涂層厚度往往直接影響汽車(chē)性能和裝飾配件外觀，因此在涂裝工藝中嚴(yán)格監(jiān)控噴涂膜厚尤其重要。對(duì)此，汽車(chē)制造商相應(yīng)規(guī)定了涂層厚度的容差范圍，而且指出必須使用合適的測(cè)厚設(shè)備來(lái)監(jiān)控膜厚真實(shí)情況。

汽車(chē)行業(yè)對(duì)工藝穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量的要求都很高，這意味著汽車(chē)涂裝工藝的涂層厚度測(cè)量必須具有高重復(fù)性和工藝可追溯性。

行內(nèi)人士通常采用測(cè)量系統(tǒng)分析等常規(guī)方法評(píng)估出最佳測(cè)厚設(shè)備，評(píng)估結(jié)果如下：

1、隨著汽車(chē)行業(yè)需求不斷上升，傳統(tǒng)接觸式干膜測(cè)厚儀已經(jīng)不能滿足連續(xù)監(jiān)控涂層厚度的測(cè)試要求。

2、基于先進(jìn)光熱法ATO的新型非接觸測(cè)厚技術(shù)逐漸取代傳統(tǒng)接觸式測(cè)厚設(shè)備。

本文第一部分以手持非接觸測(cè)試汽車(chē)車(chē)身的電泳漆膜厚為例，介紹了涂魔師ATO無(wú)損測(cè)厚技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用；第二部分將介紹涂魔師在線非接觸測(cè)厚系統(tǒng)如何應(yīng)用于精準(zhǔn)無(wú)損測(cè)量汽車(chē)輪轂涂層厚度，協(xié)助涂裝廠家及時(shí)調(diào)整參數(shù)，使膜厚快速達(dá)到合格范圍。

傳統(tǒng)測(cè)厚儀大多數(shù)需要接觸測(cè)量涂層厚度。基于它們的測(cè)厚原理，只能準(zhǔn)確測(cè)出平面或光滑基材上的涂層厚度；但當(dāng)基材材質(zhì)、涂層成分或基材彎曲率發(fā)生變化時(shí)，這些測(cè)厚儀的測(cè)量數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)明顯數(shù)據(jù)偏差。另外，基材表面粗糙度、凹凸性、波紋度也會(huì)嚴(yán)重影響干膜測(cè)厚儀的重復(fù)性及精度。同時(shí)，人為操作產(chǎn)生的誤差也會(huì)影響最終測(cè)量結(jié)果。

由于干膜測(cè)厚儀的測(cè)量探頭會(huì)接觸并穿透柔軟未干的涂層，所以對(duì)于未固化涂層測(cè)厚，接觸式干膜測(cè)厚儀的測(cè)量值是不準(zhǔn)確的，它只能測(cè)量完全固化后涂層的膜厚。因此，接觸式干膜測(cè)厚儀無(wú)法實(shí)現(xiàn)在產(chǎn)品進(jìn)入烤爐前提高涂裝工藝的穩(wěn)定性和高效性的目標(biāo)。

相反，涂魔師非接觸膜厚分析儀是基于ATO光熱法新型無(wú)損測(cè)厚技術(shù)，在涂層未固化的狀態(tài)下就能實(shí)時(shí)得出干膜厚度；即使基材表面粗糙、曲面彎角等細(xì)小難測(cè)區(qū)域都能精準(zhǔn)測(cè)試。

涂魔師ATO是通過(guò)光脈沖短暫加熱待測(cè)涂層表面，內(nèi)置的高速紅外傳感器從遠(yuǎn)處記錄涂層表面溫度分布并生成溫度衰減曲線。最后利用專(zhuān)門(mén)研發(fā)的算法分析表面動(dòng)態(tài)溫度曲線，最終確定涂層厚度。

由于熱量始終垂直穿過(guò)涂層，因此涂魔師無(wú)損測(cè)厚時(shí)無(wú)須嚴(yán)格控制測(cè)量角度和距離，彎角曲面也能精準(zhǔn)測(cè)厚。

