الولايات المتحدة الأمريكية / العالمية: 9292-461-949-1+
أوروبا: 794-3052-011-39+
تراسل معنا

مورفولوجيا سطح الطلاء

صبغ السطح السطحي

مراقبة التطور في الوقت الحقيقي الآلي
استخدام NANOVEA 3D PROFILOMETER

أُعدت بواسطة

دوانجي لي ، دكتوراه

مقدمة

تلعب الخصائص الوقائية والزخرفية للطلاء دورًا مهمًا في مجموعة متنوعة من الصناعات ، بما في ذلك صناعة السيارات والصناعات البحرية والعسكرية والبناء. لتحقيق الخصائص المرغوبة ، مثل مقاومة التآكل ، والحماية من الأشعة فوق البنفسجية ، ومقاومة التآكل ، يتم تحليل صيغ الطلاء والبنيات بعناية وتعديلها وتحسينها.

أهمية مقياس التشكيل ثلاثي الأبعاد غير المتصل لتحليل التشريح السطحي للطلاء الجاف

عادة ما يتم تطبيق الطلاء في صورة سائلة ويخضع لعملية تجفيف تتضمن تبخر المذيبات وتحويل الطلاء السائل إلى طبقة صلبة. أثناء عملية التجفيف ، يغير سطح الطلاء شكله وملمسه تدريجيًا. يمكن تطوير أشكال وتشطيبات الأسطح المختلفة باستخدام مواد مضافة لتعديل التوتر السطحي وخصائص تدفق الطلاء. ومع ذلك ، في حالة وجود وصفة طلاء سيئة الصياغة أو معالجة غير صحيحة للأسطح ، قد تحدث أعطال غير مرغوب فيها على سطح الطلاء.

يمكن للمراقبة الدقيقة في الموقع لمورفولوجيا سطح الطلاء خلال فترة التجفيف أن توفر رؤية مباشرة لآلية التجفيف. علاوة على ذلك، فإن التطور في الوقت الحقيقي لمورفولوجيات السطح يعد معلومات مفيدة جدًا في مختلف التطبيقات، مثل الطباعة ثلاثية الأبعاد. النانو مقاييس عدم الاتصال ثلاثية الأبعاد قياس مورفولوجية سطح الطلاء للمواد دون لمس العينة، وتجنب أي تغيير في الشكل قد يكون ناجماً عن تقنيات الاتصال مثل القلم المنزلق.

هدف القياس

في هذا التطبيق ، يتم استخدام مقياس NANOVEA ST500 غير الملامس ، المزود بمستشعر بصري عالي السرعة ، لمراقبة شكل سطح الطلاء خلال فترة التجفيف التي تبلغ ساعة واحدة. نعرض قدرة NANOVEA Non-Contact Profilometer في توفير قياس آلي ثلاثي الأبعاد في الوقت الفعلي للمواد مع تغيير مستمر للشكل.

نانوفيا

ST500

النتائج والمناقشة

تم تطبيق الطلاء على سطح صفيحة معدنية ، متبوعًا على الفور بقياسات آلية لتطور التشكل لطلاء التجفيف في الموقع باستخدام مقياس NANOVEA ST500 غير الملامس المجهز بجهاز استشعار خط عالي السرعة. تمت برمجة الماكرو لقياس وتسجيل مورفولوجيا السطح ثلاثي الأبعاد تلقائيًا في فترات زمنية محددة: 0 ، 5 ، 10 ، 20 ، 30 ، 40 ، 50 ، 60 دقيقة. يتيح إجراء المسح الآلي هذا للمستخدمين أداء مهام المسح تلقائيًا عن طريق تشغيل إجراءات محددة بالتسلسل ، مما يقلل بشكل كبير من الجهد والوقت وأخطاء المستخدم المحتملة مقارنة بالاختبار اليدوي أو عمليات المسح المتكررة. أثبتت هذه الأتمتة أنها مفيدة للغاية للقياسات طويلة المدى التي تتضمن عمليات مسح متعددة على فترات زمنية مختلفة.

يولد مستشعر الخط البصري خطًا ساطعًا يتكون من 192 نقطة ، كما هو موضح في الشكل 1. هذه النقاط الضوئية الـ 192 تفحص سطح العينة في وقت واحد ، مما يزيد بشكل كبير من سرعة المسح. يضمن ذلك إتمام كل مسح ثلاثي الأبعاد بسرعة لتجنب التغييرات الكبيرة في السطح أثناء كل عملية مسح على حدة.

شكل ١: مستشعر الخط البصري لمسح سطح طلاء التجفيف.

يتم عرض عرض الألوان الزائف والعرض ثلاثي الأبعاد والملف الشخصي ثنائي الأبعاد لطوبوغرافيا الطلاء المجفف في الأوقات التمثيلية في الشكل 2 والشكل 3 والشكل 4 على التوالي. يسهل اللون الخاطئ في الصور اكتشاف الميزات التي لا يمكن تمييزها بسهولة. تمثل الألوان المختلفة اختلافات الارتفاع عبر مناطق مختلفة من سطح العينة. يوفر العرض ثلاثي الأبعاد أداة مثالية للمستخدمين لمراقبة سطح الطلاء من زوايا مختلفة. خلال أول 30 دقيقة من الاختبار ، تتغير الألوان الزائفة على سطح الطلاء تدريجيًا من درجات أكثر دفئًا إلى ألوان أكثر برودة ، مما يشير إلى انخفاض تدريجي في الارتفاع بمرور الوقت في هذه الفترة. تتباطأ هذه العملية ، كما يتضح من تغير اللون المعتدل عند مقارنة الطلاء في 30 و 60 دقيقة.

