تقوم DeFelsko بتصنيع مقاييس سمك الطلاء بالموجات فوق الصوتية المحمولة باليد وغير المدمرة والتي تعتبر مثالية لقياس سمك الفيلم الجاف للتشطيبات الخشبية وغيرها من الطلاءات على الخشب والمنتجات الخشبية بشكل غير مدمر. تستخدم العديد من الصناعات الآن هذه التكنولوجيا غير المدمرة في برامج الجودة الخاصة بها.
نموذجان مثاليان لطلاء الخشب.
تطبيقات قابلة للقياس:
التطبيقات غير القابلة للقياس:
ملاحظات إضافية:
يتم تطبيق بعض التشطيبات الخشبية في عدد من الطبقات لتحقيق هدفها المنشود. نا PosiTector 200 B1 هو الحل المثالي عندما يحتاج القائمون على التطبيق فقط إلى معرفة السماكة النهائية الإجمالية للطلاء.
ال PosiTector 200 جاهز لقياس معظم تطبيقات تشطيب الخشب مباشرة خارج الصندوق. لديها نطاق قياس من 13 إلى 1000 ميكرون (0.5 إلى 40 مل) وهي مثالية لقياس اللك ، البادئات ، الطلاءات المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية ، الأكريليك ، مسحوق الطلاء وغيرها من الطلاءات البوليمرية. لا يتطلب أي تعديل معايرة لمعظم التطبيقات ، فهو قابل للتحويل ميل / ميكرون ، وله شاشة Lexan كبيرة وسميكة مقاومة للصدمات.
بالنسبة لأولئك المطلعين على مقاييس سمك الطلاء المغناطيسي ، فإن استخدام مقاييس سمك الطلاء بالموجات فوق الصوتية سهل وبديهي. طريقة القياس بسيطة وغير مدمرة.
مثال جيد على كيفية PosiTector 200 يقيس B1 السماكة الكلية لتطبيق متعدد الطبقات يمكن العثور عليه في عملية تصنيع الآلات الموسيقية.
يتم تطبيق الطلاء على ركيزة الجيتار (عادة الخشب أو الجرافيت) للحصول على لمعان يشبه الزجاج مع إظهار جمال وبريق الخشب. يحمي اللمسة النهائية القوية المتينة للورنيش الخشب من الرطوبة والمواد الكيميائية والتشويه ، مع تحسين الرنين الصوتي للأداة.
تتم مناقشة طريقة وفوائد اختبار سمك الموجات فوق الصوتية للقيثارات في مقال منفصل.
لا يقتصر قياس السماكة على الخشب الطبيعي. بعض المواد الحديثة اليوم هي مزيج من المواد الاصطناعية والطبيعية.
في النجارة ، تشير القشرة إلى شرائح رقيقة من الخشب يتم لصقها وضغطها عادة على الألواح الأساسية (عادة ، الخشب أو لوح الجسيمات أو الألواح الليفية متوسطة الكثافة) لإنتاج ألواح مسطحة مثل الأبواب والقمم والألواح الجانبية للخزائن والأرضيات الخشبية وأجزاء الأثاث. تستخدم المواد المركبة ذات سطح القشرة الخشبية بشكل متزايد في هياكل الطيران وتحت الماء والسيارات.
غالبا ما يتم الانتهاء من سطح الخشب أو المنتج الخشبي بطبقة بوليمر ، يمكن بسهولة قياس سمكها الإجمالي باستخدام PosiTector 200 ب1.
تتحدى الطلاءات ذات الأسطح الخشنة أي طريقة قياس ، والاختبار بالموجات فوق الصوتية ليس استثناء. ال PosiTector 200 مجهزة للتعامل مع هذه الحالات.
على المستوى المجهري ، يمكن أن تختلف السماكة (انظر الشكل 1). من الأفضل الحصول على قياسات سمك ذات مغزى عن طريق أخذ عدة قياسات في نفس الموقع العام وحساب متوسط النتائج.
على الأسطح الخشنة PosiTector 200 يحدد عادة السماكة من أعلى قمم الطلاء وصولا إلى الركيزة. يتم تمثيل ذلك بالمسافة #1 في الشكل 2. يملأ Couplant الفراغات بين المسبار والطلاء لمساعدة النبض فوق الصوتي على دخول الطلاء.
