Как увидеть трещину?

Изображение пользователя Gregory Frenklach.

Ещё одна реальная задача, но уже из другой области.
Подложка с микро-предохранителями представляет собой "слоёнку" - прозрачная стеклянная пластинка размером 100x100 мм и толщиной 0.5-1.0 мм между двумя не очень прозрачными пластинами алюмины (Al2O3) белого цвета.
Подложка и пластинки склеены между собой специальным клеем.
В процессе приклейки в клее могут появиться пузыри, а в стеклянной пластинке трещины.
Чтобы обнаружить эти дефекты "слоёнку" просвечивают (прозрачная-непрозрачная - что делать).
Пузыри клея видно неплохо, а вот с трещинами в стекле проблема.
Крупные ещё как-то можно обнаружить, а вот мелкие...
Обнаружение трещин и пузырей позволяет заранее пометить дефектные участки подложки, чтобы отсеять их потом, после разрезки на отдельные элементы - микропредохранители (размер 2 x1,2x1 мм, например)
Как быть?
Технологию желательно не менять.
Т.е необходимо обнаруживать трещины, а не решать глобальную задачу по получению подложек без трещин

Форумы: 

Re: Как увидеть трещину?

Идея "в лоб". Трещины в стекле обычно не появляются сами по себе - их "зародыши", как правило, формируются задолго до этого. Есть немалая вероятность, что наиболее опасные зародыши можно обнаружить в стекле еще до приклейки его к пластинкам. В этом случае можно посмотреть стеклышко в поляризационный микроскоп: микротрещинки будут там "светиться". Пометить их не слишком сложно, в том числе и автоматически, в том числе и так, чтобы метки были хорошо видны после приклейки.

Не сомневаюсь, что такое решение пробовали или хотя бы рассматривали.

Вопрос: почему оно не прошло?

Re: Как увидеть трещину?

Изображение пользователя Gregory Frenklach.

Нет.
Не рассматривали, поскольку:
1. Зародыш, который ещё не стал трещиной нас не интересует
2. Пометки (а это дополнительная операция) закрываются алюминой и теперь надо искать в "слоёнке" пометки.
3. Оновное количество трещин пояляется после и/или в результате приклеивания пластин алюмины - это делается с помощью пресса, который сжимает "слоёнку" (пластины алюмины, клей и стекло) при температуре Х градусов.
Можно конечно пытаться решить задачу, как, несмотря на неровные и неоднородные пластины, неоднородную вязкость клея и выступающие над поверхностью стекла на несколько микрон металлические элементики, не получать трещины и пузыри клея...
Такая задача безусловно интереснее и на неё не жалко потратить пару лет, исследуя зависимость трещино-образования от параметров стекла, элементов, алюмины и клея, но лучше сначала потратить несколько часов (включая изготовление прототипа) и усовершенствовать существующий способ.:)

Re: Как увидеть трещину?

Изображение пользователя Андрей Трошин.

В лекциях Ричарда Фейнмана по физике (1956 год) есть опыт по визуализации механический напряжений/деформаций в модели Н-образной балки из оргстекла при освещении её поляризованным светом

Re: Как увидеть трещину?

Gregory Frenklach wrote:
Нет.
Не рассматривали, поскольку:
1. Зародыш, который ещё не стал трещиной нас не интересует
2. Пометки (а это дополнительная операция) закрываются алюминой и теперь надо искать в "слоёнке" пометки.
3. Оновное количество трещин пояляется после и/или в результате приклеивания пластин алюмины - это делается с помощью пресса, который сжимает "слоёнку" (пластины алюмины, клей и стекло) при температуре Х градусов.
Можно конечно пытаться решить задачу, как, несмотря на неровные и неоднородные пластины, неоднородную вязкость клея и выступающие над поверхностью стекла на несколько микрон металлические элементики, не получать трещины и пузыри клея...
Такая задача безусловно интереснее и на неё не жалко потратить пару лет, исследуя зависимость трещино-образования от параметров стекла, элементов, алюмины и клея, но лучше сначала потратить несколько часов (включая изготовление прототипа) и усовершенствовать существующий способ.:)

Причем здесь "параметры стекла"?! О каких бы то ни было параметрах вообще речь не шла...

Я говорил о том, что образование трещин происходит обычно там, где они УЖЕ фактически есть. Те самые зародыши - это УЖЕ И ЕСТЬ ТРЕЩИНЫ, просто их еще не видно. При деформировании стекла (механическом, термическом, ...) они лишь "проявляются", т.е. увеличиваются в размерах. И если их выявить заранее, то это и покажет, с большой вероятностью, те места, в которых потом будут образовываться "большие" трещины. Эта задача не на "пару лет", а как раз на пару часов: пометить наиболее крупные зародыши, а потом проверить, там ли будут образовываться "настоящие" (т.е. ВИДИМЫЕ) трещины.

При этом я исходил из того, что методы обнаружения микротрещин в стекле не надо придумывать - они уже давным-давно известны. А методы поиска трещин через глинозем (так по-русски называется alumina) - надо еще придумывать.

