ATO涂魔師非接觸干濕膜膜厚分析儀與傳統(tǒng)膜厚儀對(duì)比

摘要：ATO涂魔師非接觸干濕膜膜厚分析儀成熟應(yīng)用于鋁型材行業(yè)，涂魔師無(wú)損測(cè)厚設(shè)備具有精度更高和重復(fù)性更好等優(yōu)勢(shì)，能夠協(xié)助生產(chǎn)廠家找出工藝問(wèn)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(wèn)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(lái)料檢驗(yàn)、對(duì)比產(chǎn)品品質(zhì)差異等工序。

       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，若鋁型材生產(chǎn)廠家缺乏有效控制鋁型材表面涂層厚度手段，就容易造成產(chǎn)品色差、雜質(zhì)顆粒、桔皮、嚴(yán)重肌狀皺紋、流掛等質(zhì)量缺陷，導(dǎo)致外觀質(zhì)量及性能不佳。此時(shí)，廠家不得不根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行多次返工調(diào)整，大大增加了人力物力及生產(chǎn)成本。

      生產(chǎn)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(guò)程哪個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題（如噴槍堵塞、沒(méi)有調(diào)整好噴粉設(shè)備參數(shù)），并在出現(xiàn)生產(chǎn)缺陷前找出形成原因及解決方法，降低因膜厚不均勻?qū)е碌姆倒すに嚕嵘a(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。

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測(cè)試固化前膜厚的好處——避免出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量缺陷

       1. 如果涂層太薄，不能有效覆蓋底材，影響色差和光澤和耐腐蝕等性能；涂層太厚，造成流掛或電離排斥現(xiàn)象，導(dǎo)致涂層表面出現(xiàn)桔皮或蜂窩狀；

       2. 面對(duì)高昂的粉末涂料成本，通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)涂層厚度，有效降低生產(chǎn)成本；

       3. 影響涂層耐酸、堿、鹽介質(zhì)和耐水等產(chǎn)品性能；

測(cè)試膜厚均勻性的好處——及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)及噴涂設(shè)備出現(xiàn)隱患

檢測(cè)產(chǎn)品涂層噴涂是否均勻，有助于：

       1. 保證色調(diào)一致、行程重疊、覆蓋率合格，降低返工率；

       2. 及時(shí)發(fā)現(xiàn)噴槍堵塞、文丘里管磨損、輸送鏈擠動(dòng)、流化桶局部堵塞等情況；

       3. 協(xié)助調(diào)整噴涂設(shè)備或工藝參數(shù)，如體積電阻、電壓、移動(dòng)速度等；

列舉市面上多種測(cè)厚技術(shù)

一、接觸式膜厚儀

       目前大多數(shù)傳統(tǒng)測(cè)厚儀屬于接觸式或者破壞式有損測(cè)量，并且且測(cè)試速度慢和測(cè)量繁瑣，多適合于抽樣檢測(cè)。只有等待涂層干燥后才能測(cè)量涂層厚度，測(cè)量時(shí)探頭需要擠壓涂層表面，所以容易造成讀數(shù)產(chǎn)生偏差。

例如，千分尺的精度是±1微米，如果涂層厚度為12微米，測(cè)量偏差則是±8%，加上人為誤差影響，大大超出了生產(chǎn)廠家的允許偏差范圍?？梢?jiàn)，接觸式千分尺不能作為有效可靠的測(cè)厚方法。

       其他接觸式測(cè)厚儀還有：測(cè)量金屬底材涂層厚度——采用接觸式電磁感應(yīng)或渦流法膜厚儀；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)提及到的橫切法或是在特定情況下使用ISO 2808標(biāo)準(zhǔn)的接觸式超聲波測(cè)量設(shè)備。

      但隨著人們對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和外觀要求越來(lái)越嚴(yán)格，上述測(cè)量方法顯然已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)廠家的實(shí)際需求，并存在不少局限性，故不適合應(yīng)用在鋁型材生產(chǎn)。具體缺點(diǎn)如下：

1.      需等待膜層干燥而使工序滯后，無(wú)法在噴涂/涂布后馬上得知干膜厚度；

2.      受底材的種類(lèi)限制，很多材料不適用；

3.      測(cè)試方法對(duì)材料有損傷，測(cè)試成本高；

4.      無(wú)法測(cè)試曲面、彎角、小零件等復(fù)雜形狀；

5.      不能在生產(chǎn)線上直接實(shí)時(shí)測(cè)試；

6.  不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)及噴涂設(shè)備出現(xiàn)隱患，如噴槍堵塞、文丘里管磨損等；

