精準(zhǔn)把控噴涂工藝的每個(gè)環(huán)節(jié),對(duì)于穩(wěn)定工藝質(zhì)量十分重要。例如建筑型材生產(chǎn)廠家需要持續(xù)有效控制鋁型材表面涂層厚度手段,避免造成產(chǎn)品色差,遮蓋力不夠,漆膜柔韌性差導(dǎo)致沖擊實(shí)驗(yàn)不通過,桔皮或嚴(yán)重肌狀皺紋等質(zhì)量缺陷。
噴涂廠家需要借助可靠的測(cè)厚方法檢測(cè)產(chǎn)品表面涂層厚度,同時(shí)對(duì)工藝流程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及溯源,才能有效及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程哪個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題(如噴槍堵塞、沒有調(diào)整好噴粉設(shè)備參數(shù)),并在出現(xiàn)生產(chǎn)缺陷前找出形成的原因及解決方法,降低因膜厚不良導(dǎo)致的返工,提升生產(chǎn)速度和品質(zhì),這正是保證鋁型材表面粉末噴涂質(zhì)量的關(guān)鍵。
采用接觸式電磁感應(yīng)或渦流法膜厚儀操作簡(jiǎn)易,價(jià)格便宜,但也存在不少局限性。例如需等待膜層干燥后再測(cè)試,無法在噴涂/涂布后馬上得知干膜厚度;無法測(cè)試曲面、彎角、小零件等復(fù)雜形狀;不能在生產(chǎn)線上在線測(cè)試;受底材的種類限制,很多材料不適用。
測(cè)量非金屬底材涂層厚度——采用DIN EN ISO 2808標(biāo)準(zhǔn)提及到的楔形切割法;DIN 50950標(biāo)準(zhǔn)提及到的橫切法。但此類方法需要破壞漆膜,損傷工件。測(cè)量數(shù)值受人為操作影響較大。
1) 瑞士Coatmaster 實(shí)時(shí)在線非接觸無損熱測(cè)法
Coatmaster非接觸式測(cè)厚系統(tǒng)利用涂層與底材之間的熱性能差異來實(shí)現(xiàn)非接觸無損測(cè)量涂層厚度,首先用計(jì)算機(jī)控制閃光燈對(duì)未固化的漆膜進(jìn)行短暫脈沖加熱。高速紅外傳感器記錄下涂層表面隨時(shí)間變化的溫度,表面溫度根據(jù)涂層厚度和熱性能以特征動(dòng)態(tài)進(jìn)行衰減。利用專門開發(fā)的算法評(píng)估表面的動(dòng)態(tài)溫度分布情況,最后可以定量確定涂層厚度。
測(cè)量原理圖解見下圖,安全、簡(jiǎn)單、快速且精確測(cè)量多層涂料厚度,實(shí)現(xiàn)在噴涂工藝中進(jìn)行非接觸式無損測(cè)量。對(duì)人體無害。

