top of page

การวัดความหนาผิวเคลือบสำหรับชิ้นส่วนรถยนต์และขอบล้อ

Predefined Coating Thicknesses for Vehicle Bodies and Wheel Rim


ความหนาของสารเคลือบมีบทบาทสำคัญในกระบวนการเคลือบ เนื่องจากมีผลกระทบโดยตรงต่อคุณสมบัติการทำงานและการตกแต่งของสารเคลือบ ด้วยเหตุนี้ ผู้ผลิตจึงกำหนดช่วงความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้สำหรับความหนาของชั้นเคลือบซึ่งต้องได้รับการตรวจสอบโดยใช้อุปกรณ์ตรวจวัดที่เหมาะสม


ผู้เขียน: Professor Nils Reinke, Co-CEO of coatmaster AG และ Mario Oesterle, Senior Product Manager of Industrial Solutions J. Wagner GmbH

วันที่เผยแพร่: ธันวาคม 2563

แปลโดย: บริษัทเอช.เจ.อุงเคิล (ไทย) จำกัด, ตัวแทนจำหน่ายแต่งตั้งของ Coatmaster อย่างเป็นทางการ


โครงรถยนต์

อุตสาหกรรมยานยนต์กำหนดมาตรฐานระดับสูงเพื่อความน่าเชื่อถือและคุณภาพของกระบวนการ ซึ่งหมายความว่าการวัดความหนาผิวเคลือบจะต้องสามารถทำซ้ำและตรวจสอบย้อนหลังได้ วิธีการทั่วไป เช่น การวิเคราะห์ระบบการประเมิน สามารถใช้กำหนดคุณสมบัติของอุปกรณ์ที่ใช้ประเมินได้ วิธีการเหล่านี้ได้เน้นย้ำถึงความจริงที่ว่าระบบการตรวจวัดแบบสัมผัสดังเดิมไม่เหมาะสำหรับการตรวจสอบกระบวนการอีกต่อไป อันเป็นผลมาจากมาตรฐานอุตสาหกรรมที่สูงขึ้น อุปกรณ์เหล่านี้ถูกแทนที่ด้วยอุปกรณ์ตรวจวัดที่ใช้เทคโนโลยี ATO (Advanced Thermal Optics) มากขึ้นเรื่อย ๆ


ส่วนแรกของบทความแสดงให้เห็นถึงการใช้เทคโนโลยี ATO สำหรับการประเมินการเคลือบด้วยไฟฟ้าบนส่วนประกอบตัวถังรถยนต์แบบแมนนวล ส่วนที่สองอธิบายว่าอุปกรณ์วัดความหนาของผิวเคลือบช่วยเสริมกระบวนการอัตโนมัติที่เป็นนวัตกรรมใหม่สำหรับขอบล้อเคลือบได้อย่างไร โดยทั่วไปแล้ว อุปกรณ์ตรวจวัดแบบสัมผัสจะขึ้นอยู่กับกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับระยะห่างของการหน่วงวงจรไฟฟ้ากำเนิดความถี่ (Oscillating Electrical Circuit) ในกรณีของพื้นผิวเรียบและผิวเคลือบเรียบ สามารถใช้คำนวณความหนาของผิวเคลือบได้ อย่างไรก็ตามองค์ประกอบของวัสดุที่แตกต่างกันและพื้นผิวโค้งสามารถส่งผลให้เกิดการเบี่ยงเบนที่มีนัยสำคัญ การเคลือบแบบหยาบหรือมีลักษณะเป็นลอนคลื่นมีผลในทางลบต่อความสามารถในการประเมินซ้ำ เนื่องจากอุปกรณ์ตรวจวัดแบบสัมผัสมักจะเป็นแบบมือถือ ซึ่งสามารถส่งผลต่อผลการประเมินได้เช่นกัน หัวเข็มวัดสามารถเจาะการเคลือบแบบอ่อนและบิดเบือนการวัดได้ นอกจากนี้อุปกรณ์วัดความหนาแบบสัมผัสสามารถใช้ได้กับสารเคลือบที่อบอย่างสมบูรณ์แล้วเท่านั้น ดังนั้นจึงไม่เหมาะสำหรับการตรวจวัดในระยะเริ่มต้นของการเคลือบ ด้วยเหตุนี้จึงไม่ช่วยปรับปรุงความน่าเชื่อถือของกระบวนการ การประเมินความหนาของผิวเคลือบแบบไร้สัมผัสด้วยเทคโนโลยี ATO นั้นใช้หลักการที่เรียบง่ายและทนทาน การเคลือบถูกทำให้ร้อนในเวลาสั้น ๆ 2-3 องศาเซลเซียสโดยใช้แสงและอายุของคลื่นความร้อนในสารเคลือบตรวจวัดโดยเซ็นเซอร์อินฟราเรด การตรวจวัดนี้จะถูกแปลงเป็นความหนาของชั้นเคลือบ เนื่องจากความร้อนเดินทางในแนวตั้งผ่านการเคลือบเสมอ การประเมินจึงไม่ขึ้นกับทิศทางของอุปกรณ์ตรวจวัดมากนัก


