月: 2023年4月

Optisches Glas

Was ist optisches Glas?

Optisches Glas wird hauptsächlich aus Quarzstein oder Quarzsand hergestellt, der hauptsächlich aus Silizium besteht und nur sehr wenige Verunreinigungen enthält, die die Transparenz beeinträchtigen würden.

Aufgrund seiner homogenen Form und seines geringen Anteils an Luftblasen und Kratzern wird es für optische Geräte verwendet, die Licht durchlassen, wie z. B. Linsen und Prismen. Je nach Wellenlänge des verwendeten Lichts werden häufig unterschiedliche Materialien verwendet, wobei BK7 hauptsächlich im sichtbaren Bereich und Quarzglas oder synthetisches Quarzglas im ultravioletten Bereich eingesetzt wird.

Es gibt verschiedene Qualitäten von synthetischem Quarz, und es ist zu beachten, dass die Durchlässigkeit, insbesondere im ultravioletten Bereich, je nach Material und Qualität variiert.

Anwendungen von optischem Glas

Optisches Glas wird häufig für optische Elemente verwendet, die Licht übertragen, wie z. B. Linsen, Prismen, optische Filter und Fensterplatten für Detektoren, sowie für die Lichtausbreitung, wie z. B. Lichtleiter und optische Fasern. Optisches Glas wird auch in Belichtungsgeräten verwendet, die ein wichtiges Hilfsmittel bei der Halbleiterherstellung sind.

Da die Integration von Halbleiterbauelementen zunimmt, müssen auch die Reinheit und Präzision von optischem Glas weiter verbessert werden. Weitere Anwendungen sind strahlungsabschirmendes Fensterglas, das nur gegen Strahlung schützt, und eine Vielzahl anderer Anwendungsbereiche, da die Glaseigenschaften durch Zusätze verändert werden können. Zu den Anwendungen in Forschung und Versuch gehören:

1. Grundlagenforschung

In der Grundlagenforschung kann optisches Glas als Substrat verwendet werden, und es können Proben für spektroskopische Messungen auf das Glas aufgebracht oder abgelagert werden. Graphen, ein 2D-Material, das in den letzten Jahren viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen hat, wurde ebenfalls auf optisches Glas übertragen und verkauft. Graphen wird in der Regel auf Kupfersubstraten hergestellt, aber durch die Übertragung auf Glassubstrate kann es für verschiedene spektroskopische Untersuchungen verwendet werden, da das Durchlicht beobachtet werden kann.

2. Optische Experimente mit Lasern

Optisches Glas kann auch für optische Experimente mit Lasern verwendet werden. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn optisches Glas als Zwanzigstel-Reflektor verwendet wird. Im Allgemeinen hat Glas bei den Wellenlängen des blauen Lichts einen höheren Brechungsindex als bei den Wellenlängen des roten Lichts, und das blaue Licht breitet sich schneller aus als das rote Licht in dem Licht, das es durchläuft.

Aus diesem Grund kann optisches Glas auch zur Steuerung der Wellenlängendispersion von gepulstem Licht in gepulsten Lasern verwendet werden, um die Impulsbreite zu erhöhen (Chirp) oder zu verringern, wenn es sich um Licht handelt, das in einem bestimmten Bereich auf der Zeitachse vorhanden ist, wie bei gepulsten Lasern.

Funktionsweise des optischen Glases

Unter den optischen Gläsern hat synthetisches Quarzglas keine inneren Blasen oder Kratzer, ist hochtransparent und kann Licht im ultravioletten Bereich durchlassen. In der Vergangenheit war synthetischer Quarz das optische Element, das ultraviolettes Licht durchlässt, aber in den letzten Jahren hat der technologische Fortschritt zur Entwicklung von Produkten geführt, die Licht im ultravioletten Bereich unter Verwendung von Harz durchlassen, wie z. B. von AGC.

Neben der Lichtdurchlässigkeit bei den einzelnen Wellenlängen und den Fremdkörpern ist bei optischem Glas auch die Uneinheitlichkeit des Brechungsindex von Bedeutung, die so genannte Äderung. Diese wird durch die lineare oder schichtweise Anordnung von Glasmaterial verursacht, das sich vom Hauptbrechungsindex unterscheidet. Nehmen wir zum Beispiel eine Linse, ein optisches Bauteil, das Licht beugt und bündelt. Je größer der Unterschied im Brechungsindex zwischen der Linse und der Luft ist, desto stärker wird das Licht gebeugt, und je näher das Licht von der Linse aus fokussiert werden kann (kürzerer Brennpunkt), desto kleiner kann das optische System gebaut werden.

Schneiden und Polieren sind die gebräuchlichsten Herstellungsverfahren. Für geschmolzenes Quarzglas jedoch, das einen niedrigen Schmelzpunkt hat, können auch Formen, Pressformen und andere Herstellungsverfahren verwendet werden, die eine kostengünstige Massenproduktion ermöglichen. Die Entscheidung, ob eine oder beide Seiten optisch poliert werden, wird bei der Bestellung getroffen, und die Preise variieren.

Weitere Informationen über das optische Glas

Brechungsindex des optischen Glases

Der Brechungsindex von optischem Glas ist im ultravioletten Bereich größer als im infraroten Bereich und weist eine gleichmäßige Dispersion auf. Diese Dispersion hängt vom Glasmaterial ab und ist bei optischen Experimenten, die den Brechungsindex verwenden, sehr wichtig.

