NDT for Battery and Automotive Manufacturers

El software Datos|x se utiliza para obtener y restaurar volúmenes de datos a partir sistemas 3D. X|approver es un software de reconocimiento automático de defectos (ADR) de aprendizaje automático con algoritmos para evaluar la calidad de la batería y de otros componentes. El software Waygate Technologies cuenta con una gestión integral e intuitiva del flujo de trabajo y con una completa biblioteca de ADR que se ejecuta en segundo plano durante la producción para automatizar la toma de decisiones. Las funciones de generación de informes permiten detectar rápidamente las tendencias negativas potenciales en la producción.Los operarios autorizados pueden parametrizar las muestras escaneadas (p. ej., para la detección precisa de defectos en los salientes) y los algoritmos se vuelven más precisos con el tiempo. Los coherencia de los resultados en los análisis de defectos pueden llegar a reducir la carga de trabajo de los operarios altamente cualificados y por tanto ayudar a que las empresas sean menos dependientes de los operarios. El software de Waygate Technologies también puede implementarse en la nube para llevar a cabo ADR adicionales desde baterías y otros dominios.

La estructura de las baterías es compleja y no existe un estándar común entre los proveedores. Una vez se construye la batería, esta se sella y es como una caja negra. Se desconoce la verdadera integridad de la estructura interna. Para evitar dañar las baterías, es necesario examinar el interior de forma no destructiva y la tecnología de inspección de tomografía computarizada es la mejor solución. Nuestra línea de producción Phoenix ofrece seguridad a los fabricantes de equipos, los dispositivos electrónicos y los proveedores y contribuye a reducir los costes de los desechos y las revisiones.

Con la tecnología de tomografía computarizada 3D, podemos examinar el interior de las baterías tras el montaje, inspeccionarla con detenimiento y evaluar de forma más adecuada la celda completa. Por ello, la tomografía computarizada es la mejor solución para saber por qué las baterías fallan o no funcionan correctamente. De esta forma, se reducen las pruebas fallidas y, por tanto, los costes de los desechos y el impacto medioambiental. Sin embargo, el objetivo principal de nuestros clientes es la optimización de la rentabilidad. Cada celda deficiente disminuye la eficiencia y provoca un aumento de los costes. La tomografía computarizada es una herramienta universal para controlar las celdas.

Por ejemplo, las baterías que se utilizan en los vehículos eléctricos o en el almacenamiento de energía se componen de módulos y cada uno de ellos se compone, a su vez, de múltiples celdas. Si se lleva a cabo una inspección de las baterías a nivel de celda, los ingenieros examinan la fabricación mecánica para comprobar si existen inclusiones, la homogeneidad de los electrodos, las conexiones internas (soldadura) y la disposición de los electrodos en las celdas. La inspección de la geometría de los electrodos supone analizar el espacio entre los electrodos, su tamaño y orientación entre sí, la distancia desde la pared y los ángulos. Esto también es posible con los sistemas de rayos X 2D pero las personas encargadas de la inspección no verán una imagen completa porque normalmente solo se muestran uno o dos tipos de defectos significativos en la imagen de rayos X. La tomografía computarizada industrial (TC) ofrece una imagen completa de las partes fundamentales de la celda y su disposición dentro de la cubierta. De esta forma, las personas encargadas de la inspección pueden detectar cualquier defecto que provoque desviaciones en la absorción de los rayos X.

Los institutos de investigación de baterías, los fabricantes de equipos originales y los proveedores del sector de la automoción y la electrónica utilizan la tomografía computarizada para el control de calidad del desarrollo, la producción y el análisis de fallos. Cuando falla la batería de un coche o de un dispositivo electrónico, se lleva a cabo una prueba de tomografía computarizada. Si se abre la batería, esta puede resultar dañada. Por lo tanto, es necesaria previamente una inspección no destructiva. La inspección por tomografía computarizada permite demostrar si ya había defectos antes de abrir la batería. Si los técnicos tienen que abrir un módulo, la tomografía computarizada les muestra con precisión micromética dónde están los defectos y dónde pueden colocar sus herramientas de forma segura para llevar a cabo un examen destructivo detallado.

Además, Waygate Technologies colabora con Thermo Fisher. Mientras que la tomografía computarizada permite localizar con precisión en 3D (en pocas micras) anomalías en las baterías y otras muestras, Thermo Fisher ayuda a mostrar las anomalías utilizando láseres para realizar cortes quirúrgicos de precisión micromética en los objetos analizados. A continuación, se pulen con plasma y se analizan hasta el nivel átomico con microscopia electrónica. Esta sinergia de detección y localización no destructiva en 3D de defectos y la exposición destructiva de defectos en la ubicación determinada por la tomografía computarizada, seguida de un análisis de defectos con microscopia electrónica de escaneo, permite tener un flujo de trabajo multiescala desde la macroescala hasta la escala atómica.

La tasa de desecho de baterías de vehículos eléctricos es muy alta todavía. Los grandes fabricantes de baterías pueden llegar a producir aproximadamente un millón de celdas al año en una fábrica. Si la tasa de desechos alcanza un porcentaje de dos dígitos en el proceso, esto significa que un gran número de celdas defectuosas no cumplen con los estándares de calidad. Esto conlleva consecuencias desastrosas para la rentabilidad y el medioambiente.

Además, es díficil fabricar estas baterías, sobre todo si los fabricantes quieren obtener el máximo rendimiento de los materiales que utilizan. Algunos clientes acuden a Waygate Technologies para medir la eficacia del apilado de electrodos. Se trata de finos electrodos alternos que deben colocarse con gran precisión para conseguir el máximo rendimiento y funcionalidad. Por cada electrodo colocado incorrectamente, la capacidad se reduce y podría provocar, por ejemplo, una menor autonomía en un coche.

