تقوم DeFelsko بتصنيع مقاييس سمك الطلاء بالموجات فوق الصوتية المحمولة باليد وغير المدمرة والتي تعتبر مثالية لقياس سمك الفيلم الجاف للطلاء على البلاستيك بشكل غير مدمر. تستخدم العديد من الصناعات الآن هذه التكنولوجيا غير المدمرة في برامج الجودة الخاصة بها.
نموذجان مثاليان للركائز البلاستيكية.
تطبيقات القياس:
ملاحظات إضافية:
يتم تطبيق بعض أنظمة طلاء البلاستيك 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 B1 جاهز لقياس معظم تطبيقات الطلاء البلاستيكي مباشرة خارج الصندوق. لديها نطاق قياس من 13 إلى 1000 ميكرون (0.5 إلى 40 مل) وهي مثالية لقياس سمك نظام الطلاء الكلي. لا يتطلب أي تعديل معايرة لمعظم التطبيقات ، وهو 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.
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 2). 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.
بالنسبة لهذه التطبيقات ، فإن وضع الذاكرة الخاص ب PosiTector 200 يقدم المساعدة. مع تشغيل الذاكرة ، PosiTector 200 يحسب ويعرض عدد القراءات المأخوذة ، ومتوسط تلك القراءات ، standard انحراف تلك القراءات ، وأعلى وأدنى القراءات (انظر الشكل 3). يعمل نبات couplant المزود بشكل أفضل من الماء على الأسطح الخشنة.
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.
يوجد عدد كبير من المكونات البلاستيكية في كل من الأجزاء الداخلية والخارجية للسيارة. في كثير من الأحيان يجب طلاء هذه المكونات البلاستيكية ، لمتطلبات الجمالية والحماية.
المكونات الداخلية مثل لوحات العدادات وألواح الأبواب وأغطية الوسائد الهوائية وعجلات القيادة وما إلى ذلك ، يصعب قياسها لسببين. أولا ، العديد من المكونات صغيرة جدا أو معقدة هندسيا جدا بالنسبة لPosiTector 200للوصول بشكل صحيح. ثانيا ، تحتوي بعض الأجزاء إما على طلاء رقيق جدا أو طلاء خشن جدا بحيث لا يمكن قياس المقياس باستمرار. يعمل المقياس بشكل أفضل على سطح أملس ومسطح وصلب بسمك طلاء لا يقل عن 13 ميكرون (0.5 مل).
يمكن قياس المكونات الخارجية مثل المصدات وأغلفة المرايا والكسوة الجانبية وما إلى ذلك بشرطPosiTector 200مرة أخرى إلى السطح المراد قياسه. يمكن للمقياس قياس السماكة الكلية لمعظم التطبيقات ، ويمكنه قياس بعض الطبقات الفردية في نظام متعدد الطبقات.
تتكون أنظمة طلاء السيارات من عدة طبقات طلاء. الأساسية PosiTector 200 نموذج B1 قادر على قياس السماكة الكلية لأنظمة الطلاء هذه.
عادة ما تكون طبقات مروج الالتصاق والطبقات التمهيدية في تطبيقات السيارات رقيقة جدا بالنسبة لمزيد من advanced PosiTector 200 نموذج B3 للقياس بشكل فردي. لذلك تجمع الأداة بين سمكها وسمك الطبقة الأساسية لإنتاج نتيجة إجمالية. يتم قياس طبقة الطبقة العلوية الشفافة بشكل منفصل وفردي.
الشكل 5 نموذجي للنتائج من PosiTector 200 B3 على البلاستيك الخارجي للسيارات. توضح الصورة الموجودة على اليسار قياسا باستخدام الوحدات الإمبراطورية (ميل). الصورة الصحيحة هي القياس المكافئ بالمتري (ميكرون). على الرغم من أن نظام الطلاء يتكون من 4 طبقات ، إلا أن الأداة تجمع بين سمك أول 3 طبقات (محفز الالتصاق ، التمهيدي ، المعاطف الأساسية) في قيمة واحدة تبلغ 1.7 مل (43 ميكرون). يتم قياس الطبقة العلوية النهائية الشفافة بشكل فردي على أنها 1.7 مل (43 ميكرون). يبلغ إجمالي سمك نظام الطلاء 3.4 مل (86 ميكرون).
هذه النتيجة مفيدة عندما يكون سمك الطبقة النهائية الشفافة هو الطبقة المهمة التي يجب تحديدها. تستخدم أدوات التفصيل التلقائي هذه الميزة لعرض الكمية المتبقية من الطبقة الشفافة أثناء التلميع. يستخدم مقدمو التطبيق هذه الميزة لضمان سمك التطبيق المتسق.
تحتوي مجسات الموجات فوق الصوتية التي تمت مناقشتها في هذه المقالة على سطح قياس مسطح بقطر 8 مم (0.3 بوصة) يجب أن يتصل بالكامل بالبلاستيك المطلي للحصول على أفضل نتائج القياس. قد تتطلب القياسات المأخوذة على الأسطح المنحنية متوسط قراءات متعددة للحصول على نتائج ذات مغزى.