Zum Beispiel beträgt der Brechungsindex von synthetischem Quarzglas bei einer Wellenlänge von etwa 340 nm etwa 1,48, bei 650 nm 1,457 und bei 900 nm 1,452. Andererseits beträgt der Brechungsindex von BK7 etwa 1,54 bei einer Wellenlänge von etwa 340 nm, 1,514 bei 650 nm und 1,509 bei 900 nm. Die Dispersion des Brechungsindexes wird von den Herstellern angegeben und kann im Voraus überprüft werden.

Die Wellenlängendispersion des gepulsten Lichts eines gepulsten Lasers wird durch die oben genannten Unterschiede im Brechungsindex beeinflusst. Je nach Material und Glasdicke kann die Gruppengeschwindigkeitsdispersion der Pulse gesteuert werden. Die Pulsform kann daher auf der Grundlage der Informationen über die Unterschiede im Brechungsindex der einzelnen Wellenlängen entworfen werden.

埋込機

埋込機とは

埋込機とは、一定のサイズの樹脂へ試料を埋没させるために使用する装置のことです。

小さなサンプルの金属組織、めっき、塗装の膜厚などを確認する際に、指でのサンプル保持が困難なため、容易に研磨工程の作業を行う用途で埋込機を使用します。ただし、樹脂埋没の工程で加熱や加圧などの工程を伴う種類もあり、低融点材料や軟質材料の埋没には注意が必要です。

埋込機による埋込方法には、熱や圧力が必要な加熱加圧埋込と熱や圧力が必要ない常温硬化埋込があります。サンプルを埋め込むための樹脂には、主にエポキシ、フェノール、アクリルなどが使われています。エッジ保持、硬度、硬化時間などを考慮して、埋込機を選択可能です。

埋込機の使用用途

埋込機は顕微鏡観察用として試験片を準備する際に、樹脂にサンプルを埋め込むために用いられています。埋込機を使用した埋め込みのメリットは手作業による取り扱いが容易になるためです。埋め込みによって自動研磨機を用いて研磨できます。金属の材料組織、硬度、組成を検査する際に、埋込機を利用する場合が多いです。

埋込機によって樹脂へ材料片を埋め込むことで、研磨の際のダレを防止できるだけでなく、指で持って研磨する際にエッジを保持できます。構造完全性の表面評価のためにも、エッジの保持は重要ですが、特に自動研磨用のホルダーを用いれば、研磨条件が安定します。小形や異形の材料で優れた試料面が得られるため、非常に有利です。

埋込機の原理

埋込機を用いた加熱加圧埋込では、熱と圧力によって試料を樹脂で包埋します。ハンドプレス、電動プレス、半自動プレスで加圧して、温度が制御されたヒーターにより加熱するため、短時間で材料を樹脂に埋め込みます。加熱加圧埋込は、熱や圧力で影響を受けない試料を大量かつ素早く埋め込むために適した方法です。

冷却水の給排水の設備がない環境では、埋込機に循環冷却タンクを接続して使用できます。循環冷却タンクは埋込機の冷却水の給水や排水ができ、圧力センサによって給水のONとOFFを制御可能です。タンクの水はヒーターユニットの配管を回っているだけであり、一般の排水口へ流せます。

常温硬化埋込では、アクリルやエポキシなどの樹脂を混合して埋込用カップに注入します。試料を埋め込む際に一部の特殊システムを除いて、圧力や外部の熱は必要ありません。常温硬化埋込は、高温や高圧によってダメージを受ける可能性があるサンプルや少量の試料の埋め込みに適しています。

埋込機の構造

埋込機はヒーターユニット以外にも、上ラム、中間ラム、下ラム、モールドなどから構成されています。モールドのみを取り外して交換すれば、さまざまな径の試料を埋め込めます。循環冷却タンクを埋込機に接続すると冷却水の給排水が可能です。埋込機との接続には給水ホースや排水ホースを用います。

埋め込む試料や方法のほか、最終解析の目的に合わせて、埋め込み用のアクセサリが必要です。埋め込みの取り外しの際に、離型剤は加熱加圧埋込と常温硬化埋込の両方で使用可能です。モールド用のスプレー離型剤や粉末離型剤などがあります。樹脂の性能や色を変えるために、常温硬化樹脂用ピグメント、フラットエッジフィラー、導電性フィラーなどが役立ちます。埋込試料を保持できるサポートクリップ以外にも、サイズや形状に合わせた埋込用カップも追加可能です。

埋込機の種類

埋込機には全自動式と半自動式があります。全自動式では、試験片の研磨や研磨の前工程に使用し、自動的に加熱や加圧埋め込みが可能です。半自動式では、手動で油圧プレスにより埋め込むことが必要です。

自動埋込機には1軸タイプだけでなく、埋込ユニットが2つあり、モールドを2種類取り付け可能な2軸タイプもあります。2軸タイプの自動埋込機は、埋込径が複数必要な現場や埋込量の多い場合に適しています。自動埋込機によっては、特殊な埋め込みにも対応しており、プログラムで管理可能です。

埋め込みの関連機器として、常温樹脂の硬化で生じる気泡を減らし、試料の密着性や透明度を改善する真空含浸脱泡器や加圧含浸脱泡器などもあります。短時間で試料を乾燥させるためには、大容量のヒーターやブロアを有する試料乾燥機も必要です。

埋込機の選び方

埋込機の断熱材やカバーでヒーターが保護されていて、水冷方式によって埋込試料を短い時間でも冷却できれば、安全性が高いです。その一方で、ヒーターが剥き出している旧型の埋込機は危険です。それに加えて、冷却機能がない埋込機を用いると、埋込不十分の熱い試料を取り出した際に、樹脂が破裂する可能性もあります。