二、非接觸無(wú)損涂層厚度的測(cè)試方法

1） 瑞士ATO涂魔師非接觸無(wú)損光熱法

涂魔師非接觸式膜厚分析儀利用涂層與底材之間的熱性能差異來(lái)實(shí)現(xiàn)非接觸無(wú)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(mén)開(kāi)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(jiàn)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(wú)損測(cè)量。

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(guò)程（后向散射），一些入射的電子在入射側(cè)離開(kāi)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)。

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(guò)X射線照射來(lái)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(wú)損測(cè)量方法，除了ATO涂魔師非接觸膜厚分析儀，其他的無(wú)損測(cè)量方法都需要激發(fā)輻射來(lái)進(jìn)行測(cè)厚，對(duì)人體存在潛在危險(xiǎn)性和傷害性，測(cè)量時(shí)需要工作人員實(shí)行相應(yīng)的保護(hù)措施，如在隔離室中采用X射線熒光法。因此，ATO涂魔師非接觸膜厚分析儀對(duì)人體無(wú)危害性的特點(diǎn)應(yīng)作為優(yōu)先選擇測(cè)量方案。

       此外，ATO涂魔師非接觸膜厚分析儀能夠安全、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(wú)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；

       2.  不限涂層種類(lèi)，油漆、粉末涂料、粘膠劑、潤(rùn)滑油、膠水等都適用；

       3.  適應(yīng)各種不規(guī)則和外形復(fù)雜工件；

       4. 實(shí)時(shí)在產(chǎn)線上監(jiān)測(cè)膜厚，數(shù)據(jù)100%存檔；

       5. 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(wèn)題并和調(diào)整工藝參數(shù)。

對(duì)比測(cè)試研究——傳統(tǒng)磁感應(yīng)接觸方法 VS ATO涂魔師非接觸膜厚分析儀

        第一組用ATO涂魔師非接觸膜厚分析儀測(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)磁性膜厚儀方法，藍(lán)點(diǎn)為ATO涂魔師非接觸膜厚分析儀）

傳統(tǒng)磁感應(yīng)方法與ATO涂魔師非接觸膜厚分析儀的測(cè)量偏差進(jìn)行對(duì)比測(cè)試

       由上圖的測(cè)試數(shù)據(jù)可知，傳統(tǒng)磁感應(yīng)方法比ATO涂魔師非接觸膜厚分析儀的測(cè)量偏差要大，數(shù)據(jù)可靠性要低。而新型非接觸無(wú)損檢測(cè)技術(shù)測(cè)量的數(shù)據(jù)更精確可靠，可以協(xié)助生產(chǎn)廠家做出正確的判斷和優(yōu)化生產(chǎn)工藝。

案例分析

       國(guó)內(nèi)某知名鋁型材制造商使用渦流式測(cè)厚儀對(duì)固化后鋁型材進(jìn)行涂層測(cè)厚，發(fā)現(xiàn)噴涂質(zhì)量不佳，有些面涂層厚度不均勻，需要重復(fù)大量返工工序。

       用戶使用ATO涂魔師非接觸膜厚分析儀后與干膜測(cè)厚儀進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，發(fā)現(xiàn)對(duì)鋁型材上相同位置測(cè)試數(shù)據(jù)接近，且ATO涂魔師非接觸膜厚分析儀重復(fù)性和精度要更好；

測(cè)試過(guò)程：

使用兩種測(cè)量?jī)x器都第一點(diǎn)的大致相同位置進(jìn)行測(cè)厚

測(cè)試數(shù)據(jù)：

       用戶使用ATO涂魔師非接觸膜厚分析儀代替干膜測(cè)厚儀后發(fā)現(xiàn)，可以通過(guò)測(cè)試濕膜厚度即時(shí)得出干膜厚度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)噴槍堵塞和及時(shí)得知工人有沒(méi)有調(diào)整好噴粉設(shè)備的生產(chǎn)問(wèn)題，大大減少了返工工藝，節(jié)省生產(chǎn)成本！

無(wú)損測(cè)厚設(shè)備對(duì)于生產(chǎn)廠家的重要性

       綜述，精度更高和重復(fù)性更好的無(wú)損測(cè)厚設(shè)備能夠協(xié)助生產(chǎn)廠家找出工藝問(wèn)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(wèn)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(lái)料檢驗(yàn)、對(duì)比產(chǎn)品品質(zhì)差異等工序。