يعمل القياس بالموجات فوق الصوتية لسمك الطلاء عن طريق إرسال اهتزاز بالموجات فوق الصوتية إلى طلاء باستخدام مسبار 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 وضع قطرة من couplant على سطح الجزء المطلي ، يتم وضع المسبار بشكل مسطح على السطح. يؤدي الضغط لأسفل إلى بدء القياس (انظر الشكل 6). رفع المسبار عند سماع صوت تنبيه مزدوج أو عندما يومض ضوء المؤشر الأخضر 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.
دقة القياس
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 البلاستيك. 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 ، يتم تحديد أعلى 3 قمم بين نطاقات Lo و Hiكواجهات بين هذه الطبقات. يشار إلى القمم التي حددها Gage بأسهم مثلث أحمر (انظر الشكل 9).
في الشكل 9 ، يتم عرض قيم النطاق العلوي (Lo = 0.5 mils) والسفلي (Hi = 15.0 mils) كخطين أفقيين في أعلى وأسفل منطقة الرسومات. Lo (الحد الأدنى) في الأعلى. مرحبا (الحد الأقصى) في الأسفل. يتم تجاهل الأصداء أو القمم (قيم السماكة) خارج هذه النطاقات. يتم تعيين قيم النطاق وتعديلها باستخدام خيار قائمة SET RANGE.
يمكن معالجة شاشة الرسومات هذه باستخدام خيار قائمة SET RANGE. بالإضافة إلى القدرة على ضبط قيم النطاق ، يمكن وضع المؤشر في أي مكان بين قيمتي النطاق للتحقيق في القمم الأخرى.
تعمل العدادات المغناطيسية التقليدية والتيار الدوامي فقط على المعادن. لذلك اعتمدت صناعة البلاستيك على تقنيات قياس أخرى بما في ذلك:
تستغرق هذه التقنيات وقتا طويلا ويصعب تنفيذها 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 11). تتوفر العدادات التي تأتي كاملة مع أطراف القطع والمكبرات المضيئة. يتم توفير وصف تفصيلي لطريقة الاختبار هذه في ASTM D4138-07a ، "Standard ممارسة لقياس سمك الأغشية الجافة لأنظمة الطلاء الواقية بوسائل تدميرية مقطعية ".
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 المعاطف إلى التفتيش غير المدمر.
ما هو التطبيق؟
يتضمن طلاء البلاستيك ، خاصة في صناعة السيارات ، تطبيق عدة طبقات طلاء لتحقيق المظهر الجمالي الكامل وخصائص الحماية. لا تميل اللمسات النهائية الخارجية إلى أن تكون انعكاسا قويا لجودة ومتانة المنتجات الاستهلاكية المكلفة فحسب ، بل تحتاج أيضا طلاءات المكونات البلاستيكية إلى مواجهة التحديات الفريدة للركائز البلاستيكية بما في ذلك الالتصاق والمرونة وقيود درجة الحرارة.
الركائز البلاستيكية الشائعة (مثل البولي إيثيلين ، البولي بروبيلين ، البولي أوليفين بالحرارة ، ABS ، النايلون ، PVC) غير مسامية ومقاومة لمعظم المذيبات ولها طاقة سطحية منخفضة مقارنة بالمواد الأخرى. هذا يجعل السطح البلاستيكي صعبا للبلل ويوفر للطلاء فرصة ضئيلة للالالتصاق عن طريق الاختراق أو القفل المادي في مخالفات السطح. لمواجهة هذه الصعوبات ، يتم استخدام مروجي الالتصاق كإضافات للطلاء أو كمواد أولية لتعزيز التصاق الطلاء بركائزها. عادة ما يكون لمروج الالتصاق تقارب للركيزة والطلاء المطبق ، مما يمكن الطلاءات المطبقة من تلبية متطلبات الأداء المقصودة.
طلاء السيارات
في طلاء السيارات ، يشير مصطلح مروج الالتصاق إلى التمهيدي (عادة البولي أوليفين المكلور أو غيره من البولي أوليفين المعدل) ، مما يسهل التصاق طبقة الطلاء اللاحقة بالبلاستيك. عادة ما يتم تطبيق معززات الالتصاق لتحقيق سمك فيلم جاف من 0.3 - 0.5 مل (7.5 - 12.5 ميكرومتر). نظرا لأن سمك مروج الالتصاق أقل من سمك الطبقة الفردية الموصى به 1 مل (25 ميكرومتر) ، فقد يكون من الصعب على مقياس الموجات فوق الصوتية تمييزه عن الطبقات اللاحقة.
تملأ البادئات أي عيوب صغيرة من عملية التشكيل وقد توفر طبقة موصلة تسهل التطبيق الكهروستاتيكي لطبقات الطلاء اللاحقة. يحمي التمهيدي أيضا الركيزة من طاقة الأشعة فوق البنفسجية الضارة المحتملة من الشمس ، فضلا عن توفير مقاومة للمواد الكيميائية (البنزين) والرطوبة. في كثير من الأحيان ، يتم صياغة البادئات لتكون ملونة للسماح بالحد الأدنى من سمك فيلم الطبقة الأساسية وتقليل تأثير تقطيع الحجر.