埋込機を使用するために、熱間埋込用樹脂のような消耗品が必要です。熱間埋込用樹脂の具体例として、フェノール樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられます。フェノール樹脂は経済性に優れており、アクリル樹脂は埋込成形後に透明になり、エポキシ樹脂は硬度と密着性に優れています。それ以外にも、硬度が高くて寸法安定性に優れたアリル樹脂のほか、硬化時間が早くてコストパフォーマンスに優れたポリエステル樹脂なども選択可能です。

モリブデンワイヤ放電加工機

モリブデンワイヤ放電加工機とは

モリブデンワイヤ放電加工機とは、モリブデンのワイヤを用いたワイヤ放電加工機です。

ワイヤ放電加工機は電気を流す金属を切断するための加工機です。0.2mm～0.5mm程度の非常に細い金属の糸に高電圧をかけ加工対象の金属に近づけることで、ワイヤとワークとの間で起こるアーク放電によってワークを溶かして切断します。

木を切断する際にノコギリを使用しますが、糸ノコギリが小さな木の切断や複雑な形の切断に向いているように、ワイヤ放電加工機も小さなワークの切断やワークを複雑な形状や曲線に切断するのに適しています。

モリブデンワイヤ放電加工機はワイヤ線にモリブデン鋼を使用することで、溶接の巣や多孔質金属などの加工でも断線せず加工可能であることと、50時間から100時間ほど繰り返してワイヤを使用できるなど、真鍮を使用するワイヤ放電加工機と比較していくつかの優れた点があります。

モリブデンワイヤ放電加工機の使用用途

金属を加工する工作機には旋盤やフライス盤などがあります。両者はワークを加工するのに刃物を使用します。刃物でワークを加工する場合には、刃物の方がワークより硬くなければなりません。それに対して、ワイヤ放電加工機は鉄、銅、アルミ、真鍮から超硬合金まで電気が流れるものであれば、何でも切断できます。ワイヤ放電加工機は特に金型加工や機械部品の分野で多く使われています。

モリブデンワイヤ放電加工機の原理

ワイヤ放電加工機で加工できるワークは電気を通す金属でできたものです。電気を通す金属であればどんなに硬い金属でも加工できます。

1. 放電

加工機のワイヤにワークを近づけ、高電圧をパルス状に掛けると、ワイヤとワークとの間にアーク放電が起き、両者の表面の温度が最大で約7,000℃に達し、殆どの金属が溶けます。放電による加工は、加工液を吹きかけることにより、溶けた金属は瞬時に液体の流れによって取り除かれます。

2. 速度

ワイヤ放電加工では、1秒間に数千～数十万回パルス放電を行い、ワークの表面を徐々に削り取ってゆきます。削り取る速度はワークの性質と厚さによって異なります。ワークがアルミ (融点660.3℃) の場合には、鉄 (融点1,583℃) の場合よりも早く加工できます。また、ワークの厚みが大きいほど加工の速度が遅くなります。

3. ワイヤ使用回数

パルス放電をすると、ワイヤの表面も溶けて細くなります。ワイヤの太さは0.18mm～0.22mmと細く、モリブデンワイヤ放電加工機ではワイヤにモリブデン鋼を使用しているため、耐久性に優れていて50時間から最大で100時間ほどの放電に耐えられると言われています。このため、モリブデンワイヤ放電加工機にはワイヤの巻き戻し機構が備わっています。

その他、モリブデンワイヤ放電加工機には放電を水や油に浸して行うのではなく、加工液を吹きかける方式として雰囲気中の抵抗値の変化をなくし連続加工できるようにして作業の利便性を高めている装置があります。

また、真鍮ワイヤーと比べてモリブデン鋼ワイヤーは安価であり繰り返し利用もできる為ランニングコストも約6割程削減する事が可能です。

モリブデンワイヤ放電加工機の構造

モリブデンワイヤ加工機は、あらかじめプログラムで製作された設計データに基づいて、ステージにセットしたワークを上下方向に張られたモリブデンワイヤを使って加工します。

ワイヤーカット治具は、ワークの大きさに合わせて1個または複数個、ステージの内側に向けて取り付けるようになっています。

ワークは治具に取り付けられて位置決めされます。モリブデンワイヤ放電加工機は、吹き掛け式加工の為、浸水式加工と比べて使用電力量に大きな差があります。浸水式のように水の温度を一定に保つ必要が無い為待機電力も少なく、エコな工作機です。

ワイヤーカット治具

ワイヤーカット治具とは

ワイヤーカット治具とは、ワイヤーカット放電加工機で加工する金属製のワークを加工機のステージにセットするための治具のことです。

ワイヤ放電加工機は、直径1mm以下の太さの細い金属製ワイヤーに高いパルス電圧をかけて、ワークの金属との間にアーク放電を連続して発生させ、金属を溶かしながら加工、切断する工作機械です。ワイヤ放電加工機を使うと鋼鉄のような硬い金属も加工できます。CADで設計した部品図のデータに従って、ステージが正確に動きながら加工を進めます。

ワイヤ放電加工機はこのように優れた加工性能を持つため、金型や工作機械の金属部品を製造する際によく使われます。ワイヤー加工法電機が高精度に加工を行うためには、ステージにX,Y,Z軸方向のいづれの方向に対しても寸法の狂いなくセットされ、加工開始から終了まで全くズレることなく保持されていなければなりません。

