Rivoluzione nelle prove sui materiali: come l'intelligenza artificiale (AI) sta rivoluzionando le prove di espansione del foro secondo ISO 16630
I requisiti delle lamiere moderne sono in costante aumento. Nei settori automotive, energia e aerospaziale, le lamiere in metallo non devono essere solo leggere e stabili, ma anche modellabili in modo affidabile, senza che si formino cricche sui bordi. Per valutare la suscettibilità alla formazione di cricche, la prova di espansione del foro (HET) secondo ISO 16630 è diventata il metodo standard. ZwickRoell compie un ulteriore passo avanti con una soluzione innovativa: l'AI integrata nella macchina per prove su lamiere (BUP) rileva automaticamente le cricche in tempo reale.
Che cos'è la prova di espansione del foro? E perché è fondamentale nello stampaggio delle lamiere?
La prova sulla macchina per prove su lamiere di metallo (BUP) inizia praticando un foro del diametro di 10 mm in un provino di lamiera. Il foro viene allargato con un punzone conico (60°) fino a quando non compare una cricca continua. L'obiettivo è determinare il rapporto di espansione del foro (λ) che, fra le altre cose, descrive la duttilità del bordo della lamiera in metallo. La sfida consiste nel rilevare accuratamente la prima cricca continua. I metodi manuali sono soggetti a errori e dipendono ampiamente dal singolo operatore. Gli algoritmi di elaborazione delle immagini tradizionali offrono una notevole coerenza, tuttavia raggiungono i loro limiti con una vasta gamma di materiali. Ed è proprio qui che entra in gioco l'AI.
Sebbene gli algoritmi di elaborazione delle immagini basati su regole presentino una maggiore coerenza, necessitano anche di regolare parametri specifici per ogni tipo di materiale. Per nuovi tipi di provini è necessario prima determinare il gruppo di parametri adatto, impiegando molto tempo. Quando si sostituisce il provino è importante verificare che per il nuovo provino sia stato selezionato il gruppo di parametri corretto. La rilevazione delle cricche con AI elimina queste sfide poiché rileva in modo affidabile le cricche senza necessità di regolazione manuale e si adatta automaticamente a materiali diversi.
Rilevamento delle cricche sui bordi: ecco perché i metodi tradizionali stanno raggiungendo i loro limiti.
Il rilevamento manuale delle cricche richiede che l'operatore sia esperto e concentrato. Il tasso di errore aumenta, in particolare a velocità di prova elevate. Sebbene l'elaborazione delle immagini industriali di tipo tradizionale sia più coerente, spesso non presenta la flessibilità necessaria per materiali nuovi o complessi. Il risultato è un rilevamento delle cricche tardivo o errato. Per questo motivo a volte si ottengono risultati di prova non accurati e ripetizioni indesiderate.
Rilevamento di cricche in tempo reale con l'AI: come lavora la rete neurale di ZwickRoell
ZwickRoell ha integrato una rete neurale appositamente sviluppata nel suo software di prova testXpert, in grado di rilevare le cricche in tempo reale, direttamente durante la prova. Per elaborare le immagini sono sufficienti 50 millisecondi per immagine, anche su un computer di prova standard.
Il database per risultati affidabili con l'AI: 657.000 immagini, 2.700 provini
L'AI di ZwickRoell è stata istruita con oltre 657.000 immagini da 2.700 provini. I dati provengono da progetti dei clienti, prove interne e messa in funzione. Le annotazioni delle cricche sono conformi alla norma ISO 16630, garantendo così la conformità agli standard. E i risultati parlano chiaramente: l'AI rileva in modo affidabile le cricche nei materiali conosciuti con un'accuratezza del 99%, e nei nuovi materiali con un'accuratezza del 98-99%.
Prove automatizzate su lamiere con BUP - dove la precisione incontra l'efficienza
La macchina per prove su lamiere (BUP) di ZwickRoell è la piattaforma ideale per le prove di espansione del foro. È stata appositamente progettata per le prove di deformazione sulla lamiera in metallo e offre una vasta gamma di funzioni per rendere i processi di prova più efficienti e sicuri. Un punto di forza particolare è dato dalla gestione dei provini automatizzata. Con un caricatore con capienza fino a 100 provini e rilevamento del codice 2D integrato, le prove vengono eseguite durante il turno notturno, senza intervento dell'operatore. Questo consente di risparmiare tempo e ridurre le cause di errore. BUP è anche completamente compatibile con l'estensimetro videoXtens, che integra il rilevamento delle cricche con l'AI. Questo crea un processo di prova automatizzato fluido, dall'identificazione del provino alla documentazione dei risultati.
Flessibilità per i nuovi materiali: così l'AI resta adattabile al riaddestramento
Un ulteriore vantaggio dell'AI è la sua capacità di essere riaddestrata. Quando si devono testare nuovi materiali non tradizionali, l'AI può essere nuovamente addestrata con dati aggiuntivi, sia in loco presso il cliente che nel cloud. A partire dal 2026, ZwickRoell offrirà un programma di riaddestramento speciale che consentirà ai clienti di sviluppare modelli propri sulla base di materiali specifici.
In conclusione: più qualità, meno sforzo - ecco perché l'AI e BUP stanno ridefinendo le prove sui materiali
La prova di espansione del foro con rilevamento della cricca tramite AI rappresenta un progresso significativo nelle prove sui materiali. La combinazione di software intelligente con la potente macchina di prova BUP fornisce un nuovo livello di qualità dei risultati di prova: preciso, riproducibile e indipendente dall'operatore. L'AI rileva in modo affidabile le cricche in tempo reale, consentendo di risparmiare tempo e materiali, e al tempo stesso riducendo l'impatto dell'errore umano. Allo stesso tempo, BUP è un robusto sistema di prova che può essere automatizzato e integrato in modo fluido nei moderni processi di produzione e garanzia della qualità. Con la possibilità di addestrare ulteriormente l'AI, il sistema è anche a prova di futuro e flessibile per nuovi materiali e requisiti. Le aziende che si basano su questa tecnologia non solo investono in risultati di prova migliori, ma anche in efficienza, sicurezza e innovazione.