การประเมินการเคลือบด้วยไฟฟ้าแบบแมนนวลภายในค่าความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวด

การเคลือบด้วยไฟฟ้าเป็นกระบวนการทางเคมีไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับการเคลือบส่วนประกอบในอ่างแช่ เหมาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนที่มีโครงสร้างซับซ้อนที่เคลือบในปริมาณมาก การเคลือบด้วยไฟฟ้าเป็นกระบวนการมาตรฐานที่ใช้เพื่อป้องกันการกัดกร่อนของตัวรถ คุณสมบัติหลายประการของการเคลือบด้วยไฟฟ้าได้รับอิทธิพลโดยตรงจากความหนา ในอีกด้านหนึ่ง การเคลือบที่หนาขึ้นสร้างเกราะป้องกันที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นเพื่อป้องกันการกระจายตัวของสารที่ก่อให้เกิดการกัดกร่อน เช่น น้ำและออกซิเจน อย่างไรก็ตาม ความแข็งแรงเชิงกลของสารเคลือบจะลดลงเมื่อการเคลือบหนาขึ้น ด้วยเหตุนี้ จึงจำเป็นต้องมีการควบคุมความหนาให้เป็นไปตามหลักการภายในพิกัดความเผื่อที่จำกัดมาก อุปกรณ์ตรวจวัดที่เหมาะสมต้องมีค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานน้อยกว่าหนึ่งในสี่สิบของช่วงพิกัดความเผื่อที่ระบุ ตัวอย่างเช่น ขอบเขตพิกัดความเผื่อ 4 ไมโครเมตรมีค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานน้อยกว่า 0.1 ไมโครเมตร


Coating Thickness Measurement

เพื่อวัตถุประสงค์ในการเปรียบเทียบอุปกรณ์วัดความหนาของผิวเคลือบระบบสัมผัสทั่วไปและระบบไร้สัมผัสที่ใช้เทคโนโลยี ATO ประเมินความหนาของสารเคลือบบนแผงเหล็กเคลือบด้วยไฟฟ้าบนชิ้นงานทรงสี่เหลี่ยมที่มีความยาวขอบ 100 มม. แผงเหล็กหนา 500 ไมโครเมตร ภาพตัดขวางของการเคลือบด้วยไฟฟ้าระบุว่าความหนาอยู่ระหว่าง 6 ถึง 7 ไมโครเมตร Figure 1 แสดงความหนาของการเคลือบที่ประเมินโดยอุปกรณ์ coatmaster Flex แบบมือถือที่ใช้เทคโนโลยี ATO


ทำการวัดทั้งหมด 25 ครั้งตามแนวทแยงบนแผงทดสอบโดยใช้อุปกรณ์ตรวจวัดแบบสัมผัสและแบบไร้สัมผัส การวัดได้สรุปไว้ใน Figure 2


ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของอุปกรณ์วัดความหนาแบบสัมผัสคือ 1 ไมโครเมตร ซึ่งไม่เหมาะสำหรับการประเมินสารเคลือบที่บางและค่าความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวด ในการประเมินพื้นที่ขอบมุมของชิ้นงานตัวอย่าง อุปกรณ์แบบสัมผัสมีแนวโน้มที่จะแสดงความหนามากกว่าความเป็นจริง เนื่องจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของหัววัดใช้การเหนี่ยวนำแม่เหล็กเกินขีดจำกัดทางเรขาคณิตของตัวอย่างที่กำลังประเมิน ความหนาของผิวเคลือบโดยทั่วไปจะต่ำกว่าช่วง 6 ถึง 7 ไมโครเมตรตามตัวอย่างในเส้นกราฟ นี่แสดงว่าสารเคลือบถูกบีบอัดเล็กน้อยในระหว่างการประเมิน


ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานของอุปกรณ์ตรวจวัดแบบไร้สัมผัสคือ 0.1 ไมโครเมตร การประเมินความหนาผิวเคลือบเฉลี่ยที่ 6.4 ไมโครเมตร ซึ่งสอดคล้องกับตัวอย่างในเส้นกราฟ ในการประเมินพื้นที่ขอบมุมของชิ้นงานตัวอย่าง อุปกรณ์แบบไร้สัมผัสสามารถประเมินได้ปกติ ไม่ได้รับผลกระทบใด ๆ จากขอบมุม ต่างจากอุปกรณ์แบบสัมผัส


โดยสรุปเป็นที่ชัดเจนว่า ATO เป็นเทคโนโลยีที่เหมาะสมสำหรับการวัดการเคลือบด้วยไฟฟ้าที่มีช่วงความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวด เนื่องจากเทคโนโลยีไม่มีผลกับรูปทรงของชิ้นส่วน จึงสามารถใช้กับรูปทรงที่ซับซ้อนได้ เช่น ส่วนต่าง ๆ ของตัวรถ นอกจากนี้ยังสามารถวัดความหนาของผิวเคลือบในช่องว่างและโพรงได้อีกด้วย ช่วงการวัดที่ปรับได้ทำให้สามารถทำการประเมินบนพื้นผิวที่ไม่เรียบและสลักเกลียวได้ นอกจากนี้เทคโนโลยีแบบไร้สัมผัสทำให้สามารถวัดความหนาของการเคลือบด้วยไฟฟ้าในขณะที่ชิ้นงานยังเปียกอยู่ ก่อนที่กระบวนการทำให้แห้งจะเริ่มต้นขึ้น ซึ่งช่วยให้สามารถระบุปัญหาในกระบวนการเคลือบและแก้ไขได้อย่างรวดเร็ว


กระบวนการอัตโนมัติขั้นสูงสำหรับการเคลือบขอบล้อรวมกับการวัดความหนาของการเคลือบตามภาพ

กระบวนการเคลือบสีฝุ่นสำหรับขอบล้อในอุตสาหกรรมยานยนต์ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดที่เข้มงวดมากขึ้น ลูกค้าคาดหวังเครื่องมือที่ปรับแต่งได้สำหรับขอบล้อที่มีความซับซ้อนมากขึ้น ด้วยรูปทรงที่ท้าทาย การตกแต่งที่คุณภาพสูง และสีสันที่หลากหลาย เกณฑ์คุณภาพที่สำคัญประการหนึ่งสำหรับกระบวนการเคลือบคือการกระจายความหนาของสารเคลือบทั่วทั้งล้อ เพื่อให้เอกสารและข้อมูลการประกันคุณภาพเป็นไปอย่างราบรื่น จำเป็นต้องแสดงคุณภาพของสารเคลือบในทุกขั้นตอนของกระบวนการ ในเวลาเดียวกัน ต้นทุนของกระบวนการตรวจวัดต้องน้อยที่สุดเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบด้านลบต่อต้นทุนต่อหน่วย นอกจากนี้ยังต้องบรรลุเป้าหมายการผลิตที่ท้าทายอีกด้วย