そのために、ワイヤーカット治具はワークを確実に保持しなければなりません。さらに、対象のワークが大きい場合や重い場合には、ワークを1つの治具で保持するのではなく、複数個の治具で1つのワークを保持します。その時、ワークの傾きや位置を調整するためには、ワイヤーカット治具同士が連携してワークの傾きを調整できる必要があります。

また、ワークの形や厚さ、材質は様々なので、ワイヤーカット治具がワークを挟むクリップ部もいくつかの種類や大きさが存在します。

ワイヤーカット治具の使用用途

ワイヤーカット治具は、ワイヤ放電加工機においてワークをステージにセットするための取り付け治具です。ワイヤーカット治具には、ワークを治具にセットした際にワークがステージに対してX-Y-Zの三軸で平行になるように調整のためのネジが付いています。

ワイヤーカット治具の原理

ワイヤ放電加工機は、機械の中心部付近に、内側がくり抜かれて外周部分だけが残った四角いテーブルのような枠の形をしたステージがあります。ステージの上面の4辺には、それぞれ金属性で細長い板状の治具バーが取り付けられています。治具バーには等間隔にネジ穴が切ってあり、ワイヤーカット治具はこのネジ穴を固定用に使います。

ワイヤーカット治具には様々な形状と大きさが存在しますが、いずれもワークをステージから中心方向に張りだす形で固定します。ステージの中央部付近には上部から、加工用の電極になるワイヤーが下りてきて、下部にあるホールに巻き取られて行きます。ワークには様々な大きさがあり、重さも形状も無限にあるので、ワイヤーカット治具の形状や大きさも様々です。

ワイヤーカット治具の種類

1. 単純な形をしたワイヤーカット治具

治具バーの穴の上に、受け側 (クリップの下側) の治具を置いて上から支柱となる棒を通して治具バーに固定し、受け治具の上にワークを乗せた状態で、上から固定治具 (クリップの上側) を支柱を通して降ろします。固定治具についているハンドルを回すことで、受け側の治具と、固定治具とでワークを固定します。

2. 少し複雑なワイヤーカット治具

水平方向に延びるアームを、治具バーのネジ穴を使ってねじ止めし、アームの先端に受け側と固定側の治具が付いています。上下の治具の付け根には高さ調整用のネジが付いており、このネジを廻すことで高さを微調整できるようになっています。

ワイヤーカット治具は、加工の間ワークがずれ動かないように保持していることと、加工を始める前にワークの位置決めと平行出しをするために、ワークの取り付けの微調整が行える機能を備える必要があります。ワークが大きくなると、X方向の治具バーに間隔をあけて2つの治具を取り付けて2点支持でワークを固定したり、さらにY方向の治具バーにもう1つ治具を付けて3点支持でワークを支えることもあります。

3. ワイヤーカット用平行出し治具

ワークの支持点が増えると、ワークの平行出し作業が難しくなり、ワークの取り付け作業にかかる時間が長くなります。この作業を簡単化するために、ワイヤーカット用平行出し治具も製品化されています。

ワイヤーカット用平行出し治具は、2つのネジ穴を使って治具バーに固定されます。ワイヤーカット用平行出し治具の先端部には、ネジ穴がいくつも並んで開いていて複数のワイヤーカット治具が取り付け可能な、ベースと言われる板を降り付けます。ワイヤーカット用治具は、このベースの様々な傾きの微調整ができるようになっています。ワイヤーカット用平行出し治具を使うと、ワークの取り付け作業にかかる時間を短縮できます。

ワイヤーカット治具の選び方

ワイヤーカット治具の先端部にあって、ワークを掴むクリップにも様々な形状のものがあります。単純な平板の板を掴む汎用的なものから、ワークの角や円形になったコーナー部を掴むものなど様々です。ワイヤー放電加工機を使いこなすにはワイヤーカット治具の選択も重要です。ワイヤーカット治具の選択に当たっては、カタログや仕様の入手にとどまらず、メーカーや取扱店との連携が必要となります。

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Signalgenerator

Was ist ein Signalgenerator?

Signalgeneratoren Ein Signalgenerator ist ein Gerät, das verschiedene elektrische Signalformen erzeugt.

Die erzeugten Signale werden als Testsignale in allen Arten von Geräten verwendet. Die Signale, die erzeugt werden können, reichen von Hochfrequenz- (HF), Standard- und Audiosignalen einschließlich digitaler Modulation für die Funkkommunikation, bis hin zu solchen, die Pulswellen erzeugen.

Anwendungen von Signalgeneratoren

Signalgeneratoren werden verwendet, um zu prüfende Geräte und Hochfrequenzkomponenten für die Telekommunikation mit Hilfe von Pseudosignalen zu simulieren, zu messen, zu bewerten und zu debuggen, bevor die Tests durchgeführt werden.

Signalgeneratoren sind keine Geräte, die zu Messzwecken verwendet werden, da sie nur die Funktion haben, Signalverläufe für Tests als Referenz zu erzeugen. Dies unterscheidet sie von Messgeräten wie Oszilloskopen, Digitalmultimetern und Spektrumanalysatoren, die zur Auswertung der zu prüfenden physikalischen Größe verwendet werden.

Funktionsweise von Signalgeneratoren

Die Erzeugung von Wellenformsignalen in Signalgeneratoren basiert heutzutage auf der Eingabe eines digitalen Signals, das in ein analoges Signal umgewandelt wird. In der Praxis wird dieser Vorgang von einer digitalen Schaltung, der so genannten direkten digitalen Synthese (DDS), durchgeführt.