تم رسم متوسط ارتفاع العينة وقيم الخشونة Sa كدالة لوقت تجفيف الطلاء في الشكل 5. تحليل الخشونة الكامل للطلاء بعد 0 و 30 و 60 دقيقة من وقت التجفيف مدرج في الجدول 1. ويمكن ملاحظة ذلك ينخفض متوسط ارتفاع سطح الطلاء بسرعة من 471 إلى 329 ميكرومتر في أول 30 دقيقة من وقت التجفيف. يتطور نسيج السطح في نفس الوقت الذي يتبخر فيه المذيب ، مما يؤدي إلى زيادة خشونة قيمة Sa من 7.19 إلى 22.6 ميكرومتر. تتباطأ عملية تجفيف الطلاء بعد ذلك ، مما يؤدي إلى انخفاض تدريجي في ارتفاع العينة وقيمة Sa إلى 317 ميكرومتر و 19.6 ميكرومتر ، على التوالي ، عند 60 دقيقة.

تسلط هذه الدراسة الضوء على قدرات NANOVEA 3D Non-Contact Profilometer في مراقبة التغيرات ثلاثية الأبعاد للسطح لتجفيف الطلاء في الوقت الفعلي ، مما يوفر رؤى قيمة في عملية تجفيف الطلاء. من خلال قياس شكل السطح دون لمس العينة ، يتجنب مقياس التشكيل الجانبي إدخال تعديلات على الشكل للطلاء غير المجفف ، والتي يمكن أن تحدث مع تقنيات التلامس مثل القلم المنزلق. يضمن نهج عدم الاتصال هذا تحليلًا دقيقًا وموثوقًا به لتجفيف مورفولوجيا سطح الطلاء.

الشكل 2: تطور مورفولوجيا سطح الطلاء الجاف في أوقات مختلفة.

الشكل 3: عرض ثلاثي الأبعاد لتطور سطح الطلاء في أوقات التجفيف المختلفة.

الشكل 4: ملف تعريف ثنائي الأبعاد عبر عينة الطلاء بعد أوقات تجفيف مختلفة.

الشكل 5: تطور متوسط ارتفاع العينة وقيمة الخشونة Sa كدالة لوقت تجفيف الطلاء.

ISO 25178

وقت التجفيف (دقيقة) 0 5 10 20 30 40 50 60
Sq (ميكرومتر) 7.91 9.4 10.8 20.9 22.6 20.6 19.9 19.6
SKU 26.3 19.8 14.6 11.9 10.5 9.87 9.83 9.82
س (ميكرومتر) 97.4 105 108 116 125 118 114 112
سيفرت (ميكرومتر) 127 70.2 116 164 168 138 130 128
Sz (ميكرومتر) 224 175 224 280 294 256 244 241
سا (ميكرومتر) 4.4 5.44 6.42 12.2 13.3 12.2 11.9 11.8

سكوير - ارتفاع الجذر التربيعي | SKU - التفرطح | س - أقصى ارتفاع ذروة | سيفرت - أقصى ارتفاع للحفرة | Sz - أقصى ارتفاع | سيفرت - حسابي يعني الارتفاع

الجدول 1: خشونة الطلاء في أوقات التجفيف المختلفة.

خاتمة

في هذا التطبيق ، عرضنا إمكانيات NANOVEA ST500 3D Non-Contact Profilometer في مراقبة تطور مورفولوجيا سطح الطلاء أثناء عملية التجفيف. مستشعر الخط البصري عالي السرعة ، الذي يولد خطًا من 192 نقطة ضوئية تمسح سطح العينة في وقت واحد ، جعل الدراسة فعالة من حيث الوقت مع ضمان دقة لا مثيل لها.

تسمح الوظيفة الكلية لبرنامج الاستحواذ ببرمجة القياسات الآلية لمورفولوجيا السطح ثلاثي الأبعاد في الموقع ، مما يجعلها مفيدة بشكل خاص للقياس طويل الأجل الذي يتضمن عمليات مسح متعددة في فترات زمنية محددة مستهدفة. إنه يقلل بشكل كبير من الوقت والجهد وإمكانية حدوث أخطاء المستخدم. تتم مراقبة التغييرات التدريجية في مورفولوجيا السطح وتسجيلها بشكل مستمر في الوقت الفعلي بينما يجف الطلاء ، مما يوفر رؤى قيمة حول آلية تجفيف الطلاء.

البيانات المعروضة هنا لا تمثل سوى جزء بسيط من الحسابات المتاحة في برنامج التحليل. مقاييس NANOVEA قادرة على قياس أي سطح تقريبًا ، سواء كان شفافًا أو داكنًا أو عاكسًا أو معتمًا.

 

الآن ، لنتحدث عن طلبك

تعليق