การวัดความหนาผิวเคลือบของล้อรถ

Coatmaster

Powder Coating

J. Wagner GmbH (เยอรมนี) ได้พัฒนาวิธีแก้แบบอัตโนมัติขั้นสูงสำหรับการเคลือบขอบล้อ เมื่อรวมกับระบบการตรวจวัดความหนาของสารเคลือบที่ใช้เทคโนโลยี ATO จาก coatmaster AG (ประเทศเยอรมนี) จะมีประโยชน์มากขึ้นสำหรับผู้ใช้งาน การประเมิน (Figure 3) ใช้เวลาน้อยกว่า 500 มิลลิวินาที และบนล้อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 24 นิ้ว สามารถกำหนดความหนาของการเคลือบด้วยความละเอียดเฉพาะที่ 2 มม. และความสามารถในการทำซ้ำที่สูงมาก เนื่องจากไม่จำเป็นต้องวางอุปกรณ์ไว้ที่มุมใดมุมหนึ่ง สามารถวัดในส่วนที่ต่ำกว่าได้ การวัดการกระจายความหนาของผิวเคลือบสามารถแบ่งออกเป็นวงแหวนและตั้งค่าให้กับปืนฉีดแต่ละตัว ซึ่งสามารถปรับได้เพื่อให้ได้ผลลัพธ์การเคลือบที่ดีที่สุด


ทั้งสองระบบสามารถแสดงบนข้อมูล Coatify และแพลตฟอร์มการจัดการจาก Wagner Coatify ซึ่งเป็นระบบ Internet of Things บนเว็บที่ช่วยให้มองเห็นภาพระบบการเคลือบและอุปกรณ์ตรวจวัดอย่างชาญฉลาด (Figure 4) ระบบเหล่านี้เพิ่มความโปร่งใสและความน่าเชื่อถือของกระบวนการเคลือบทางอุตสาหกรรม ในขณะเดียวกันก็ปรับปรุงความพร้อมของระบบและผลผลิต สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าผู้ปฏิบัติงานจะยังคงสัมผัสกับระบบการเคลือบอย่างใกล้ชิดและรับทราบสถานะปัจจุบันของเครื่องจักรเป็นอย่างดี


ระบบเคลือบสีฝุ่น C-Line จาก Wagner ได้รับการพัฒนาโดยเฉพาะสำหรับการเคลือบล้อในอุตสาหกรรมยานยนต์ เกณฑ์การออกแบบที่สำคัญนั้นรวมถึงพื้นที่ขนาดเล็กมากเพื่อให้สามารถรวมเข้ากับสายการผลิตที่มีอยู่ได้อย่างง่ายดาย ระบบได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องและปรับให้เข้ากับความต้องการของลูกค้า การออกแบบที่กะทัดรัดซึ่งรวมถึงบูธ / พื้นที่เล็ก ๆ ที่มีความยาวเพียงสองเมตร หมายความว่าใช้พื้นที่เพียงหนึ่งในสามของพื้นที่ของระบบที่เทียบเคียงได้ซึ่งมีอยู่ในท้องตลาดในปัจจุบัน บูธมาพร้อมกับตัวกรอง ไซโคลน และระบบท่อ ไม่เพียงช่วยประหยัดพื้นที่ แต่ยังช่วยลดการใช้พลังงานลง 50% เมื่อเทียบกับระบบการเคลือบทั่วไป ระบบการตรวจวัดของ coatmaster ซึ่งวางตลาดโดย Wagner ภายใต้ชื่อ Layer Check ทำให้เป็นส่วนประกอบที่สมบูรณ์แบบสำหรับวิธีการนี้ นอกจากการวัดความหนาของสารเคลือบแล้ว ยังให้การบันทึกคุณภาพการเคลือบคงที่อีกด้วย ซึ่งช่วยให้จัดทำเอกสารบันทึกกระบวนการได้อย่างราบรื่น ซึ่งเป็นเครื่องมือรับประกันคุณภาพที่จำเป็นในอุตสาหกรรมยานยนต์ ดังนั้นการเบี่ยงเบนจากขีดจำกัดที่กำหนดไว้ล่วงหน้าสามารถระบุได้ในระยะแรก และสามารถปรับความหนาของการเคลือบได้ ด้วยเหตุนี้ การทำใหม่สามารถเกิดขึ้นได้ก่อนที่ขอบล้อเคลือบด้วยสีฝุ่นจะแห้งสนิท