Der DDS besteht aus einem Phasenakkumulator, einem Wellenform-ROM und einem D/A-Wandler. Wenn der Frequenzeinstellwert N synchron mit dem Taktgeber integriert wird, wird eine digitalisierte Dreieckswelle mit einer zu N proportionalen Rate erzeugt. Die aus diesen Daten durch Adressierung des Wellenform-ROMs ausgegebene Wellenform wird durch einen D/A-Wandler analog gewandelt und durch einen Niederfrequenzfilter geleitet, um eine glatte analoge Wellenform zu erhalten.

In der Regel handelt es sich bei der im Wellenform-ROM gespeicherten Wellenform um eine Sinuswelle, so dass auch die Ausgangswellenform eine Sinuswelle ist. Kehrt man nun zum Grundgedanken der inversen Fourier-Transformation zurück und bedenkt, dass jede beliebige Wellenform durch die Zusammensetzung von Sinuswellen erzeugt werden kann, so kann ein Signalgenerator durch die Kombination der so erzeugten Pseudo-Sinuswellen praktisch jede Wellenform erzeugen.

Art der Signalgeneratoren

Es gibt verschiedene Arten von Signalgeneratoren, aber die folgenden zwei sind typische Beispiele.

1. Funktionsgenerator

Einer der vielseitigsten Signalgeneratoren ist der Funktionsgenerator. Unter den Signalgeneratoren wurden mit der Entwicklung der Digitaltechnik solche entwickelt, die mit einem einzigen Signalgenerator beliebige Wellenformen erzeugen können.

Da Funktionsgeneratoren jedes beliebige Signal simulieren können, ist es möglich, das zu prüfende Gerät zu debuggen und einzustellen, indem man es mit Pseudosignalen simuliert, bevor man es im Feld testet. Signalgeneratoren zur Erzeugung von digital modulierten Hochfrequenzsignalen werden neben Spektrumanalysatoren und Leistungsmessern auch häufig zur Charakterisierung von elektronischen HF-Komponenten eingesetzt.

2. Signalgeneratoren für die Erzeugung digital modulierter HF-Wellenformen

Signalgeneratoren sind auch für die Erzeugung digital modulierter HF-Wellenformen für komplexe Modulationswellenformen wie 5G- und Wi-Fi-Signale erhältlich. Diese sogenannten Vektor-Standardsignalgeneratoren (digitale Standardsignalgeneratoren) verfügen über einen integrierten I/Q-Modulator.

Daher ist eine Aufwärtskonvertierung zu I/Q-Modulationsschemata wie 1024QAM und QPSK möglich. In Kombination mit einem IQ-Basisbandgenerator kann dieser Signalgenerator die meisten Signale innerhalb der vom Kommunikationssystem unterstützten Informationsbandbreite emulieren und ausgeben.

Weitere Informationen über Signalgeneratoren

1. Verwendung von Signalgeneratoren

Signalgeneratoren sind neben Voltmetern, Amperemetern, Signalanalysatoren und Leistungsmessern von zentraler Bedeutung für die Messung von elektronischen Schaltungen. Heutzutage bieten Gerätehersteller Messumgebungen an, mit denen beliebige Signale für komplex modulierte digitale Systeme erzeugt werden können, indem sie mit speziellen Softwareanwendungen auf PCs verwendet werden.

Neben komplexen, hochmodernen Digitalsystemen gibt es für Einsteiger in elektronische und elektrische Schaltungen auch Bausätze für Messgeräte, die auf einfache Weise Signale erzeugen können. Da diese Bausätze nicht mit den neuesten komplexen Signalen arbeiten, können sie zu sehr günstigen Preisen über Online-Händler erworben werden.

Dieser Signalgenerator-Bausatz kann grundlegende Sinus-, Dreieck- und Impulssignale sowie deren Betriebsfrequenzen in beliebiger Höhe ausgeben und ist damit ein sehr nützliches Gerät für die experimentelle Überprüfung kleiner elektronischer Schaltungen, auch für Anfänger in elektronischen und elektrischen Schaltungen.

2. Erfassung von Signalwellenformen für Schaltungssimulatoren

In jüngster Zeit haben einige Hersteller von Messgeräten eine EDA-Umgebung entwickelt, die eine Schaltungssimulation von tatsächlichen Signalwellenformen ermöglicht, was für Entwickler von HF-, Analog- und Digitalschaltungen sehr nützlich ist.

In der Vergangenheit wurde beispielsweise die Auswirkung des nichtlinearen HF-Verhaltens auf die Verzerrung digital modulierter Signalformen in der Regel durch Eingabe der tatsächlichen modulierten Wellenformen bewertet oder alternativ durch das IMD-Verhalten (Intermodulationsverzerrung) verifiziert und in die Schaltungsentwicklung zurückgeführt.

Nun ist es jedoch möglich, die tatsächliche Modulationssignalform selbst in analoge HF-Schaltungen und Front-End-Module auf einem Schaltungssimulator einzubinden und die Eigenschaften von Kommunikationssystemen, wie z. B. EVM (Modulationsgenauigkeit), aus der Perspektive des Schaltungsentwurfs auf einem Simulator zu untersuchen.

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Alambrón

¿Qué es el Alambrón?

El alambrón es un material metálico lineal que ha sido enrollado. Hay dos tipos: el material laminado en caliente (as-rolled) y el alambre de acero (wire), que se trefila a partir del material laminado en caliente. Los materiales se clasifican en alambrón blando, alambrón de alto contenido en carbono, cuerda de piano, alambre de núcleo de alambrón de soldadura, alambrón de forja en frío y alambrón de acero inoxidable.