Разумеется, технология может быть такой, что и сами зародыши трещин будут образовываться в процессе приклеивания - например, в результате контакта с острыми краями частиц глинозема при термообработке под давлением. Но, заметьте, о температуре и давлении Вы в исходной формулировке задачи не сказали ни слова! Потому в моей методике и предусмотрен этап "критики лобовых решений", что это позволяет легко выявить дополнительные условия, исходно задачедателем не указанные :).

Итак, в процессе как бы "приклеивания" стекло подергается воздействию высокой температуры под давлением. Какая именно температура и какое именно давление используется?

Помимо прочего, как Вы и указали, трещины могут образовываться и ПОСЛЕ приклеивания. В таком случае было бы небезынтересно знать, какой именно клей используется? Известны ли его коэффициент теплового расширения и модуль упругости? Известен ли коэффициент расширения самого стекла? Просчитать с помощью этих данных давление, оказываемое на поверхность стекла в процессе охлаждения, - задачка не слишком сложная, чтобы понять, могут образовываться при этом трещины или нет. Если могут - то их обнаружить, скорее всего, не слишком сложно: ведь они должны распространяться и на приклеенный слой тоже.

Жду дополнительной информации.

Re: Как увидеть трещину?

Изображение пользователя Gregory Frenklach.

Александр,
Будьте проще и не начинайте исследование там, где можно обойтись без него.
Вам НЕ НУЖНЫ запрошенные Вами данные о процессе.
Ещё раз - с поляризованным светом тестов не проводили - нашли другое решение "визуализации" трещин, несмотря на пластины иа алюмины.
Алюмина белого цвета.
Она непрозрачная, но свет через неё как-то проходит - иначе пузыри клея не были бы видны, а вот трещины в стекле видны плохо - "зародышей" совсем не видно.
Задача решается приёмами разрешения ТП.

Re: Как увидеть трещину?

Gregory Frenklach wrote:
Александр,
Будьте проще и не начинайте исследование там, где можно обойтись без него.
Вам НЕ НУЖНЫ запрошенные Вами данные о процессе.
Ещё раз - с поляризованным светом тестов не проводили - нашли другое решение "визуализации" трещин, несмотря на пластины иа алюмины.
Алюмина белого цвета.
Она непрозрачная, но свет через неё как-то проходит - иначе пузыри клея не были бы видны, а вот трещины в стекле видны плохо - "зародышей" совсем не видно.
Задача решается приёмами разрешения ТП.

Могу предложить только одно решение, не имеющее отношения к природе возникновения трещины: просветить стекляшку с торца (точнее, с двух торцов), предварительно отполировав эти самые торцы. За счет преломления света мы можем увидеть на поверхности пластины над трещиной "солнечный зайчик". Но это решение может не пройти, например, если в трещину затекает клей и его показатель преломления близок к показателю преломления стекла.

Если это решение не проходит, то, как мне кажется, причина трещинообразования может повлиять на способ обнаружения трещины...

Re: Как увидеть трещину?

Изображение пользователя Gregory Frenklach.

priven wrote:
Могу предложить только одно решение, не имеющее отношения к природе возникновения трещины: просветить стекляшку с торца (точнее, с двух торцов), предварительно отполировав эти самые торцы. За счет преломления света мы можем увидеть на поверхности пластины над трещиной "солнечный зайчик".

Правильно!
Так и была решена эта задача.
И даже полировать не потребовалось.
Действительно, при освещении "слоёнки" с торца стекло работает, как своеобразный световод, трещины (даже мелкие) начинают светиться и это свечение чётко видно через пластины алюмины.
Я даже хотел сначала в качестве подсказки написать, что один из видов "экзотических" светильников для дома может помочь найти идею решения, но удержался.:)

Но Вы (к сожалению) не построили модели. не определили элемент, связанный с НЭ (плохо видно трещину) и не выбрали приём(ы) ТП (ФП), который бы подсказал Вам возможные изменения (пространственные, временные, структурные, параметрические, относительные) этого элемента, его действия, объекта на который направлено действие, НЭ, внешней среды, подсказывающие идею решения.
Т.е. с методической точки зрения решение (кроме возможности в будущем использовать аналогию) не дало Вам (увы) почти ничего

А теперь можете тратить дни-месяцы-годы на выяснение причин трешинообразования:)

P.S. Модифицированный прибор был изготовлен в течение нескольких часов.
Результаты испытаний оказались даже лучше, чем ожидалось.
Как Вы думаете что было дальше?

Re: Как увидеть трещину?

Gregory Frenklach wrote:
P.S. Модифицированный прибор был изготовлен в течение нескольких часов.
Результаты испытаний оказались даже лучше, чем ожидалось.
Как Вы думаете что было дальше?

Дальше надо было понять, какие трещинки опасны для последующего процесса, а на какие можно не обращать внимания. Как результат - модифицированный прибор, который НЕ подсвечивал слишком уж мелкие трещинки.

