor repetibilidad. En otras palabras, nuestros clientes ahorrarán Kaspar Dieffenbacher, ingeniero electrónico, trabaja para METTLER TOLEDO desde el 1 de enero de Dirige varios proyectos de desarrollo de productos, incluida la nueva ultramicrobalanza. dinero sobre todo en el pesaje de muestras valiosas o tóxicas. En segundo lugar, hemos reducido el tiempo de estabilización de la XP6 a 8 segundos. Esto no solo maximiza el rendimiento de la muestra, sino que también aumenta la productividad. Por último, hemos integrado una pantalla táctil a color en la nueva microbalanza. La interfaz de usuario personalizable y claramente estructurada. Los sensores de infrarrojos SmartSens para el manejo sin manos ayudan a evitar los errores del usuario y posibilitan un pesaje más seguro. Gracias, Kaspar, por esta información. 5

6 CarePac CarePac: juego de pesas profesionales para asegurar la precisión de la balanza La comprobación periódica de las balanzas es la forma más económica de asegurar unos resultados precisos en todo momento. Los CarePac están diseñados para responder a los plazos cada vez más exigentes, permitiendo una comprobación de las balanzas rápida y cómoda. Hans Joerg Burkhard, Director del servicio de pesas de METTLER TOLEDO Hemos pedido a Hans Joerg Burkhard, Director del servicio de pesas de METTLER TOLEDO, que nos cuente más sobre la importancia de la comprobación periódica y nos explique las ventajas de los nuevos CarePac. Hans Joerg, podría aportar información a nuestros lectores sobre la comprobación periódica y su importancia para asegurar unos resultados de pesaje precisos? Las balanzas desempeñan un papel fundamental desde el principio en los ensayos analíticos diarios de laboratorio. La precisión y la fiabilidad de los resultados de pesaje, incluso con las cantidades más pequeñas, tienen un impacto directo en los resultados finales de los ensayos. Para garantizar que los resultados de pesaje se encuentran dentro de las tolerancias del proceso, la balanza debe comprobarse periódicamente con pesas calibradas por terceros. Esto suele ser una dificultad, ya que las restricciones de tiempo y los recursos limitados no permiten revisar las balanzas a fondo. En este aspecto, los CarePac ofrecen una gran ventaja, ya que permiten conseguir unos resultados de pesaje correctos y el cumplimiento de las tolerancias del proceso realizando comprobaciones periódicas con pesas certificadas. Cómo se realiza una comprobación periódica típica y con qué frecuencia debe efectuarse? La comprobación periódica se realiza empleando pesas calibradas y certificadas que aseguran el cumplimiento de las normas nacionales o internacionales. Por lo general, se realizan comprobaciones de mayor a menor límite de utilización de la balanza, es decir, desde la carga máxima hasta aproximadamente un 5 % del intervalo de pesaje. La frecuencia de la comprobación depende de muchos factores, como las tolerancias del proceso, los riesgos asociados y las prácticas de laboratorio. Cómo permiten los CarePac que los clientes puedan realizar las comprobaciones periódicas? La novedad de los CarePac es que solo contienen dos pesas de control calibradas y certificadas, a diferencia de las presentaciones tradicionales, que obligaban al cliente a comprar un juego completo que podía contener hasta 20 pesas. Las pesas de control de CarePac están recomendadas por METTLER TOLEDO y los valores nominales, y las clases de pesas se han adaptado a las características técnicas de cada modelo de balanza específico. El coste inicial de los CarePac es una fracción del precio de los juegos de pesas conven- 6