有效控制電泳漆漆膜厚度在最小允許容差范圍內(nèi)--最佳測(cè)厚技術(shù)：涂魔師ATO

電泳涂裝是將工件浸漬在電泳涂料槽的一種電化學(xué)涂裝工藝，十分適用于浸涂大批量及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的涂覆件。電泳涂裝是保證車(chē)身防腐蝕的重要工藝。

電泳漆膜厚厚度直接影響電泳涂裝多個(gè)性能：

1、電泳漆涂層越厚，越能有效阻擋腐蝕物質(zhì)的擴(kuò)散（例如水和氧氣），更能保護(hù)工件不受腐蝕；

2、電泳漆膜的機(jī)械強(qiáng)度、附著力等性能會(huì)隨涂層厚度變厚而降低；

最佳解決方法是在涂裝工藝中將電泳漆漆膜厚度有效控制在盡可能小的允許容差范圍內(nèi)。但對(duì)于微米級(jí)的允許容差范圍要求，傳統(tǒng)接觸式測(cè)厚儀不僅很難精準(zhǔn)測(cè)量漆膜厚度，而且無(wú)法達(dá)到很好的重復(fù)性。

一般情況下，所使用的測(cè)厚設(shè)備的重復(fù)性應(yīng)是允許容差范圍的1/40。例如，某一涂層厚度的允許容差范圍是4微米，則使用的測(cè)厚儀器的標(biāo)準(zhǔn)偏差必須小于0.1微米。

為了比較傳統(tǒng)干膜測(cè)厚儀和Coatmaster涂魔師ATO非接觸測(cè)厚設(shè)備的測(cè)厚效果，下文將展示分別對(duì)邊緣長(zhǎng)度為100毫米的方形電鍍鋼板上的KTL電泳漆涂層（陰極浸漬涂層）進(jìn)行測(cè)厚，鋼板基材厚度為500微米。使用顯微鏡測(cè)厚方法測(cè)量電泳漆漆膜厚度，從橫截面圖像可以看出電泳漆漆膜厚度在6到7微米之間。 圖1為使用涂魔師Flex手持非接觸膜厚分析儀對(duì)電泳漆漆膜進(jìn)行非接觸測(cè)厚。

圖1：使用涂魔師 ATO Flex手持非接觸膜厚分析儀對(duì)電泳漆漆膜進(jìn)行無(wú)損測(cè)厚 ?

圖2：接觸式測(cè)厚設(shè)備(橙色)和涂魔師非接觸式膜厚分析儀(藍(lán)色)分別在測(cè)試樣品的對(duì)角線上進(jìn)行涂層厚度測(cè)量 ?

接下來(lái)，實(shí)驗(yàn)人員分別使用電磁感應(yīng)測(cè)厚儀和涂魔師ATO測(cè)厚設(shè)備沿著測(cè)試樣品的對(duì)角線選取25個(gè)測(cè)試點(diǎn)并依次進(jìn)行測(cè)試，然后將所有測(cè)量結(jié)果匯總在圖表中，由圖2可見(jiàn)：

1、電磁感應(yīng)測(cè)厚儀的標(biāo)準(zhǔn)偏差為1微米，明顯不適合測(cè)量較薄的涂層厚度和允許容差范圍很小的應(yīng)用。

2、電磁感應(yīng)測(cè)厚儀測(cè)量樣品邊緣處的測(cè)厚數(shù)據(jù)明顯偏高，這是因?yàn)榇鸥袘?yīng)測(cè)厚儀探頭的磁力線在邊緣處出現(xiàn)了變形情況。當(dāng)磁感應(yīng)探針的電磁場(chǎng)超出被測(cè)樣品的邊緣時(shí)，就會(huì)發(fā)生邊緣效應(yīng)，測(cè)量值就會(huì)出現(xiàn)偏離。因此，當(dāng)使用磁感應(yīng)測(cè)厚儀測(cè)量邊緣、邊角或者基材曲率半徑發(fā)生變化時(shí)，將會(huì)影響儀器的測(cè)量精度。

