Tecnologie per il controllo qualità nell’industria moderna
L’evoluzione dei processi industriali sta spingendo il controllo qualità verso soluzioni sempre più integrate, rapide e affidabili. In molti settori — elettronica, food, batterie, automotive — non è più sufficiente valutare l’aspetto esterno di un prodotto: diventa essenziale analizzarne la struttura interna, individuando difetti o contaminanti senza interrompere la produzione. In questo contesto, l’ispezione raggi X in linea ad alta risoluzione sta assumendo un ruolo strategico.
Ispezione in linea: controllo continuo
L’ispezione in linea permette di effettuare verifiche in tempo reale mentre il prodotto avanza lungo la linea produttiva. Rispetto alle soluzioni offline, consente maggiore produttività, riduzione degli scarti e interventi immediati in caso di anomalie.
Le applicazioni sono trasversali: rilevamento di corpi estranei negli alimenti, controllo di saldature e componenti mancanti nei PCB, verifica di interconnessioni nei semiconduttori, analisi di difetti strutturali nell’automotive o nelle celle per batterie. La sfida è coniugare velocità di ispezione e qualità dell’immagine.
Alta risoluzione: equilibrio tra sorgente e rivelatore
In ambito industriale, la “alta risoluzione” è streattamente legata alle dimensioni del difetto da individuare che possono variare da alcuni millimetri fino a pochi micron, come accade nelle schede elettroniche (PCB). Per questo motivo, un sistema ad alte prestazioni è sempre il risultato del giusto equilibrio tra sorgente a raggi X, geometria del sistema e tecnologia di rivelazione. L’uso di detector lineari o pannelli ad area, insieme alla modalità di acquisizione, permettono infatti di adattare il sistema alle diverse esigenze applicative.
Sorgenti microfuoco MFX
Alla base di ogni sistema ad alta risoluzione vi è la sorgente. Le sorgenti microfuoco (MFX) Hamamatsu offrono una macchia focale estremamente ridotta, fondamentale per mantenere la nitidezza dell’immagine, soprattutto con elevati ingrandimenti geometrici.
Il lineup Hamamatsu copre un ampio range di tensioni, potenze e configurazioni. Si distinguono due famiglie principali:
- Sealed type: compatte, affidabili e ideali per sistemi industriali in linea grazie alla bassa manutenzione.
- Open type: adatte ad applicazioni che richiedono tensioni più elevate o massima risoluzione, sebbene richiedano una manutenzione periodica e apparecchiature di supporto aggiuntive, come, ad esempio , una pompa a vuoto.
Gamma di sorgenti e sensori per prove non distruttive con raggi X di Hamamatsu Photonics :
Le tensioni operative spaziano da 20 a 300 kV, con spot minimi di 0.2 μm per i modelli open‑type e 2 μm per quelli sigillati.
La scelta della sorgente è solo il primo passo: la qualità finale dipende in modo decisivo dalla tecnologia di rivelazione.
Rivelatori lineari: velocità ed efficienza
Per molte applicazioni in linea, i rivelatori lineari sono la soluzione più efficace. L’acquisizione riga per riga è ideale per oggetti in movimento continuo e consente di coprire, grandi larghezze a velocità elevate.
Schema esemplificativo del meccanismo del time-delayed-integration (TDI):
Sono disponibili diverse modalità di imaging: singola energia, doppia energia e TDI
Le telecamere X‑ray TDI Hamamatsu della serie C12300, ad esempio, combinano pixel da 48 μm con 150 stadi di integrazione, migliorando sensibilità e rapporto segnale/rumore senza sacrificare la risoluzione. Questo approccio permette di rilevare dettagli fini anche su prodotti che si muovono a velocità elevate (vedi esempio nella figura seguente).
Esempio di ispezione in linea di batterie al litio cilindriche. A sinistra: rappresentazione di un sistema con sorgnete MFX (in primo piano) e telecamera TDI (sullo sfondo). A destra: Immagine raggi X con zoom sulla distanza tra anodo e catodo.
Dal 2D alla CT in linea
Esempio di ispezione 2D di un dispositivo elettronico ottenuta con il flat panel C16401SK-51 e MFX da 130 kV L9181-02
Accanto all’imaging planare 2D, come l’esempio mostrato nella figura a fianco, sta crescendo l’interesse per la Tomografia Computerizzata (CT) in linea o near‑line. Questa tecnologia consente di ricostruire il volume interno del prodotto, fornendo una visione tridimensionale essenziale per componenti complessi, multilayer o ad alta densità.
Per queste applicazioni entrano in gioco i flat panel X‑ray. Hamamatsu offre, ad esempio, il modello C16401SK-51 con pixel da 100 μm, progettato per garantire uniformità e stabilità dell’immagine, caratteristiche indispensabili per la tomografia industriale. Integrare la CT nel flusso produttivo apre nuove possibilità per il controllo qualità avanzato, riducendo la necessità di analisi distruttive o test offline. Nel seguente video riportiamo un esempio di ricostruzione tomografica di una batteria al litio cilindrica:
Video: ricostruzione tomografica di una batteria al litio cilindrica ottenuta con flat panel C16401SK-51 + MFX 130 kV L9181-02.
Partner per sistemi di ispezione sempre più intelligenti
In conclusione, l’ispezione X‑ray in linea ad alta risoluzione sta diventando un punto cardine dell’industria moderna. Grazie alla disponibilità di detector lineari ad alta velocità, telecamere TDI e flat panel per CT, oggi è possibile progettare sistemi flessibili, scalabili e perfetti per le esigenze operative.
In un contesto orientato a qualità, tracciabilità e ottimizzazione, l’ispezione raggi X diventa uno strumento fondamentale per vedere “oltre” la superficie e trasformare il controllo qualità in un elemento di innovazione.
Hamamatsu Photonics offre un servizio di prove di fattibilità su campioni di prodotti e materiali, avvalendosi di diverse sorgenti e rivelatori del proprio lineup per effettuare una valutazione preliminare delle esigenze del cliente. L’esperienza maturata nel settore ci permette non solo di consigliare i dispositivi più adatti, ma anche di supportare l’utente nella scelta delle condizioni di acquisizione ottimali. Non esitate a contattarci!