Coatmaster涂層測(cè)厚技術(shù)原理
2) β輻射的反向散射
基于β輻射反向散射法(DIN EN ISO 3543),使用同位素源產(chǎn)生的高能電子照射待測(cè)涂層。由于多次散射過程(后向散射),一些入射的電子在入射側(cè)離開該涂層。反向散射率,即放置在后半空間中的輻射檢測(cè)器的脈沖率,可用作涂層厚度的度量參數(shù)。但輻射對(duì)人體有害,必須做好防護(hù)。
3) X射線熒光法
在X射線熒光法(標(biāo)準(zhǔn)DIN EN ISO 3497)中,通過X射線照射來激發(fā)涂層以發(fā)射熒光輻射。在該方法中,光子的數(shù)量用作涂層厚度的度量參數(shù)。它主要用于測(cè)試電子,半導(dǎo)體和珠寶行業(yè)的金屬涂層。
4) 光干涉
其余使用光學(xué)干涉原理(橢圓光度法和反射計(jì))。用白光或紅外光橫向(橢圓光度法)或垂直(反射光度法)照射待測(cè)涂層。根據(jù)折射率,部分入射輻射再次被反射。 從表面和邊界表面反射的光由于不同的傳播時(shí)間而導(dǎo)致干涉圖案,這可用作評(píng)估涂層厚度。 光學(xué)干涉方法只能用于光學(xué)透明涂層,主要用于研究納米范圍內(nèi)的薄層。
比較上述幾種非接觸式無損測(cè)量方法,只有Coatmaster非接觸式測(cè)厚系統(tǒng)采用對(duì)人體無危害性的原理,應(yīng)作為非接觸膜厚測(cè)試的優(yōu)先選擇測(cè)量方案。
此外,coatmaster測(cè)厚系統(tǒng)能夠安全、簡(jiǎn)單、快速且精確測(cè)量涂層厚度,實(shí)現(xiàn)在噴涂工藝中進(jìn)行非接觸式無損測(cè)量,幫助企業(yè)高效保證產(chǎn)品質(zhì)量,減少材料消耗,節(jié)省生產(chǎn)成本:
1. 不限涂層種類,液體油漆、粉末涂料、粘膠劑、潤滑油、膠水等都適用;
2. 適應(yīng)各種不規(guī)則和外形復(fù)雜工件;
3. 實(shí)時(shí)在產(chǎn)線上監(jiān)測(cè)膜厚,膜厚如果超過合格值即時(shí)給出報(bào)錯(cuò)信號(hào),數(shù)據(jù)100%存檔;
4. 在固化前測(cè)出干膜厚度,及時(shí)調(diào)整噴槍距離、出粉量等參數(shù),提高膜厚均勻性及色調(diào)一致性。及時(shí)發(fā)現(xiàn)噴槍堵塞等設(shè)備失效問題并和調(diào)整工藝參數(shù)。
5. 不限測(cè)試底材,木材、橡膠、塑料、玻璃、混凝土等底材均可高精度測(cè)出涂層膜厚;
第一組用Coatmaster非接觸式測(cè)厚系統(tǒng)測(cè)試;第二組用傳統(tǒng)磁性膜厚儀方法測(cè)量未固化的天花板粉末涂層厚度,測(cè)試讀數(shù)由電腦記錄。
由下圖的測(cè)試數(shù)據(jù)可知,他們具有很好的一致性。

紅點(diǎn)為傳統(tǒng)磁性膜厚儀測(cè)試干膜,藍(lán)點(diǎn)為Coatmaster測(cè)量系統(tǒng)測(cè)試未固化粉末
用兩種膜厚測(cè)試方法在鋁型材上同一位置分別測(cè)試未固化和已固化的膜厚

膜厚測(cè)試對(duì)比
結(jié)論:在鋁型材上相同位置測(cè)試數(shù)據(jù)接近,且Coatmaster重復(fù)性和精度要更好;

現(xiàn)場(chǎng)圖片

使用兩種測(cè)量儀器都第一點(diǎn)的大致相同位置進(jìn)行測(cè)厚

使用兩種測(cè)量儀器都第二點(diǎn)的大致相同位置進(jìn)行測(cè)厚

使用兩種測(cè)量儀器都第三點(diǎn)的大致相同位置進(jìn)行測(cè)厚
綜述,精度更高和重復(fù)性更好的無損測(cè)厚設(shè)備能夠協(xié)助生產(chǎn)廠家找出工藝問題(如噴槍堵塞),分析異常的膜厚數(shù)據(jù)快速判斷是原料還是噴涂設(shè)備出現(xiàn)問題,從而提高噴涂工藝穩(wěn)定性,有效減少產(chǎn)品質(zhì)量缺陷,最終協(xié)助廠家進(jìn)行來料檢驗(yàn)、對(duì)比產(chǎn)品品質(zhì)差異等工序。