3、電磁感應(yīng)測(cè)厚儀的大部分測(cè)厚數(shù)據(jù)低于6到7微米。這表明了該測(cè)厚儀探頭接觸測(cè)厚時(shí)，涂層被按壓并出現(xiàn)了凹陷，因此導(dǎo)致該測(cè)厚儀的測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)明顯偏差；

4、Coatmaster涂魔師ATO非接觸測(cè)厚設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.1微米，平均值為6.4微米，這與顯微鏡測(cè)試數(shù)據(jù)具有很高的相關(guān)性，并不存在類(lèi)似接觸式測(cè)厚儀出現(xiàn)的邊緣效應(yīng)等測(cè)量缺點(diǎn)。

因此，Coatmaster涂魔師非接觸測(cè)厚設(shè)備優(yōu)于接觸式干膜測(cè)厚儀，即使是粗糙基材、曲面彎角或邊緣等難測(cè)區(qū)域也能精確測(cè)厚。

綜述，Coatmaster涂魔師ATO是測(cè)量電泳漆涂層的最佳測(cè)厚技術(shù)，能滿足允許容差范圍盡可能小的測(cè)量要求。該測(cè)厚技術(shù)與基材形狀復(fù)雜性和粗糙度無(wú)關(guān)，可以精準(zhǔn)測(cè)量形狀復(fù)雜不規(guī)則的產(chǎn)品膜厚，例如車(chē)身或汽車(chē)零部件；它也可以測(cè)量?jī)?nèi)腔、凹槽、彎角、曲面、螺釘?shù)入y測(cè)部位的涂層厚度。

此外，Coatmaster涂魔師ATO非接觸測(cè)厚技術(shù)還可以在電泳漆漆膜未烘干狀態(tài)下實(shí)時(shí)得出干膜厚度，協(xié)助涂裝工人及時(shí)發(fā)現(xiàn)工藝偏差和高效調(diào)整涂裝工藝參數(shù)。

汽車(chē)輪轂高度自動(dòng)化的涂裝工藝與Coatmaster涂魔師3D成像涂層厚度測(cè)量技術(shù)配備使用

汽車(chē)輪轂的粉末涂裝工藝必須滿足越來(lái)越嚴(yán)格的生產(chǎn)要求。汽車(chē)輪轂不僅形狀復(fù)雜，而且對(duì)飾面要求非常高，顏色種類(lèi)也很多，因此客戶希望有一種測(cè)厚方案能對(duì)汽車(chē)輪轂涂層進(jìn)行快速精準(zhǔn)測(cè)厚。

涂裝工藝的關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)之一是整個(gè)汽車(chē)輪轂的涂層厚度真實(shí)分布情況。為了能提供連續(xù)的數(shù)據(jù)記錄和相關(guān)質(zhì)量監(jiān)控文檔，必須在涂裝生產(chǎn)線上對(duì)膜厚進(jìn)行不間斷監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)最大程度上提高效率和降低成本的生產(chǎn)目標(biāo)。

汽車(chē)涂裝集成商通過(guò)在汽車(chē)輪轂涂裝的自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)中集成涂魔師ATO測(cè)厚系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)快速、精準(zhǔn)、非接觸無(wú)損測(cè)量涂層厚度。涂魔師能輕松測(cè)量汽車(chē)輪轂涂層厚度；測(cè)量時(shí)間（如圖3）在500毫秒以內(nèi)；測(cè)量范圍為1-2000微米，并且它具有極高的測(cè)量精度和重復(fù)性。基于光熱原理的涂魔師無(wú)需嚴(yán)格控制測(cè)量角度和距離，故不必將其以特定角度進(jìn)行固定再測(cè)厚，因此它也能輕松靈活測(cè)量汽車(chē)底切（undercuts）等難測(cè)部位膜厚。

