
在連續(xù)運(yùn)行的卷材涂裝線(xiàn)上,膜厚控制一直是影響產(chǎn)品質(zhì)量、涂料成本和生產(chǎn)效率的重要一環(huán)。
但有一個(gè)問(wèn)題很容易被忽略:
當(dāng)干膜測(cè)厚儀告訴你"膜厚不對(duì)"時(shí),這個(gè)問(wèn)題究竟已經(jīng)持續(xù)多久了?

對(duì)于典型的卷材涂裝線(xiàn),從涂料完成涂布,到卷材經(jīng)過(guò)固化爐、最終來(lái)到干膜測(cè)量位置,中間可能相隔 100~150米。
也就是說(shuō),當(dāng)下游終于發(fā)現(xiàn)膜厚偏高或偏低時(shí),上游可能已經(jīng)有相當(dāng)一段卷材完成了同樣的涂布。多用掉的涂料已經(jīng)用掉了,欠涂的產(chǎn)品已經(jīng)產(chǎn)生了。
這也是為什么,我們迫切需要思考一個(gè)問(wèn)題:
膜厚檢測(cè),能不能再往前一步?
傳統(tǒng)卷材涂裝質(zhì)量控制往往圍繞干膜厚度(DFT)展開(kāi)。這當(dāng)然有它的必要性——最終固化后的膜厚,是判斷成品是否符合產(chǎn)品規(guī)格的重要依據(jù)。
但對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程控制而言,干膜檢測(cè)存在天然的時(shí)間差。如果把測(cè)量位置從固化爐之后,直接前移到輥涂機(jī)之后呢?

這正是 SpecMetrix® Inline 在線(xiàn)涂層測(cè)厚系統(tǒng)所采用的思路——
系統(tǒng)可直接安裝于生產(chǎn)線(xiàn)上,在涂層剛剛完成涂布、仍處于濕膜狀態(tài)時(shí),通過(guò)非接觸式光學(xué)技術(shù)實(shí)時(shí)獲取膜厚數(shù)據(jù)。
不需要等待固化,也不需要取樣、切割或停止生產(chǎn)。從第一米卷材開(kāi)始,操作人員就能看到涂層究竟涂了多厚。

涂料剛剛完成施涂時(shí),尚未經(jīng)歷固化收縮、溶劑揮發(fā)以及表面形貌變化。
因此,濕膜厚度能夠非常直接地反映涂布設(shè)備實(shí)際施加到卷材表面的涂料狀態(tài)。
對(duì)于生產(chǎn)人員而言,這意味著一個(gè)很大的變化:

以前是——
涂布 → 固化 → 測(cè)量 → 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題 → 回頭調(diào)整
現(xiàn)在則可以變成——
涂布 → 即時(shí)測(cè)量 → 發(fā)現(xiàn)趨勢(shì) → 立即調(diào)整
看起來(lái)只是把檢測(cè)位置向前移動(dòng)了一段距離,實(shí)際上改變的是整個(gè)質(zhì)量控制邏輯:從問(wèn)題發(fā)生以后再發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)向在問(wèn)題剛剛出現(xiàn)時(shí)就介入。
假設(shè)一條卷材涂裝線(xiàn)的干膜測(cè)量點(diǎn)距離涂布位置100~150米。
當(dāng)檢測(cè)結(jié)果顯示膜厚超出規(guī)格時(shí),這100~150米材料可能已經(jīng)處于過(guò)涂或欠涂狀態(tài)。

一次異常也許只是幾十或上百米,但對(duì)于全年持續(xù)運(yùn)行的高速生產(chǎn)線(xiàn),如果將換卷、換色、設(shè)備調(diào)整以及工藝波動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的損耗累計(jì)起來(lái),就可能成為一筆相當(dāng)可觀的成本。
而使用 SpecMetrix Inline 后,濕膜測(cè)量直接發(fā)生在涂布之后。
異常不再需要“跑完一段生產(chǎn)線(xiàn)"才能被看到。
操作人員可以根據(jù)實(shí)時(shí)膜厚數(shù)據(jù)更快調(diào)整輥涂機(jī)參數(shù),自動(dòng)化控制系統(tǒng)也可以利用實(shí)時(shí)濕膜數(shù)據(jù)進(jìn)行閉環(huán)控制,讓涂層厚度動(dòng)態(tài)回到目標(biāo)范圍。
對(duì)于卷材涂裝企業(yè)而言,材料浪費(fèi)并不一定來(lái)自明顯的質(zhì)量事故。
更多時(shí)候,它隱藏在每天都在發(fā)生的過(guò)量涂布(Over-application)中。

當(dāng)膜厚檢測(cè)存在滯后,或者對(duì)實(shí)時(shí)涂布狀態(tài)缺少足夠信心時(shí),為了確保最終產(chǎn)品不會(huì)低于規(guī)格下限,最穩(wěn)妥的辦法往往是:“稍微多涂一點(diǎn)。"
每平方米多一點(diǎn),看起來(lái)并不起眼。但當(dāng)它乘以卷材寬度、線(xiàn)速度、每天運(yùn)行時(shí)間,再乘以全年產(chǎn)量,這個(gè)小余量就會(huì)變成真實(shí)的涂料成本。