يمكن أن تتسبب الخشونة الشديدة في عرض المقياس لقيم سمك منخفضة (المسافة #2). يحدث هذا لأن الأصداء من واجهة couplant / الطلاء أقوى من واجهة الطلاء / الركيزة. ال PosiTector 200 لديه ميزة SET RANGE فريدة قابلة للتعديل من قبل المستخدم لتجاهل أصداء الخشونة.
للحصول على قياسات سمك ذات مغزى على الأسطح الخشنة ، فإن وضع الذاكرة الخاص ب PosiTector 200 (الشكل 3) لحساب متوسط التشغيل.
اللوح الليفي متوسط الكثافة ، أو MDF ، هو منتج خشبي مصمم هندسيا مصنوع من جزيئات الخشب الممزوجة براتنج صناعي. طلاء المسحوق هو عملية تشطيب جافة ، باستخدام جزيئات مطحونة بدقة من الصباغ والراتنج ، والتي يتم شحنها كهربائيا ورشها على MDF. تلتصق الجسيمات المشحونة حتى تذوب وتنصهر في طبقة صلبة ومتساوية من خلال تطبيق الحرارة والطاقة.
MDF مناسب لطلاء المسحوق بسبب مساميته المنخفضة وسطحه المتجانس. تشمل منتجات MDF أثاث المكاتب وخزائن المطبخ والحمام والأبواب وتركيبات المتاجر وشاشات العرض والأثاث الجاهز للتجميع للمكتب والمنزل.
تتراوح سماكة تطبيقات الطبقة الواحدة هذه عادة من 3 إلى 9 مل ويمكن قياسها بسهولة باستخدام PosiTector 200 ب1. بالنسبة للأسطح المزخرفة الموضحة أعلاه ، PosiTector 200 لديه ميزة SET RANGE فريدة قابلة للتعديل من قبل المستخدم لتجاهل أصداء الخشونة. ويتم استخدام وضع ذاكرة الجهاز لعرض متوسط سلسلة من نتائج القياس. تعرض شاشة LCD الكبيرة أيضا عدد القراءات المأخوذة ، standard الانحراف ، وأعلى وأدنى القراءات.
يتم تطبيق طلاءات البوليمر على المواد الخشبية مثل MDF (اللوح الليفي متوسط الكثافة) والخشب الرقائقي واللوح والحبيبي لتوفير تشطيب جمالي متين. تم تطوير صناعات بأكملها حول استخدام طلاء البوليمر. على سبيل المثال ، يتم رش Granicoat® القائم على البوليستر (الشكل 5) على الأسطح الخشبية مثل طاولات البوفيه المحمولة ، وأسطح المطبخ ، ومنضدة الحمام ، بالإضافة إلى أسطح المكاتب والبار.
بالنسبة لتطبيقات الطلاء السميك هذه ، نوصي ب PosiTector 200 ج 3. لديها نطاق قياس من 50 إلى 3800 ميكرون (2 إلى 150 مل) وهي مثالية للطلاءات السميكة. يعد وضع الرسومات الخاص به مفيدا في تحديد سمك البادئات الرقيقة والطبقات الأخرى التي يصعب تمييزها.
يوضح الشكل 6 ما قد يظهر على شاشة LCD الخاصة بالجهاز عند إجراء قياس عند تشغيل وضع الرسومات. يتم عرض كل من قيم السماكة والتمثيل الرسومي ل "المسامير" و "القمم". ومن المثير للاهتمام ، يمكن أيضا رؤية قمة أصغر. على الرغم من أنه باهت جدا بحيث لا يمكن قياسه تلقائيا ، إلا أنه يمكن وضع مؤشر أخضر في الأعلى للقياس اليدوي.
يخبرنا المؤشر الأخضر في الشكل 7 أن القمة المشار إليها يبلغ سمكها 4.4 مل.
هناك العديد من أنواع المواد اللاصقة الخشبية. لا يمكن قياس المواد اللاصقة الرطبة بالموجات فوق الصوتية لأن مسبار PosiTector 200 يجب أن تلمس سطح المادة التي يتم قياسها. ومع ذلك ، فإن المادة اللاصقة الجافة تشبه إلى حد كبير أي طلاء طبقة واحدة أخرى ويمكن قياسها بواسطة PosiTector 200 ب1.
ال PosiTector 200 B3 قادر على قياس كل من سمك نظام الطلاء الكلي وما يصل إلى 3 سماكة طبقة فردية في نظام متعدد الطبقات. كما أنه يتميز بقراءة رسومية لتحليل مفصل لنظام الطلاء.