使用Coatmaster涂魔師3D測(cè)量的成像膜厚分布情況可以通過(guò)合適的傳輸方式及時(shí)反饋給總控機(jī)或其他設(shè)備，然后對(duì)噴涂設(shè)備進(jìn)行快速正確參數(shù)調(diào)整以獲得最佳的涂裝效果。

集成了涂魔師非接觸測(cè)厚系統(tǒng)的全自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，不僅提高了工業(yè)涂裝工藝的透明度和可靠性，同時(shí)也提升了系統(tǒng)可用性和生產(chǎn)效率。這樣能確保操作人員能充分利用涂裝系統(tǒng)，并隨時(shí)獲得設(shè)備的使用狀況。

涂魔師非接觸測(cè)厚系統(tǒng)能提供連續(xù)膜厚文檔，從而實(shí)現(xiàn)不間斷工藝數(shù)據(jù)記錄，成為了確保汽車(chē)行業(yè)質(zhì)量的重要工具。因此， 涂裝廠家可以在產(chǎn)品進(jìn)入烤爐前檢測(cè)到是否與預(yù)先設(shè)定的容差范圍存在偏差，由此判斷是否需要重新調(diào)整涂層厚度。廠家也無(wú)需等到粉末涂料完成固化后就能馬上獲取膜厚情況并進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整工藝參數(shù)，使涂層厚度達(dá)到最佳膜厚范圍內(nèi)，最大程度上降低返工率和生產(chǎn)成本。

圖3：對(duì)汽車(chē)輪轂進(jìn)行3D整體成像非接觸膜厚測(cè)量??

圖4：系統(tǒng)清晰顯示了當(dāng)前有關(guān)生產(chǎn)和質(zhì)量狀態(tài)信息。系統(tǒng)消息和警告強(qiáng)調(diào)了系統(tǒng)調(diào)整的必要性??

圖5：專(zhuān)為汽車(chē)輪轂開(kāi)發(fā)的粉末噴涂系統(tǒng)，通過(guò)觸摸屏進(jìn)行系統(tǒng)配置和控制??

Coatmaster涂魔師測(cè)厚系統(tǒng)能提供膜厚數(shù)據(jù)用于檢測(cè)噴涂參數(shù)是否設(shè)置正確，使產(chǎn)品膜厚達(dá)到涂裝工藝的質(zhì)量要求，這可以防止過(guò)度噴涂，節(jié)省大量材料。

另外，當(dāng)采用新的粉末涂料或輪轂設(shè)計(jì)時(shí)，大大減少了設(shè)備配置時(shí)間（調(diào)整噴涂設(shè)備參數(shù)所需的時(shí)間）。

集成涂魔師的現(xiàn)代涂裝技術(shù)，即使對(duì)于幾何形狀復(fù)雜的汽車(chē)輪轂，也能確保高效噴涂工藝和涂層厚度均勻一致。在涂裝過(guò)程中，涂裝系統(tǒng)能使用3-D軸移動(dòng)裝置將所有噴槍與輪轂同時(shí)通過(guò)噴粉室。這些噴槍彼此相對(duì)固定，以便達(dá)到最大程度上能利用飄散在空中粉末涂料。即使在高速傳輸情況下也能產(chǎn)生范圍廣闊且穩(wěn)定的粉末云團(tuán)，從而達(dá)到出色的涂裝效果。

汽車(chē)領(lǐng)域輪轂涂裝的需求不斷增長(zhǎng)，這需要能夠適應(yīng)未來(lái)市場(chǎng)的解決方案，這些解決方案既易于操作，又能可靠持續(xù)生產(chǎn)出高質(zhì)量表面。技術(shù)領(lǐng)先的涂魔師測(cè)量系統(tǒng)能為用戶提供了高度自動(dòng)化和重復(fù)性高的測(cè)厚結(jié)果，以滿足上述嚴(yán)格的生產(chǎn)要求。
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