Re: Как увидеть трещину?

P.S. Вы дали слишком много дополнительной информации про то, где надо искать решение, а где нет. При том, что стекло - объект для меня не совсем уж незнакомый :), надобность в построении модели отпала. Собственно, по этой причине я и не стал методически решать эту задачу: все равно бы, скорее всего, рано или поздно скатился на "неметодическое" решение, подсказанное известными сведениями о поведении объекта.

Но если бы это решение не "прокатывало", то тогда бы, наверное, понадобились и методы...

Re: Как увидеть трещину?

Изображение пользователя Gregory Frenklach.

1. Вообще-то я думал, что Вы-то её решите сразу, но увидев, что Вы полезли в трещинообразование и поляризацию света, видно "переборщил" с наводками:)
2. По-поводу дальше - дальше было грустно, поскольку контролёры не захотели работать с прибором - он показывал слишком много трещин, которые надо было помечать.
Раньше то, что не находили контролёры отсеивалось за счёт огромных трудовых затрат на двух стадиях визуального контроля - после разрезки подложки на полосы и полос на отдельные элементы.
Теперь нагрузка на визуалный контроль резко упала, но резко возросла (в разы) нагрузка на контроль после приклейки алюмины.
Общие трудозатраты резко уменьшились, но на реорганизацю процесса пойти не захотели и всё оставили, как было.

Re: Как увидеть трещину?

Вообще-то "задним числом" я тоже думал, что решу сразу. Но... сказался опыт работы с триплексом, в котором тоже бывали трещины, но клеящий слой (он там тоже есть!) в них благополучно затекал и тем самым делал их невидимыми. Плюс канадский бальзам - специальный клей для стекла, который используется при приготовлении препаратов для микроскопа, поскольку обладает показателем преломления, близким к стеклу.

Как результат - "сцепка": клей делает трещины в стекле невидимыми... "Профдеформация" называется.

Что касается "дальше", то, если бы Вы последовали моему совету и таки сделали бы прибор, который НЕ подсвечивает слишком мелкие трещины (а сделать это в принципе не безумно сложно, согласитесь), то, как знать, быть может, он бы и был принят на вооружение?

Re: Как увидеть трещину?

Изображение пользователя GIP.

Gregory Frenklach wrote:

2. По-поводу дальше - дальше было грустно, поскольку контролёры не захотели работать с прибором - он показывал слишком много трещин, которые надо было помечать.
Раньше то, что не находили контролёры отсеивалось за счёт огромных трудовых затрат на двух стадиях визуального контроля - после разрезки подложки на полосы и полос на отдельные элементы.
Теперь нагрузка на визуалный контроль резко упала, но резко возросла (в разы) нагрузка на контроль после приклейки алюмины.
Общие трудозатраты резко уменьшились, но на реорганизацю процесса пойти не захотели и всё оставили, как было.

На мой взгляд, результат говорит о том, что контроль делается не в удобном месте техпроцесса. Да и для достаточно массового производства визуальный метод вряд ли подходит, ибо он требует либо индивидуальной проверки, либо устройства-автомата.

Если обыгрывать опосредованный контроль, то надо понять, что еще, кроме прозрачности, нарушает трещинка в стеклянной пластинке. Мой помощник считает, что название такого параметра начинается с буквы "Я", а в самом названии - 10 букв. Чтобы это мог быть за параметр?

Осознание

==ИИ-->

Re: Как увидеть трещину?

Изображение пользователя Gregory Frenklach.

Задача, заключающаяся в том, чтобы увидеть практически все трещины была решена.
Контроль находился в самом идеальном для этого месте, но был неэффективен.
Теперь он настолько эффективен, что нужно добавить несколько человек на эту позицию и... уволить пару десятков с двух других или они будут производить достойные порицания действия с деревьями груш.
А капиталлизм (по крайней мере в Израиле) не такой уж бесчеловечный:)

P.S. Параметров трещина меняет много разных - например, можно было купить автоматическую установку для ультразвукового контроля или оптическую установку для анализа и обработки изображения в его видимой и невидимых частях спектра.
Стоили правда такие установки лет пятнадцать назад столько, что дешевле полсотни человек с линзами усадить.
А слово я не угадал - сразу в голову не пришло я дальше и не напрягался.

Re: Как увидеть трещину?

GIP wrote:
Мой помощник считает, что название такого параметра начинается с буквы "Я", а в самом названии - 10 букв. Чтобы это мог быть за параметр?

Неужели ЯБЛОЧНОСТЬ?

Re: Как увидеть трещину?

Изображение пользователя GIP.

priven wrote:
GIP wrote:
Мой помощник считает, что название такого параметра начинается с буквы "Я", а в самом названии - 10 букв. Чтобы это мог быть за параметр?

Неужели ЯБЛОЧНОСТЬ?

Вторая буква - М

Если угадаем и третью букву, нам принесут две шкатулочки :)

Осознание

==ИИ-->

Subscribe to Comments for "Как увидеть трещину?"