El aumento de la demanda de baterías en el sector de la electrónica ha llevado a la necesidad de plazos de desarrollo muy cortos y ciclos de producción más rápidos sin poner en peligro la seguridad y calidad de los productos Los dispositivos defectuosos conllevan riesgos de responsabilidad, además de grandes riesgos para la reputación. Las baterías de iones de litio son uno de los dispositivos de almacenamiento de energía más potentes y se usan normalmente en dispositivos electrónicos portátiles, fuentes de energía estacionaria y vehículos eléctricos. Los fabricantes y los proveedores están haciendo todo lo posible para aumentar la capacidad de carga, ampliar los ciclos de vida útil y cumplir con todos los estándares de control de calidad y de seguridad. Si se detectan los fallos en una fase temprana y de forma no destructiva, la tomografía computarizada industrial permite a los fabricantes evitar costes futuros al controlar de forma instantánea su producción, obtener datos estadísiticos acerca de su calidad y asegurar que los parámetros de producción sean óptimos. Los servicios industriales de tomografía computarizada por rayos X de última generación de Waygate Technologies permiten llevar a cabo pruebas no destructivas de prototipos y baterías y ofrecer aplicaciones avanzadas de prueba y medición para el control de calidad y el análisis en todas las etapas del ciclo de vida de una batería, desde que está en el laboratorio hasta la producción en serie.

La inspección por tomografía computarizada permite inspeccionar baterías de distinto tipo y tamaño y defectos en la misma línea o en distintas. Además, se reducen los cambios a lo largo del tiempo y disminuye el personal encargado de desplazar grandes baterías para su inspección.

Existe una gran variedad de celdas de baterías. Por ejemplo, el sector de vehículos eléctricos se encuentra en una especie de proceso de aprendizaje constante. Dado que en este sector emergente de la producción en masa se están recopilando aún datos acerca de dónde se encuentran los problemas, no existe todavía un control estadístico de los procesos. A veces, es necesario redefinir algunos procesos. Cada vez que hay un cambio, la curva de aprendizaje vuelve a empezar. En el sector de la electrónica, el nivel de madurez de las baterías es mayor, aunque, por otra parte, es necesario gestionar volúmenes de producción mucho mayores.

Waygate Technologies ofrece el software ADR como parte de su completa plataforma de software de gestión de datos independiente InspectionWorks y en combinación con equipos de servicio con experiencia. Una vez que el software ADR X|approver se ha configurado e implementado en las instalaciones del cliente por los expertos de Waygate Technologies, es capaz de entrenarse automáticamente con las tareas de inspección que el cliente lleva a cabo habitualmente y con los defectos que se producen en estas tareas. Dado que conoce los tipos de fallo específico, el software ADR es cada vez más preciso, se reducen los falsos negativos y se garantiza un aumento de la eficacia de la inspección.

Nuestra línea de producción Phoenix ofrece seguridad a los fabricantes de equipos, a los dispositivos electrónicos y a los proveedores.

Siempre podemos encontrar nuevos defectos en las líneas de producción de baterías. Nuestros sistemas de tomografía computarizada contribuyen al proceso analizando la batería completa. Otros equipos de análisis se centran en un solo modo de fallos. Llevan a cabo una prueba para detectar un fallo y, cuando se elimina, la muestra puede seguir mostrando malos resultados debido a otros fallos. Esto no sucede con la tomografía computarizada. El 90 % de las veces, nuestros sistemas detectan todos los fallos ya que son muy flexibles y los expertos de Waygate Techology saben reaccionar de forma rápida para probar otros modos de fallo. El servicio principal de tomografía computarizada que utilizan los fabricantes es la línea de Phoenix V|tome|x, disponible en distintas versiones según las necesidades específicas de cada cliente. Nuestros equipos con experiencia de servicio y apoyo de Waygate Technologies están listos para ayudar a los clientes en todo momento con la planificación, configuración, ajustes y mantenimiento.

En el caso de una inspección en masa totalmente automatizada, nuestro nuevo servicio Speed|scan HD se está comenzando a integrar en las fábricas de baterías de los principales fabricantes de baterías en todo el mundo.

Waygate Technologies cuenta con más de diez años de experiencia en la inspección no destructiva de baterías y en la detección de fallos. Los fabricantes que ya tienen experiencia en la producción de celdas de baterías para móviles han comenzado a fabricar baterías más grandes para vehículos eléctricos. Aunque las baterías de los vehículos eléctricos constituyen un área de aplicación completamente diferente, Waygate Technologies cuenta con una gran experiencia en la inspección de baterías y en el sector de la automoción. Los conocimientos combinados de los equipos de tomografía computarizada permiten a Waygate Technologies configurar de forma adecuada las máquinas y resolver los problemas con rapidez. Nuestros sistemas son muy versátiles y fáciles de manejar. Nuestros equipos con experiencia de servicio y apoyo están listos para ayudar a los clientes en todo momento y orientarán a los fabricantes para encontrar la mejor solución para afrontar sus retos.

No, muchos de nuestros clientes comienzan el proceso con servicios de inspección en uno de nuestros Customer Solutions Centers de Waygate Technologies. Gracias al apoyo de los ingenieros de aplicaciones con experiencia, sabrán qué servicios de tomografía computarizada se adaptan mejor a sus tareas de inspección individuales. En el caso de que tengan una gran demanda de inspección y una vez que estén satisfechos con las ventajas, podrían considerar comprar más adelante un sistema para sus fábricas en lugar de contratar servicios de inspección por hora.