工業(yè)物理的客戶(hù)案例數(shù)據(jù)顯示,在部分傳統(tǒng)生產(chǎn)場(chǎng)景中,底漆和面漆的過(guò)量施涂可能達(dá)到約 20%。
而通過(guò)更加及時(shí)、精準(zhǔn)的膜厚數(shù)據(jù),生產(chǎn)人員可以更有信心地將工藝控制在目標(biāo)范圍內(nèi),而不是依靠額外的涂料余量來(lái)抵消測(cè)量的不確定性。
這也是眾多用戶(hù)最關(guān)注的部分。根據(jù)我們對(duì)采用 SpecMetrix Inline 濕膜測(cè)量系統(tǒng)的卷材涂裝應(yīng)用分析:
涂料消耗可降低約10%~20%。
其中,有客戶(hù)僅通過(guò)優(yōu)化底漆施涂量,每年報(bào)告的涂料成本節(jié)省就超過(guò)70萬(wàn)美元。
如果進(jìn)一步考慮價(jià)格更高的面漆,潛在的材料節(jié)省還可能更為可觀。
與此同時(shí),過(guò)去一次異常可能造成的100~150米卷材損失,也能夠因?yàn)楦绨l(fā)現(xiàn)問(wèn)題而顯著減少。涂料減少了,廢品減少了,生產(chǎn)調(diào)整也更快了。

在SpecMetrix的部分實(shí)際應(yīng)用中,系統(tǒng)投資回報(bào)周期最快可縮短至約3個(gè)月。
具體節(jié)省金額及投資回報(bào)周期會(huì)因生產(chǎn)規(guī)模、涂料價(jià)格、膜厚規(guī)格、現(xiàn)有工藝控制水平及現(xiàn)場(chǎng)條件不同而有所差異。
高速卷材生產(chǎn)線(xiàn)上,僅僅能夠測(cè)量濕膜還不夠。測(cè)量系統(tǒng)還必須跟得上生產(chǎn)節(jié)拍。
SpecMetrix Inline 在線(xiàn)涂層厚度測(cè)量系統(tǒng)采用獨(dú)特的光學(xué)測(cè)量技術(shù),可在不接觸涂層表面的情況下連續(xù)獲取絕對(duì)膜厚數(shù)據(jù):

快速捕捉生產(chǎn)過(guò)程中的膜厚變化。
適用于高速連續(xù)生產(chǎn)環(huán)境。
傳感器無(wú)需接觸尚未固化的濕涂層,不影響產(chǎn)品表面。
可根據(jù)生產(chǎn)工藝和質(zhì)量控制需求靈活配置。
無(wú)需放射源及相關(guān)輻射許可與管理。

同時(shí),SpecMetrix 系統(tǒng)可提供固定探頭 Fixed Probe 或 橫向掃描 Traversing 等 不同配置,并支持單面或雙面應(yīng)用。
這意味著膜厚數(shù)據(jù)不再只是實(shí)驗(yàn)室里某幾個(gè)樣品的結(jié)果,而可以成為生產(chǎn)線(xiàn)上持續(xù)產(chǎn)生的工藝數(shù)據(jù)。
?? SpecMetrix在線(xiàn)版本介紹視頻
并不是所有涂層都適合等到固化后再判斷厚度。
例如皺紋漆、金屬效果涂層以及部分特殊功能涂層,固化后表面本身就具有明顯的微觀起伏。如果此時(shí)再進(jìn)行干膜測(cè)量,不同測(cè)量位置可能產(chǎn)生較大的厚度差異。

但在剛剛完成涂布的濕膜階段,復(fù)雜的最終表面結(jié)構(gòu)尚未最終形成。
因此,對(duì)這類(lèi)涂層而言,在濕膜階段獲取數(shù)據(jù),往往能夠更加直接地反映實(shí)際的涂布狀態(tài),幫助生產(chǎn)人員判斷究竟是工藝發(fā)生了變化,還是最終表面結(jié)構(gòu)本身造成了測(cè)量波動(dòng)。
這或許才是在線(xiàn)濕膜測(cè)量真正值得關(guān)注的地方。
過(guò)去,我們談膜厚測(cè)量,更多是在回答:這個(gè)產(chǎn)品的膜厚是多少?
但當(dāng)測(cè)量真正進(jìn)入生產(chǎn)過(guò)程,并且能夠連續(xù)、實(shí)時(shí)地獲得數(shù)據(jù)之后,就需要開(kāi)始關(guān)注另外一些更深入的問(wèn)題:
?? 膜厚正在往哪個(gè)方向變化?
?? 橫向不同位置是否保持一致?
?? 剛剛調(diào)整的輥涂參數(shù)是否有效?
?? 換色、換卷之后,生產(chǎn)什么時(shí)候真正恢復(fù)穩(wěn)定?
?? 有沒(méi)有可能在保證規(guī)格的同時(shí),再減少一點(diǎn)涂料用量?

這時(shí),膜厚測(cè)量就不再只是QA部門(mén)最后的一道檢查。它開(kāi)始成為生產(chǎn)工藝本身的一部分。
對(duì)于高速、連續(xù)運(yùn)行的卷材涂裝生產(chǎn)而言,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)間越晚,問(wèn)題累積的長(zhǎng)度就越長(zhǎng)。
SpecMetrix Inline 在線(xiàn)涂層厚度測(cè)量系統(tǒng)所做的,并不是取消最終的干膜質(zhì)量確認(rèn),而是把過(guò)程控制向前移動(dòng)——在涂層剛剛完成施涂時(shí),就讓生產(chǎn)人員知道實(shí)際發(fā)生了什么。

從第一米開(kāi)始掌握膜厚,從源頭減少過(guò)涂和欠涂,在保證質(zhì)量的同時(shí)降低涂料消耗、廢品和返工。
這也是從傳統(tǒng)的事后質(zhì)量檢測(cè),走向更加實(shí)時(shí)、數(shù)據(jù)化的涂層過(guò)程控制。

如果您希望進(jìn)一步了解 SpecMetrix® Inline 在線(xiàn)涂層測(cè)厚系統(tǒng),或希望驗(yàn)證自己的基材、涂料及特殊涂層是否適用于 SpecMetrix 光學(xué)測(cè)量技術(shù),歡迎聯(lián)系工業(yè)物理。
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