كما رأينا في عدد: الانتهاء اليوم ، فبراير 2008 ؛ مجلة أداء المواد، سبتمبر 2004؛ مجلة كواليتي دايجست، أكتوبر 2004
أصبحت مقاييس سمك الطلاء التي تستخدم تقنيات القياس بالموجات فوق الصوتية شائعة بشكل متزايد. أنها تدعم أو تحل محل الأساليب المدمرة لقياس سمك الطلاء على الخشب والمنتجات الخشبية.
تخدم الطلاءات مجموعة متنوعة من الوظائف. تم تصميم بعضها لترميم الهياكل الخشبية وحمايتها ومقاومتها للماء وتجميلها. تم تصميم البعض الآخر خصيصا لإغلاق المسام وملئها وتوفير نسيج سطحي مبهج من الناحية الجمالية. يتم امتصاص التشطيبات المخترقة في الخشب وتصلبها لإنشاء حاجز وقائي قوي لن يتقشر.
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 الألواح الليفية متوسطة 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.
على المعدن ، يعد اختبار سمك الطلاء أمرا شائعا لأغراض مراقبة الجودة والتفتيش. عندما يكون المعدن الأساسي من الفولاذ الكربوني ، يتم استخدام طريقة مغناطيسية. تستخدم أجهزة التيار الدوامي للمعادن الأخرى مثل النحاس والألمنيوم.
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.
مع وصول أدوات الموجات فوق الصوتية ، تحولت العديد من التشطيبات إلى التفتيش غير المدمر.
محترفو الجودة على دراية بالفعل بالجوانب المختلفة للاختبار بالموجات فوق الصوتية حيث يتم استخدام طاقة الصوت عالية التردد لإجراء الفحوصات وإجراء القياسات. يمكن للاختبار بالموجات فوق الصوتية اكتشاف وتقييم العيوب في المعدن ، وقياس الأبعاد ، والتأكد من توصيف المواد وأكثر من ذلك.
ربما يكون قياس سمك الجدار هو الأكثر شيوعا وبساطة في اختبارات الموجات فوق الصوتية. تسمح مقاييس سمك الجدار بالموجات فوق الصوتية الدقيقة بقياس سمك سريع للأشياء دون الحاجة إلى الوصول إلى كلا الجانبين. بالنسبة لقياس الطلاء ، فإن هذه العدادات ليست مثالية. ليس لديهم حساسية كافية لقياس سمك حشوات الأكريليك ، ومواد المصنع ، واللك ، والتشطيبات للأشعة فوق البنفسجية ، ومسحوق الطلاء وغيرها من المواد المستخدمة على الخشب.
ظهرت أول أداة محمولة باليد مصممة خصيصا لقياس سمك الطلاء في السوق منذ 14 عاما وهي الآن في جيلها الرابع. يستخدم محول طاقة أحادي العنصر و advanced التقنيات العددية لتصفية وتعزيز الأصداء الرقمية. إن مقاييس سمك الطلاء بالموجات فوق الصوتية المحمولة باليد اليوم سهلة التشغيل وبأسعار معقولة وموثوقة (الشكل 1).
يعمل الاختبار بالموجات فوق الصوتية عن طريق إرسال اهتزاز بالموجات فوق الصوتية إلى طلاء باستخدام مسبار (محول طاقة) بمساعدة نبات الكوبلانت المطبق على السطح.
ينتقل الاهتزاز عبر الطلاء حتى يواجه مادة ذات خصائص ميكانيكية مختلفة - عادة الركيزة ولكن ربما طبقة طلاء مختلفة. يعود الاهتزاز ، المنعكس جزئيا في هذه الواجهة ، إلى محول الطاقة. وفي الوقت نفسه ، يستمر جزء من الاهتزاز المرسل في الانتقال إلى ما وراء تلك الواجهة ويواجه المزيد من الانعكاسات في أي واجهات مادية يواجهها (الشكل 2).
نظرا لإمكانية حدوث عدد كبير من الأصداء ، فقد تم تصميم المقياس لتحديد الحد الأقصى أو "الأعلى" للصدى الذي يمكن من خلاله حساب قياس السماكة. الأدوات التي تقيس الطبقات الفردية في تطبيق متعدد الطبقات تفضل أيضا أعلى أصداء. يقوم المستخدم ببساطة بإدخال عدد الطبقات المراد قياسها ، على سبيل المثال ثلاث طبقات ، ويقيس المقياس أعلى ثلاثة أصداء. يتجاهل المقياس أصداء أكثر نعومة من عيوب الطلاء وطبقات الركيزة.