Mediante la laminación en varios trenes de laminación en caliente, los tochos se transforman en diámetros más pequeños, de 5 a 20 mm. Si se desea obtener un alambre aún más fino, se procede al trefilado. El recocido (tratamiento térmico) y el decapado (desoxidación y aplicación de una película lubricante) suelen realizarse como tratamiento previo al trefilado.

Usos del Alambrón

El alambrón de acero ordinario se utiliza principalmente como material para productos que no requieren mucha resistencia, como alambres, clavos, mallas metálicas y tornillos. También se utiliza como material para redes de alambre para fijar piedras de arrecifes de peces, fijar tetrápodos en diques y fijar rocas en laderas de acantilados.

Por otra parte, el alambrón especial se utiliza en aplicaciones de cables de acero que requieren gran tenacidad y durabilidad, aplicaciones de alambre trenzado de acero, materiales para muelles de alambre, materiales para núcleos de neumáticos conocidos como cordones de acero, así como en aplicaciones de alambrón para soldadura por arco revestido y núcleo de alambre para soldadura. También se utiliza como material de núcleo (barras principales y auxiliares) para postes y pilotes utilizados como miembros estructurales en la construcción.

Tipos de Alambrón

El alambre de acero dulce se fabrica a partir de material laminado en caliente, que se enfría y se trefila en una trefiladora. El alambre de acero duro se fabrica primero en una estructura perlítica fina y espaciada en micras mediante el patinado de la estructura metálica de carburo de hierro Fe3C (cementita). A continuación, el alambre se trefila para reducir aún más el espaciado de la perlita y aumentar su resistencia.

El alambre de acero dulce se utiliza para barras de acero y muelles, así como para pernos, tuercas y clavos. Los pernos se utilizan no sólo para aplicaciones de automoción y maquinaria, sino también para pernos de anclaje de cimientos de edificios.

El alambre de acero duro que contiene entre un 0,65 y un 0,95% de carbono se conoce como material con alto contenido de carbono y se utiliza como material de núcleo para estructuras de hormigón, cables de suspensión para puentes de gran longitud y cordones de acero para interiores de goma de neumáticos.
Entre los materiales distintos del acero se encuentran el alambre de acero revestido de cobre (alambre CP), el alambre de cobre para uso eléctrico (alambre FR) y el alambre de bronce fosforado (PBW), que están disponibles en forma de alambre redondo, cuadrado, plano y moleteado.

Cuando se utiliza con revestimiento, la capa de revestimiento está hecha de estaño y diversas composiciones de soldadura con diferentes puntos de fusión, que se seleccionan en función de las condiciones de uso y aplicación.

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Tornillo de Banco

¿Qué es un Tornillo de Banco?

Un tornillo de banco es una de las herramientas utilizadas para fijar la pieza que se va a mecanizar. A veces también se denomina tornillos de banco macizos. Como tornillo de banco de mecanizado, se monta en la mesa de la máquina herramienta.

En el caso de los tornillos de banco para taladrar, se montan en la mesa de la taladradora y se utilizan para sujetar la pieza de trabajo. Simplemente sujetando la pieza en el tornillo de banco, la pieza queda automáticamente paralela a la mesa de la taladradora.

Los tornillos de banco tienen un fondo hueco en la boca donde se sujeta la pieza de trabajo, para que el propio tornillo no se dañe después de que se haya perforado un agujero a través de él con un taladro o una herramienta similar.

Cómo utilizar los Tornillos de Banco

Fije el tornillo de banco a la mesa de la taladradora utilizando las abrazaderas de montaje (tornillos de montaje). Las abrazaderas deben apretarse temporalmente para poder ajustar posteriormente el paralelismo del tornillo de banco.

A continuación, compruebe el paralelismo del tornillo de banco con un reloj comparador o similar. Si no están paralelos, ajústelos.

Después de confirmar que el tornillo de banco está paralelo, apriete la abrazadera apretada temporalmente para fijar el tornillo de banco en su sitio. Después de confirmar que el tornillo de banco está paralelo a la mesa, coloque la pieza a fijar en la abrazadera. Girando la manivela se mueve la parte móvil de la boquilla, apretando y fijando la pieza de trabajo. Compruebe que la pieza de trabajo sujeta no se tambalea ni se levanta y que está bien sujeta.

Cómo elegir un Tornillo de Banco para Taladrar

Al seleccionar un tornillos de banco, asegúrese de comprobar la anchura de la boca y la anchura máxima de apertura de la parte de sujeción de la pieza de trabajo. Compruebe también que el tornillo de banco pueda montarse en la máquina a la que se va a fijar y que no supere la capacidad de carga de la máquina. Además, el material y la funcionalidad del cuerpo del tornillo de banco deben ser adecuados para el entorno de trabajo y la máquina herramienta que se va a instalar. A continuación se resumen los puntos a tener en cuenta a la hora de seleccionar un tornillo de banco.

Material del Cuerpo
Un tornillo de banco para taladrar fabricado con hierro fundido (hierro fundido mezclado con carbono) es resistente al desgaste y absorbe las vibraciones, por lo que es adecuado para operaciones que generan vibraciones, como el corte y el taladrado. Además, la fundición dúctil es muy fuerte y tiene una gran resistencia al impacto y a la tensión, así como elasticidad, lo que garantiza una gran fuerza de sujeción.
Funcionalidad
Los tornillos de banco con acabado de precisión tienen un acabado de alto paralelismo en la superficie inferior, lo que garantiza un mayor paralelismo entre la taladradora y el tornillo de banco cuando se monta en la mesa de la taladradora. El alto paralelismo evita el traqueteo o la inclinación en la mesa de la taladradora.