في المثال أعلاه ، يبلغ سمك الطبقة 1 1.5 ميل. الطبقة 2 بسمك 1.5 مل. السماكة الكلية 3.0 مل. تعرض شاشة LCD الرسومية "قمتين" تمثلان واجهتين ماديتين. تقوم عملية من خطوتين بضبط الجهاز للتطبيقات متعددة الطبقات.
مسبار PosiTector 200 يحتوي على محول طاقة بالموجات فوق الصوتية يرسل اهتزازا بالموجات فوق الصوتية إلى الطلاء. ينتقل هذا الاهتزاز عبر الطلاء حتى يواجه مادة ذات خصائص ميكانيكية مختلفة - عادة الركيزة. ينعكس الاهتزاز جزئيا في هذه الواجهة وينتشر مرة أخرى إلى محول الطاقة.
للحصول على أفضل دقة ، يجب أن يستمر الاهتزاز بالموجات فوق الصوتية دون عوائق من خلال الطلاء. تعمل الجسيمات الصلبة الكبيرة مثل الرمل على تحويل الاهتزاز ومنع الصدى الواضح من العودة إلى المسبار. لذلك فإن PosiTector 200 غير قادر على قياس هذه التطبيقات بشكل متكرر.
صبغة الخشب هي فئة فرعية من الطلاء. يتكون من صبغة معلقة في "مركبة" من المذيبات وعامل الربط (الألكيد ، زيت بذر الكتان ، الأكريليك ، البولي يوريثين ، الطلاء ، أو الراتنج). تمت صياغته لنقل أو نقل الصبغة إلى مسام السطح بدلا من إنشاء فيلم فوق السطح.
ال PosiTector 200 تم تصميمه لقياس سمك الأفلام المتراكمة على سطح الخشب. لا يمكن قياس البقع ، التي تخترق عمق ألياف الخشب لإغلاق الخشب وحمايته ، بالموجات فوق الصوتية.
يعمل قياس الاختبار بالموجات فوق الصوتية عن طريق إرسال اهتزاز بالموجات فوق الصوتية إلى طلاء باستخدام مسبار (أي محول طاقة) بمساعدة نبات الكوبلانت المطبق على السطح. يتم تضمين زجاجة 4 أونصات من جل الجليكول المائي المشترك مع كل أداة. بدلا من ذلك ، يمكن أن تكون قطرة الماء بمثابة نبات على الأسطح الأفقية الملساء.
بعد تطبيق قطرة couplant على سطح الجزء المطلي ، يتم وضع المسبار بشكل مسطح على السطح. يؤدي الضغط لأسفل إلى بدء القياس (انظر الشكل 10). رفع المسبار عند سماع صوت صفير مزدوج يحمل القياس الأخير على شاشة LCD. يمكن إجراء قراءة ثانية في نفس المكان من خلال الاستمرار في تثبيت المسبار على السطح. عند الانتهاء ، امسح المسبار ونظف السطح بمنديل أو قطعة قماش ناعمة.
تتوافق دقة أي قياس بالموجات فوق الصوتية مباشرة مع سرعة الصوت للنهاية التي يتم قياسها. نظرا لأن أدوات الموجات فوق الصوتية تقيس وقت عبور النبضة فوق الصوتية ، يجب معايرتها من أجل "سرعة الصوت" في تلك المادة المعينة.
من الناحية العملية ، لا تختلف قيم سرعة الصوت اختلافا كبيرا بين مواد الطلاء المستخدمة في صناعة الأخشاب. لذلك ، لا تتطلب مقاييس سمك الطلاء بالموجات فوق الصوتية عادة أي تعديل لإعدادات معايرة المصنع.
الجانب الأيمن من PosiTector 200لعرض تمثيل رسومي للنبضة فوق الصوتية أثناء مرورها عبر نظام الطلاء. تمكن هذه الأداة القوية المستخدم من فهم أفضل لما "يراه" المقياس تحت سطح الطلاء.
عندما يتم الضغط على المسبار وتنتقل النبضة فوق الصوتية عبر نظام الطلاء ، تواجه النبضة تغيرات في الكثافة عند الواجهات بين طبقات الطلاء وبين الطلاء والركيزة.
تصور "الذروة" هذه الواجهات. كلما زاد التغير في الكثافة ، ارتفعت الذروة. كلما كان التغير في الكثافة تدريجيا ، زاد عرض الذروة. على سبيل المثال ، ستؤدي طبقتان من الطلاء المصنوع بشكل أساسي من نفس المادة و "المخلوطة" إلى ذروة منخفضة وواسعة. ستؤدي مادتان بكثافة مختلفة جدا وواجهة محددة جيدا إلى قمة عالية وضيقة.