ระบบควบคุมของ C-Line นั้นใช้งานง่ายและเป็นมิตรกับผู้ใช้งาน พารามิเตอร์ถูกป้อนทั้งหมดในรูปแบบภาพ โดยปืนถูกกำหนดตำแหน่งโดยใช้สั่งงานด้วยภาพ (Figure 5) ขบวนการทำงานแต่ละรอบสามารถตั้งค่าและเปลี่ยนแปลงได้อย่างรวดเร็ว เซ็นเซอร์ของ coatmaster จะระบุว่าความหนาของสารเคลือบได้รับการตั้งค่าอย่างถูกต้องเพื่อให้ได้ระดับคุณภาพที่ต้องการหรือไม่ มีการป้องกันการเคลือบทับ ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่าการใช้วัสดุยังคงต่ำ นอกจากนี้เมื่อมีการแนะนำการเคลือบสีฝุ่นหรือการออกแบบล้อใหม่ ระยะเวลาในการปรับพารามิเตอร์ของเครื่องจักรจะสั้นลงมาก


ระบบการใช้งาน C-Line ที่ทันสมัยเมื่อรวมกับอุปกรณ์ coatmaster ช่วยรับประกันประสิทธิภาพการถ่ายโอนในระดับสูงและความหนาของการเคลือบที่สม่ำเสมอแม้ในขอบล้อที่มีรูปร่างซับซ้อน ในระหว่างกระบวนการเคลือบ ระบบแกน 3 มิติจะเคลื่อนปืนผงทั้งหมดผ่านบูธไปพร้อมกับล้อ ปืนถูกจัดเรียงตรงข้ามกันเพื่อให้สีฝุ่นเคลื่อนตัวได้ดีที่สุด ซึ่งหมายความว่าแม้ที่ความเร็วปริมาณงานสูง สีฝุ่นที่กว้างและเสถียรก็ถูกสร้างขึ้น ซึ่งนำไปสู่ผลลัพธ์การเคลือบที่โดดเด่น


มาตรฐานคุณภาพที่เพิ่มขึ้นสำหรับการเคลือบล้อในอุตสาหกรรมยานยนต์ต้องการทางออกที่รองรับอนาคต ซึ่งในขณะเดียวกันใช้งานง่ายและผลิตพื้นผิวที่มีคุณภาพสูงอย่างสม่ำเสมอได้อย่างน่าเชื่อถือ การผสมผสานระหว่างเทคโนโลยีชั้นนำ 2 อย่าง ได้แก่ Wagner C-Line และระบบการประเมินของ coatmaster ช่วยให้ผู้ใช้งานมีระบบอัตโนมัติในระดับสูงและให้ผลลัพธ์ที่ทำซ้ำได้ซึ่งตรงตามมาตรฐานที่ต้องการเหล่านี้




 

หากท่านสนใจใน coatmaster Flex สามารถติดต่อได้ที่ H.J.Unkel (Thai) Limited

บริษัทฯ ยินดีอย่างยิ่งที่จะให้บริการทุกท่านด้วยความเชี่ยวชาญในสินค้าและงานบริการกว่า 45 ปี


Flex_Catalogue_EN
.pdf
Download PDF • 228KB
Flex_User Handbook
.pdf
Download PDF • 3.01MB

Comments


bottom of page