7 Hans Joerg Burkhard es Director del servicio de pesas en la sede central de METTLER TOLEDO en Suiza. Durante la etapa de diseño y elaboración de los CarePac, ha trabajado en estrecha colaboración con clientes de diversos sectores. Los tres tamaños de los CarePac permiten realizar comprobaciones periódicas de balanzas con una capacidad de pesaje de hasta 8 kg. cionales. Otra gran ventaja de los CarePac es que los costes de recalibración son muy bajos, porque solo hay que calibrar dos pesas. Cada CarePac incluye de serie pinzas ergonómicas y horquillas para pesas, guantes aprobados para salas limpias y paños de limpieza para un manejo correcto. Los Procedimientos normalizados de trabajo (SOP) recomendados por el fabricante ofrecen instrucciones claras para asegurar una ejecución uniforme de las comprobaciones periódicas de las balanzas. Hans Joerg, gracias por compartir esta información con nosotros. Los accesorios profesionales, como pinzas ergonómicas y horquillas para pesas, guantes aprobados para salas limpias y paños de limpieza, cumplen los requisitos más exigentes de todos los sectores. Si tiene alguna pregunta sobre los CarePac de METTLER TOLEDO, contacte con Hans Joerg Burkhard en la dirección: hans.joerg.burkhard@mt.com 7

8 Productos nuevos y tecnologías de METTLER TOLEDO METTLER TOLEDO suministra potentes soluciones que simplifican el trabajo en los laboratorios de todo el mundo. Combinando las tecnologías más innovadoras con nuestra experiencia práctica, tenemos un gran compromiso: precisión en los resultados y productividad al máximo nivel mundial. Soluciones de pesaje y equipos analíticos La mejor elección para muestras valiosas Utilizar muestras con el mínimo peso posible supone un enorme ahorro cuando se manejan sustancias valiosas o tóxicas. Las nuevas ultramicrobalanzas XP6U / XP2U y microbalanzas XP6 han sido diseñadas para incrementar la eficiencia y la fiabilidad, además de ofrecer compatibilidad con la conexión en red. Comparador XP505 Rendimiento máximo hasta 520 g El nuevo comparador XP505 ofrece un alcance máximo de 520 g con una legibilidad única de 0,01 mg en todo el intervalo de medición. Con el XP505, es posible utilizar pesados contenedores de tara, determinar la más mínima diferencia de peso en materiales pesados y calcular el peso de diminutas piezas electrónicas. Con su intuitiva pantalla táctil y el manejo sin manos, es la opción ideal para aplicaciones exigentes dentro de la industria electrónica y metalúrgica. Determinación de la humedad en plásticos Determine la proporción de humedad de las bolitas de plástico en cuestión de minutos con el robusto analizador de humedad HR83, un instrumento pensado para el uso en la fábrica. No requiere productos químicos. Esta solución garantiza la conformidad con las especificaciones del cliente, maximiza el tiempo de funcionamiento de las máquinas de molde por inyección y cumple con los sistemas de control de la calidad. Mettler-Toledo S.A.E Miguel Hernández L Hospitalet de Llobregat (Barcelona), España Tel: (93) Determinación de la concentración de agua One Click Sencillo y seguro La determinación del contenido acuoso se realiza con facilidad y seguridad gracias a la nueva gama de valoradores de Karl Fischer, que ofrecen una operación exclusiva mediante pantalla táctil con botones de acceso rápido específicos del usuario. Todos los usuarios pueden comenzar sus tareas de rutina con la función One Click. El Gestor de disolventes, controlado por el valorador, cambia los disolventes y los reactivos sin exponer al usuario a las sustancias químicas. Los valoradores volumétricos y coulométricos y los hornos de extracción en fase gaseosa cubren una gran variedad de muestras. Pesaje de filtros con ultramicrobalanzas Precisión hasta la última partícula El nuevo kit de pesaje de filtros para la ultramicrobalanza XP de METTLER TOLEDO es la mejor solución para la medición gravimétrica de partículas finas. Su robusta carcasa de acero inoxidable elimina las turbulencias de aire y la transferencia de calor, asegurando una estabilización más rápida y mejores prestaciones de pesada. La cámara protegida automatizada y el sensor de infrarrojos SmartSens en el terminal permiten un manejo limpio y sin errores de la balanza sin necesidad de tocarla. Mettler-Toledo S.A. de C.V. Ejercito Nacional No. 340 Col. Chapultepec Morales México, D. F Tel. (55) Su contacto de METTLER TOLEDO: Para más información