ال PosiTector 200 يختار B3 أعلى القمم عند محاولة تحديد سمك طبقة الطلاء. على سبيل المثال ، إذا تم تعيين عدد الطبقات إلى 3 ، تحديد أعلى 3 قمم بين نطاق Lo و Hi Set كواجهات بين هذه الطبقات. يشار إلى القمم التي حددها Gage بأسهم مثلث أحمر (انظر الشكل 12).
في الشكل 12 ، يتم عرض قيم النطاق الأيسر (Lo - 1.9mils) واليمين (Hi = 11.0 mils) كرقمين في أعلى يسار وأعلى يمين شاشة عرض الرسومات. Lo (الحد الأدنى) على اليسار. مرحبا (الحد الأقصى) على اليمين. يتم تجاهل الأصداء أو القمم (قيم السماكة) خارج هذه النطاقات. يتم تعيين قيم النطاق وتعديلها باستخدام خيار قائمة تعيين النطاق.
يمكن معالجة شاشة الرسومات هذه باستخدام خيار قائمة Set Range. بالإضافة إلى القدرة على ضبط قيم Lo & Hi Range ، يمكن وضع مؤشر أخضر في أي مكان بين قيم النطاق المحددة للتحقيق في القمم الأخرى.
تعمل العدادات المغناطيسية التقليدية والتيار الدوامي فقط على المعادن. نظرا لأن هذه الأدوات لا يمكنها قياس سمك التشطيبات على الخشب ، فقد تم استخدام تقنيات بديلة بما في ذلك:
تستغرق هذه الاختبارات وقتا طويلا ويصعب إجراؤها وتخضع لتفسير المشغل وأخطاء القياس الأخرى. يجد المطبقون طرقا مدمرة غير عملية. للحصول على عينة تمثيلية إحصائيا ، قد تحتاج العديد من المنتجات الخشبية من الكثير إلى التخلص منها كجزء من عملية الاختبار المدمرة.
تتطلب التقنية المدمرة النموذجية قطع الجزء المطلي في مقطع عرضي وقياس سمك الفيلم عن طريق عرض القطع مجهريا. تستخدم تقنية المقطع العرضي الأخرى مجهرا متدرجا لعرض شق هندسي من خلال طلاء الفيلم الجاف. للقيام بذلك ، تقوم أداة القطع الخاصة بعمل أخدود V صغير ودقيق من خلال الطلاء وفي الركيزة (انظر الشكل 15). تتوفر العدادات التي تأتي كاملة مع نصائح القطع والمكبرات المتدرجة المضيئة. يتم توفير وصف تفصيلي لطريقة الاختبار هذه في ASTM D4138 ، "Standard ممارسة لقياس سمك الفيلم الجاف لأنظمة الطلاء الواقي بوسائل المقطع العرضي المدمرة ".
على الرغم من سهولة فهم مبادئ هذه الطريقة ، إلا أن الفرص كثيرة لإدخال الأخطاء. يتطلب الأمر مهارة لإعداد العينة وتفسير النتائج. أيضا ، يمكن أن يؤدي ضبط شبكة القياس إلى واجهة خشنة أو غير واضحة إلى عدم الدقة ، خاصة بين المشغلين المختلفين. تستخدم هذه الطريقة عندما تكون الطرق غير المكلفة وغير المدمرة غير ممكنة ، أو كوسيلة لتأكيد نتائج الاختبار غير المدمرة.
مع وصول أدوات الموجات فوق الصوتية ، تحولت العديد من التشطيبات إلى التفتيش غير المدمر.
تم تصميم الطلاءات لأداء وظيفتها المقصودة بشكل أفضل عند تطبيقها ضمن نطاق سمك ضيق كما هو محدد من قبل الشركة المصنعة. على سبيل المثال ، تكون ورنيش التحويل أصعب من الطلاءات الأخرى ويجب عدم استخدامها بسماكة جافة تزيد عن 5 مل لمنع التشقق أو فشل التشطيب الآخر. يجب عادة أن يبقى ورنيش النيتروسليلوز أقل من 3 مل. يعد سمك الميل المتسق أمرا بالغ الأهمية عند تطبيق طبقات قاعدة الورنيش ومعاطف الكراك لتحقيق تأثير تشطيب الخشخشة المطلوب.