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Llave de Vaso

¿Qué es una Llave de Vaso?

Llaves de vaso son herramientas que permiten sujetar y apretar tornillos y tuercas.

Se pueden utilizar del mismo modo que los alicates y se denominan alicates de vaso si están diseñados para el mantenimiento de tuberías de agua.

La anchura de apertura se puede ajustar con precisión mediante el mango, lo que facilita el ajuste de la anchura de apertura más que con una llave inglesa. Además, al igual que la llave inglesa, los alicates aplican el par de apriete por dos lados, pero la llave de vaso utiliza el mango para sujetar firmemente el tornillo o la tuerca, por lo que hay menos riesgo de dañar la esquina.

Usos de las Llaves de Vaso

Las llaves de vaso se caracterizan por combinar la función de unas tenazas, que pueden agarrar tornillos y tuercas, con la función de una llave inglesa o llave de mono, que puede apretar lo que agarra.

Las Llaves de vaso tienen una anchura de apertura ajustable, al igual que las llaves inglesas. La superficie plana de las tenazas les permite agarrar la cara del tornillo o la tuerca y apretarla, lo que dificulta el lamido de las esquinas del tornillo o la tuerca y las hace adecuadas para apretar tuercas chapadas y para apretar tuercas.

Cómo elegir Llaves de Vaso

A continuación se indican algunos puntos a tener en cuenta a la hora de elegir unas Llaves de vaso.

Tipo de Agarre

Existen dos tipos de Llaves de vaso: las de plástico y las de confort.

Los mangos de plástico son los más comunes y no son muy gruesos. Esto hace que sean fáciles de manejar con la punta de los dedos y adecuadas para trabajos minuciosos.

Las empuñaduras de confort están hechas de dos materiales diferentes y se caracterizan por una distinción de color rojo y azul en las distintas zonas del material. La parte de la empuñadura que está en contacto directo con la mano es de un material blando, lo que la hace adecuada para trabajar durante largos periodos de tiempo. Se caracterizan por ser más pesadas que las empuñaduras de plástico.

Ancho de Apertura

Llaves de vaso tienen diferentes anchuras de apertura en función del producto. Cuanto mayor sea la anchura de apertura, mejor podrá manejar la llave tuercas de distintos tamaños. Cuanto más baratas son las tenazas, más estrecha suele ser la anchura de apertura, pero no es necesario elegir unas tenazas con una gran anchura de apertura sólo para uso general. Si la llave se va a utilizar para tuercas de varios tamaños, por ejemplo en una fábrica, se debe elegir una llave de alicates con una gran anchura de apertura.

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Antraquinona

¿Qué son las Antraquinonas?

Las antraquinonas son compuestos orgánicos pertenecientes a la familia de los aromáticos, que también se encuentran en plantas naturales como el aloe.

Su nombre sistemático IUPAC es antraceno-9,10-diona. Otros nombres son 9,10-antracenediona, antraceno-9,10-quinona y antradiona. Son la fuente de pigmentos en la cáscara y las hojas.

Usos de las Antraquinonas

Las antraquinonas se utilizan principalmente en la industria. Por ejemplo, pueden utilizarse como materiales de partida para la producción de tintes de antraquinona. Los tintes fabricados a partir de antraquinonas se caracterizan por su “resistencia a la luz solar y al lavado” y sus “colores vivos y ricos”, por lo que se clasifican como tintes de gama alta.

Otras aplicaciones incluyen productos intermedios en la fabricación de laxantes, aditivos en la evaporación de la pulpa y transportadores de hidrógeno en la producción de peróxido de hidrógeno. En el sector agrícola, también pueden utilizarse como repelentes de aves.

Propiedades de las Antraquinonas

La antraquinona tiene un punto de fusión de 286°C y un punto de ebullición de 379,8°C. A temperatura ambiente, se presenta en forma de cristales amarillos.

La antraquinona es soluble en nitrobenceno y anilina. Es soluble en benceno y tolueno cuando se calienta, pero no en agua ni alcohol. En condiciones normales, la antraquinona es químicamente muy estable.

Estructura de las Antraquinonas

Las antraquinonas son derivados del antraceno. La fórmula química del antraceno es C14H10 y la de la antraquinona es C14H8O2. La masa molar es de 208,21 g/mol y la densidad de 1,308 g/cm3.

Existen tres isómeros: 1,2-antraquinona, 1,4-antraquinona y 9,10-antraquinona. Sin embargo, la 9,10-antraquinona suele denominarse 9,10-antraquinona.

Más Información sobre las Antraquinonas.

1. Métodos de Síntesis de las Antraquinonas

Las antraquinonas se obtienen por oxidación del antraceno.

También pueden sintetizarse mediante la reacción de Friedel-Crafts. Las antraquinonas se obtienen mediante la condensación de anhídrido ftálico con benceno utilizando cloruro de aluminio. En esta reacción, las antraquinonas pueden obtenerse por ciclación espontánea cuando se produce ácido o-benzoilbenzoico.

Las antraquinonas también pueden sintetizarse mediante la reacción de Diels-Alder del 1,3-dieno y la naftoquinona (1,4-naftoquinona).

2. Reacciones con Antraquinonas

La síntesis de Bally-Scholl es un ejemplo de reacción clásica con antraquinonas. Las antraquinonas reaccionan con glicerol para formar benzantrona. En la síntesis de Barry-Skoll, un grupo carbonilo de la quinona se reduce a un metileno en presencia de cobre y ácido sulfúrico y se añade glicerol.

