Medición del espesor de costuras de desgarramiento en la automoción: Coberturas de las bolsas de aire inflables

A través de esta nota de aplicación se explicará cómo medir el espesor de las costuras de desgarramiento que poseen las cubiertas de las bolsas de aire inflables del sector automotor. El procedimiento que se describe a continuación puede ser aplicado a cualquier otra medición de espesor que se ejecute en la parte interna de surcos, muescas o canales finos de un material no magnético.

La importancia de las costuras de desgarramiento en el sector automotor

El uso de bolsas de aire inflables como dispositivo de seguridad en automóviles y camiones se ha convertido en una práctica casi universal. Las bolsas de aire son instaladas en compartimientos que se ubican en el volante de dirección, el tablero de control y las puertas cerradas por coberturas moldeadas de plástico.

Estas coberturas presentan costuras de desgarramiento que están diseñadas para liberar instantáneamente las bolsas de aire cuando se detecta un impacto y se activa el inflado de estas últimas. El espesor de las costuras es crucial para el rendimiento adecuado de las bolsas de aire. Si el espesor de éstas es muy grueso, la bolsa de aire no se desplegará completamente en una emergencia. Y, si el espesor es muy fino, las costuras podrían desintegrarse cuando la cobertura es expuesta a un golpe o presión durante la conducción.

Por ende, medir el espesor de las costuras es una parte importante del control de calidad en la fabricación. Puesto que el espesor de estas costuras puede ser medido a través de técnicas no destructivas, nuestro medidor de espesores a efecto Hall Magna-Mike™ 8600 ofrece una alternativa rápida y no destructiva a la medición mecánica y de corte para las coberturas de las bolsas de aire inflables.

Procedimiento para medir el espesor de las costuras de desgarramiento de las bolsas de aire inflables

El equipamiento para este procedimiento incluye el medidor de espesores a efecto Hall  Magna-Mike 8600 junto con la sonda 86PR-1, la cubierta de protección con punta de tipo cincel 86PR1-CWC y los discos auxiliares 80TD1 y 80TD2.

El medidor Magna-Mike 8600 usa los principios electromagnéticos para medir la distancia entre la punta de una sonda y un accesorio auxiliar magnético. La punta de la sonda es mantenida en un lado de la pieza bajo ensayo y el accesorio auxiliar es ubicado en el lado opuesto de dicha pieza para que la distancia entre ellos represente el espesor. En las aplicaciones de costuras de desgarramiento, el medidor de espesores Magna-Mike 8600 es usado con la cubierta de protección para la punta de tipo cincel 86PR1-CWC.

Las costuras de desgarramiento típicas en las bolsas de aire inflables de los automóviles presentan un ancho de casi 1 a 2 mm (de 0,040 pulg. a 0,080 pulg.) con un espesor central de aproximadamente 0,5 mm a 1,5 mm (de 0,020 pulg. a 0,060 pulg.). El perfil transversal puede presentar las siguientes geometrías: plano en ambos lados, en forma de V en ambos lados, o plano en un lado y en forma de V en el opuesto.
Las sondas que se usan para este ensayo presentan un acabado en punta angosto, especialmente diseñado para caber dentro de las costuras de desgarramiento y soportar ambas geometrías (ver Figura 1).La sonda es usada normalmente con uno o dos discos auxiliares especiales. El disco auxiliar de borde delgado 80TD1 (diámetro de 3/16 pulg. o 4,8 mm), que está diseñado para caber en la costura en forma de V; y, el disco auxiliar de borde cuadrado 80TD2 (diámetro de 1/2 pulg. o 12,7 mm), que está diseñado para costuras planas. Las sondas también pueden ser usadas con la esfera auxiliar estándar de 1/16 pulg. (1,6 mm) de diámetro; sin embargo, las esferas auxiliares no son normalmente recomendadas para medir las costuras de desgarramiento.

Figura 1. Primer plano de la punta de sonda 86PR21-CWC.

La calibración del instrumento se ejecuta de la misma manera como cuando se usa otro combinación de sonda y accesorio auxiliar, tal como se describe en los manuales de funcionamiento del instrumento Magna-Mike 8600. Al ejecutar la calibración con los discos auxiliares, es importante asegurarse de que el accesorio auxiliar esté adecuadamente alineado con respecto a la punta de la sonda. Si el accesorio auxiliar está desalineado durante la calibración, las mediciones darán resultados inadecuados.

Al ejecutar mediciones, la sonda estará normalmente ubicada fuera de la cobertura de la bolsa de aire inflable, y el disco auxiliar se encontrará en el interior de la costura para permitir un movimiento libre a la sonda (Figuras 2 y 3).El operador debe monitorizar la posición del disco auxiliar para asegurarse de que se sitúe adecuadamente en el fondo del surco de la costura de desgarramiento. Para obtener medidas precisas, es importante que el disco permanezca alineado en línea recta en función de la punta de la sonda. Si el alineamiento de la sonda con el disco se distorsiona, o el disco se inclina debido a la costura, las lecturas obtenidas serán inadecuadas. Siempre tenga presente que esta aplicación Magna-Mike 8600, como cualquiera otra con el instrumento, mide la distancia entre la punta de la sonda y el accesorio auxiliar. En caso de que la punta de la sonda o el accesorio auxiliar no mantengan un contacto seguro con las superficies de la costura de desgarramiento, la lectura de espesor que se proyectará aparecerá erróneamente alta. Del mismo modo, si el disco auxiliar se encuentra desalineado en función de la punta de la sonda, el instrumento lo detectará como estando más lejos de lo que realmente está; por consiguiente, la lectura proyectada será muy alta. Mediante una calibración adecuada y una orientación del disco auxiliar, se espera una precisión de la medición entre +/- 3 % o mejor.

Figura 2. Sonda ubicada en la parte externa de la cobertura de la bolsa de aire inflable.

Figura 3. Disco auxiliar ubicado en la parte interna de la costura de desgarramiento.