على اللوح الليفي متوسط الكثافة (MDF) ، يتراوح سمك مسحوق الطلاء عادة بين 3 إلى 9 مل. عادة ما تكون تغطية ميل أكثر سمكا ، كلما كانت النهاية أكثر متانة. غالبا ما تتطلب مواصفات المصنع تسامحا معلنا يبلغ ±1 مل. لا يمكن تحديد هذا المستوى من الجودة بمجرد النظر إليه.
هناك فوائد أخرى لقياس سمك النهاية بدقة. عندما تفشل الشركات في فحص جودة طلاء المواد الواردة والتحقق منها ، فإنها تهدر المال في إعادة صياغة المنتج. من خلال التحقق من تقنية مشغلي الرش ، فإنهم يضمنون تطبيق الطلاء وفقا لتوصيات الشركات المصنعة. إلى جانب ذلك ، يمكن أن يؤدي تطبيق سمك الفيلم المفرط إلى تقليل الكفاءة الكلية بشكل كبير. أخيرا ، يمكن أن يقلل الاختبار المنتظم من عدد عمليات إعادة العمل الداخلية وعوائد العملاء بسبب عيوب التشطيب.
لطالما اعتقد المصنعون والمطبقون على حد سواء أنه لا توجد وسيلة بسيطة وموثوقة لقياس الطلاء غير المدمر على الخشب والمنتجات الخشبية. كان حلهم الشائع هو وضع كوبونات معدنية بجوار الجزء ثم قياس السماكة المطبقة على القسيمة إما باستخدام مقياس ميكانيكي أو إلكتروني - تيار مغناطيسي أو دوامي. يعتمد هذا الحل كثيف العمالة على افتراض أن القسيمة المسطحة الموضوعة في منطقة الطلاء العامة تتلقى نفس ملف تعريف الطلاء مثل الجزء الخشبي المعني. يمكن الحل بالموجات فوق الصوتية المستخدم من قياس سمك الطلاء الكلي للجزء الفعلي. اعتمادا على مقياس الموجات فوق الصوتية المستخدم وعملية تطبيق الطلاء ، هناك ميزة إضافية تتمثل في القدرة على تحديد طبقات مميزة متعددة.
أصبح قياس سمك الطلاء بالموجات فوق الصوتية الآن روتين اختبار مقبولا وموثوقا به يستخدم في الصناعات الخشبية. ال standard تم وصف طريقة الاختبار في ASTM D6132. "Standard طريقة اختبار القياس غير المدمر لسمك الفيلم الجاف للطلاءات العضوية المطبقة باستخدام مقياس بالموجات فوق الصوتية "(2022 ، ASTM). للتحقق من معايرة المقياس ، تتوفر معايير سمك الإيبوكسي المطلي بشهادة يمكن تتبعها إلى منظمات المعايير الوطنية.
يمكن الآن إجراء قياسات سمك سريعة وغير مدمرة على المواد التي كانت تتطلب في السابق اختبارا مدمرا أو تحليلا معمليا. تعمل هذه التقنية الجديدة على تحسين الاتساق والإنتاجية في غرفة التشطيب. تشمل التخفيضات المحتملة في التكاليف ما يلي:
اليوم ، هذه الأدوات سهلة التشغيل وبأسعار معقولة وموثوقة.
مطلوب Couplant لنشر الموجات فوق الصوتية في الطلاء. الماء هو couplant جيدة للطلاء على نحو سلس. استخدم جل الجليكول المرفق للطلاءات الأكثر خشونة. في حين أنه من غير المحتمل أن يؤدي نبات النبتة إلى إتلاف النهاية أو ترك بقعة على السطح ، فإننا نقترح اختبار السطح باستخدام نبات النبتة على عينة. إذا أشار الاختبار إلى حدوث تلطيخ ، فيمكن استخدام كمية صغيرة من الماء بدلا من نبات الكوبلات. راجع ورقة بيانات سلامة المواد المتوفرة على موقعنا الإلكتروني ومورد الطلاء الخاص بك إذا كنت تشك في أن نبات الكوبلانت قد يتلف الطلاء. يمكن أيضا استخدام سوائل أخرى مثل الصابون السائل.
ال PosiTector 200 Standard يمكن للنماذج تسجيل 250 قياسا. PosiTector 200 Advanced يمكن للطرز تخزين 100000 قياس على ما يصل إلى 1000 دفعة لأغراض إحصائية على الشاشة ، أو للطباعة على طابعة Bluetooth لاسلكية اختيارية ، أو للتنزيل على جهاز كمبيوتر شخصي باستخدام كبل USB المرفق وأحد حلول PosiSoft.