3. Aplicaciones de las Antraquinonas

Muchos tintes naturales tienen un esqueleto de antraquinona. Por ejemplo, las antraquinonas también se utilizan como materia prima para el pigmento alizarina.

Además, el derivado industrial 2-etilantraquinona (E: 2-etilantraquinona) se utiliza para la producción de peróxido de hidrógeno.

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poulie trapézoïdale

Qu’est-ce qu’une poulie trapézoïdale ?

Les poulies à courroie trapézoïdale sont des composants en forme de disque utilisés pour transmettre la puissance à l’aide d’une courroie trapézoïdale.

Les courroies trapézoïdales ont une section transversale en forme de V et sont utilisées en combinaison avec des poulies trapézoïdales. Celles-ci ont une gorge en forme de V et une plus grande surface de contact que les courroies et les poulies plates, ce qui se traduit par une plus grande efficacité de la transmission.

Les courroies et les poulies sont utilisées dans de nombreuses machines tournantes, et la poulie trapézoïdale est l’une des poulies les plus utilisées au Japon.

Utilisations des poulies trapézoïdales

Les poulies trapézoïdales sont utilisées dans un large éventail d’équipements, des appareils ménagers aux équipements industriels. Voici quelques exemples d’applications des poulies à courroie trapézoïdale :

Convoyeurs à bande et compresseurs.
Automobiles et bicyclettes.
Pompes industrielles.
Générateurs portables.

En raison du fort engagement de la courroie et de la poulie, les poulies trapézoïdales sont utilisées dans les machines qui tournent à grande vitesse. En revanche, elles ne conviennent pas lorsque la distance par rapport à l’objet de la transmission de puissance est courte.

L’on préférera l’usage de courroies plates, moins sujettes à l’usure.

Fonctionnement des poulies trapézoïdales

La courroie trapézoïdale a une section en forme de V et la poulie trapézoïdale est creusée de rainures en forme de V. La courroie trapézoïdale s’insère dans les rainures de la poulie trapézoïdale et fait tourner la poulie par friction.

Les facteurs clés de la transmission de puissance sont la tension et la rugosité de la surface de la courroie.

1. Tension de la courroie

Plus la tension est forte, plus l’engagement avec la poulie est important et plus l’efficacité de la transmission est élevée. Cependant, une tension trop forte peut entraîner la rupture de la courroie, d’où la nécessité d’un réglage approprié.

L’intensité de la tension de la courroie peut être contrôlée quantitativement à l’aide d’une jauge de tension de courroie.

2. Rugosité de la surface

Comme les poulies trapézoïdales présentent de grandes surfaces de contact avec la courroie, la rugosité de chaque surface de contact est un facteur important pour déterminer l’efficacité de la transmission. Plus la surface est rugueuse, plus la force de frottement est élevée et plus l’efficacité de la transmission est importante.

D’un autre côté, l’usure augmente et la durée de vie de la machine est réduite. Après une utilisation prolongée, les rainures de la courroie trapézoïdale s’usent progressivement et la surface devient lisse. Dans ces conditions, la courroie et la poulie sont susceptibles de glisser et l’efficacité de la transmission est réduite, d’où la nécessité de les remplacer.

Autres informations sur les poulies trapézoïdales

1. Centrage de la poulie trapézoïdale

Si la poulie trapézoïdale est utilisée avec le côté moteur mal aligné par rapport au côté machine, cela peut accélérer l’usure de la courroie trapézoïdale et de la poulie et placer une charge inattendue sur l’équipement. Cette situation est décrite comme “décentrée”.

Pour éviter ce problème, le centrage de la poulie trapézoïdale est une opération très importante. Le centrage à l’aide d’un fil d’eau est une méthode largement utilisée. Le fil est appliqué sur les surfaces supérieures et inférieures de la poulie du côté du moteur et du côté de la machine et la levée du fil est comparée.

Le fil étant pressé contre un côté, l’autre côté est mis en flottaison et le moment où le fil quitte la surface de la poulie est vérifié. Cette méthode permet de confirmer visuellement le parallélisme et le désalignement des surfaces, et répétée plusieurs fois avec des ajustements précis.

Ces dernières années, les centres laser se sont largement répandus car ils sont faciles à utiliser et très précis.

2. Usure des poulies trapézoïdales

Les courroies trapézoïdales et les poulies trapézoïdales s’usent progressivement avec le temps. Les courroies trapézoïdales s’usant plus rapidement, elles doivent être remplacées plus fréquemment. Cependant, la poulie trapézoïdale s’use également progressivement et doit être remplacée au fil du temps.

L’usure de la poulie trapézoïdale est mesurable à l’aide d’un instrument de mesure appelé jauge de gorge : la jauge de gorge est pressée contre la gorge de la poulie trapézoïdale et l’écart entre la gorge et la jauge de gorge est mesuré à l’aide d’une jauge d’écartement. Différentes jauges à gorge doivent être utilisées en fonction de la norme de la poulie trapézoïdale.

Différentes jauges à gorge doivent être utilisées en fonction du diamètre de la poulie trapézoïdale. Il est nécessaire de vérifier au préalable la norme et la taille de la poulie trapézoïdale à mesurer.

Pour les limites d’usure, la tolérance du fabricant est souvent fixée à un écart de 0,8 mm. Cependant, comme elle dépend du modèle, la valeur admissible de la poulie trapézoïdale utilisée doit être vérifiée avant la mesure.