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.
أحد العوامل التي تؤثر على دقة وتكرار القياس بالموجات فوق الصوتية هو كيفية تفاعل هذه الطلاءات مع الركيزة الخشبية. يوضح الشكل 3 مثالين على الخشب المطلي. تظهر هذه الصور ، التي تم التقاطها بدقة أعلى من معظم الاختبارات المدمرة الميدانية ، بوضوح الحدود بين النهاية والخشب. قد يبدو الطلاء النهائي ناعما في الأعلى ، لكن السماكة قد تكون غير متسقة. غالبا ما تكون ركائز الخشب محببة بدرجات متفاوتة من خشونة السطح واختراق التمهيدي. قد تعزز هذه المسامية والخشونة الالتصاق ولكنها تزيد من صعوبة الحصول على قياسات سمك قابلة للتكرار بأي وسيلة.
تم تصميم العدادات بالموجات فوق الصوتية لمتوسط المخالفات الصغيرة لتحقيق نتيجة ذات مغزى. على الأسطح أو الركائز الخشنة بشكل خاص حيث قد لا تبدو القراءات الفردية قابلة للتكرار ، غالبا ما توفر مقارنة سلسلة من النتائج المتوسطة قابلية تكرار مقبولة.
اختبار بالموجات فوق الصوتية يجلب فوائد واضحة لصناعة الأخشاب. غالبا ما يطبق مصنعو الأثاث والأرضيات والآلات الموسيقية عدة طبقات من الطلاء أو مواد التشطيب المماثلة. تتطلب بعض العمليات القدرة على تحديد سمك الطبقات الفردية أو سلسلة الطبقات. عند تطبيقها بسماكة خاطئة ، فإن طبقة الطلاء التي تجمل وتحمي غيتارا عالي الجودة ، على سبيل المثال ، يمكن أن تنتقص بسهولة من صوتها. الكثير من الطلاء يمكن أن يثبط الرنين الصوتي للجيتار. القليل جدا يمكن أن يكون له تأثير عكسي.
يستخدم مصنعو الآلات الموسيقية الآن العدادات بالموجات فوق الصوتية لقياس الطلاء بدقة وغير مدمرة على منتجاتهم القيمة. نتيجة لاستخدام هذه التكنولوجيا الجديدة ، لم يقللوا من استخدامهم للورنيش فحسب ، بل أصبحوا قادرين على أخذ قياسات ذات مغزى دون تعطيل عملية الإنتاج بشكل مفرط. ليست هناك حاجة إلى خردة المنتج لقياس سمك الطلاء ، ويمكن بسهولة قياس السماكة على السطح بأكمله لضمان طلاء ناعم ومتساو. يتم تقليل إعادة العمل إلى الحد الأدنى بسبب زيادة القدرة على التحكم في عملية الطلاء.
قياس سمك الطلاء بالموجات فوق الصوتية هو الآن روتين اختبار مقبول وموثوق يستخدم في الصناعات الخشبية. ال standard يتم وصف طريقة الاختبار في ASTM D6132-04. "Standard طريقة اختبار القياس غير المدمر لسمك الفيلم الجاف للطلاءات العضوية المطبقة باستخدام مقياس بالموجات فوق الصوتية "(2004 ، ASTM). للتحقق من معايرة المقياس ، تتوفر معايير السماكة المطلية بالإيبوكسي مع شهادة 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.
ديفيد بيميش (1955-2019) ، الرئيس السابق لشركة DeFelsko Corporation ، وهي شركة مقرها نيويورك لتصنيع أدوات اختبار الطلاء المحمولة التي تباع في جميع أنحاء العالم. حصل على شهادة في الهندسة المدنية وأكثر من 25 عاما من الخبرة في تصميم وتصنيع وتسويق أدوات الاختبار هذه في مجموعة متنوعة من الصناعات الدولية بما في ذلك الطلاء الصناعي وفحص الجودة والتصنيع. أجرى ندوات تدريبية وكان عضوا نشطا في العديد من المنظمات بما في ذلك NACE و SSPC و ASTM و ISO.