Basecoat هي طبقة الطلاء التي توفر معظم اللون والأداء البدني والتأثيرات الجمالية. غالبا ما تشتمل الطبقات الأساسية المقاومة للبهتان على تصبغ مظهر خاص مثل التشطيب المعدني الشائع في طلاء السيارات. يمكن تطبيق Basecoats كطبقة واحدة أو في طبقات متعددة. اعتمادا على طريقة التطبيق ، يمكن أن تكون طبقات الطبقة الأساسية المتعددة صعبة بالنسبة للمقياس بالموجات فوق الصوتية للتمييز بينها.
تشكل المعاطف الشفافة المقاومة واجهات الحماية من العوامل البيئية مثل الحفر وفضلات الطيور وخدوش غسيل السيارات ورقائق الحجر. على الرغم من استخدام المعاطف الشفافة مع الطبقة الأساسية لتشكيل النهاية النهائية ، إلا أنها توفر صوتيا واجهة مهمة بين طبقات الطلاء وبالتالي يمكن تمييزها عن الطبقات المطبقة مسبقا.
نظرا لأن طلاء السيارات هو أحد أغلى العمليات في تجميع السيارات ، فإن المصنعين والمجمعين يبحثون باستمرار عن تحسينات تكنولوجية. بمجرد الإشارة إلى طريقة التطبيق هذه باسم الرطب على الرطب حيث يتم تطبيق الطلاءات المنقولة بالماء مباشرة فوق بعضها البعض دون السماح للطبقات السابقة بالمعالجة. تقلل هذه الطرق من استخدام متطلبات الطاقة والطلاء وإعادة التجهيز ، دون التضحية بجودة المظهر النهائي. لسوء الحظ ، يميل تطبيق الطلاء الرطب على الرطب إلى إحداث تأثير "طبقة انتقالية" (مزج الطبقات الفردية). يقلل عدم وجود حدود صوتية واضحة من قدرة أداة الموجات فوق الصوتية على اكتشاف سمك الطبقة الفردية.
لطالما اعتقد المصنعون والمطبقون على حد سواء أنه لا توجد وسيلة بسيطة وموثوقة لقياس الطلاء غير المدمر على الركائز البلاستيكية. كان حلهم الشائع هو وضع كوبونات معدنية (فولاذ أو ألومنيوم) بجوار الجزء ثم قياس السماكة المطبقة على القسيمة إما بمقياس ميكانيكي أو إلكتروني (تيار مغناطيسي أو دوامة). يعتمد هذا الحل كثيف العمالة على افتراض أن القسيمة المسطحة الموضوعة في منطقة الطلاء العامة تتلقى نفس ملف تعريف الطلاء مثل الجزء البلاستيكي 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.
على مدى السنوات العديدة الماضية ، توسع استخدام البلاستيك بسرعة. في حين أن صناعة السيارات قد قادت الطريق بالتأكيد ، فإن الصناعات الأخرى تستخدم أيضا البلاستيك على نطاق واسع. وفقا لجمعية صناعة البلاستيك ، فإن المنتجات البلاستيكية المتنوعة (التي تمثل معظم صناعة معالجة البلاستيك) ، هي رابع أكبر صناعة تحويلية في الولايات المتحدة. فقط السيارات والمعدات وتكرير البترول والمكونات الإلكترونية وملحقاتها تتجاوزها. على الرغم من أن البلاستيك غالبا ما يتم تلوينه مباشرة كجزء من عملية التصنيع ، إلا أنه يجب طلاء العديد من الأجزاء البلاستيكية لتحسين المظهر ، أو إنتاج تطابق اللون مع الأجزاء الأخرى ، أو تحسين استقرار السطح البلاستيكي ، أو إنتاج التأثير الخاص المطلوب.
بلغ السوق العالمي لطلاء السيارات 6.6 مليار دولار في عام 2001 ، وفقا للمستشار PG Phillips and Associates. يتضمن جزء متزايد من هذا السوق طلاء البلاستيك المستخدم في المصدات والألواح الخارجية والزخارف الزخرفية. تحتاج أدوات طلاء الطلاء والمجمعات في صناعة السيارات التنافسية إلى تلبية المعايير الجمالية ومتوسط العمر المتوقع الحرجة. نظرا لأن الطلاء هو العملية الأكثر تكلفة في تصنيع السيارات ، فهناك أولوية متضاربة لتقليل مقدار الوقت والمواد وإعادة العمل المعنية مع الاستمرار في تلبية متطلبات تكنولوجيا تحسين الأداء والامتثال البيئي. وبالتالي هناك حاجة إلى طريقة قياس فعالة للكشف بدقة وموثوقية عن مشاكل التطبيق وتصحيحها في أقرب وقت ممكن في عملية الطلاء.
كوبانت
يستخدم Couplant لنشر اهتزاز بالموجات فوق الصوتية من المسبار إلى 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.
وضع الذاكرة
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.
