CO KAŻDA LAKIERNIA MIERZYĆ POWINNA…

Wysoką jakość naszej pracy potwierdza nie tylko „zdrowy wygląd” powłoki ale także liczby – prawidłowe wyniki pomiarów kontrolnych.

 Nasilenie zjawisk kryzysowych ostatnich lat a szczególnie miesięcy zaostrzy walkę o klienta i sprawi, że z opresji wyjdą tylko najsilniejsi. Także w znaczeniu jakości świadczonej pracy i wyposażenia technicznego. Większego znaczenia nabiorą wytyczne organizacji kontrolujących jakość, by wspomnieć QUALICOAT, QUALIPOL i stowarzyszone, GSB, FROSIO i inne. Przyjrzyjmy się zatem najważniejszym parametrom jakości, bo pewnie warto zadbać o rzetelne ich pozyskiwanie i dokumentowanie.

Kontrola grubości warstwy przed utwardzeniem:

Najpopularniejszymi narzędziami do kontroli warstwy przed utwardzeniem są grzebienie pomiarowe. Grzebienie używane do farb ciekłych mają nieco inny kształt, szerokie, płaskie  ząbki, te do farb proszkowych natomiast charakteryzują się ostrymi zakończeniami. Produkowane są ze stali nierdzewnej lub w wersji mniej trwałej – z tworzywa sztucznego. Farby ciekłe możemy dokładniej mierzyć mimośrodowym testerem typu Inmont w kilku wykonaniach: ze skalą obrotową lub stałą oraz różnym zakresem pomiarowym – od kilku do kilku tysięcy mikronów. Rynek oferuje również bezdotykowe przyrządy do pomiaru farby proszkowej przed utwardzeniem, działające na zasadzie detekcji ultradźwiękowej.

 

Kontrola temperatury w procesie utwardzania:

Dobór dobrej jakości materiału lakierowego i prawidłowe przygotowanie powierzchni to podstawa do uzyskania dobrej powłoki. Kolejnym niezbędnym warunkiem jest zapewnienie prawidłowego procesu polimeryzacji w piecu lub suszarce – urządzenia te powinny w jednolity i kontrolowany sposób dostarczyć odpowiedniej ilości energii malowanym detalom. Czy tak rzeczywiście się dzieje, możemy sprawdzić monitorując temperaturę w piecu niezależnym rejestratorem. Po pierwsze kontrolujemy sam piec – badamy przebiegi temperatury powietrza w różnych jego strefach i czasie – to tak zwane profilowanie pieca. Po drugie – upewniamy się, że farba na malowanym detalu osiągnęła parametry utwardzania zgodne ze specyfikacją producenta. Jest to szczególnie istotne w sytuacji, gdy malujemy detale o znacznej masie, skomplikowanym kształcie, w różnych warunkach obciążenia pieca. A po trzecie – i bardzo ważne – mamy możliwość optymalizacji procesu, by jak najmniej „pary szło” w przysłowiowy gwizdek i rachunki za energię nie przekraczały niezbędnego minimum. Rejestratory temperatury standardowo bazują na termoparach typu K, różnią się jednak jakością tych termopar, ilością kanałów pomiarowych oraz ochroną przed przegrzaniem. Warto zadbać o trwały, solidnie wykonany zestaw rejestracyjny renomowanego producenta – choć nieco droższy przy zakupie – może posłużyć niezawodnie przez długie lata.

 

Pomiar własności wizualnych:

Powszechny stał się pomiar połysku. Ma na celu zapewnienie dobrego, powtarzalnego wyglądu powłoki, ale świadczy również pośrednio o prawidłowej polimeryzacji materiału lakierowego. Ponieważ pomiar połysku odbywa się często w warunkach hali produkcyjnej lub magazynu, ważna jest stabilność termiczna wybranego modelu połyskomierza. Odczyty połysku mogą łatwo odpłynąć poza tolerancje – nie ze względu na wadliwe malowanie, ale wrażliwość połyskomierza na „pogodę”. Jeśli mamy do czynienia z dość dużymi detalami, rozważmy 2 w 1: połyskomierz z grubościomierzem na podłożach typu Fe/nFe. Nowe technologie umożliwiają pomiar na coraz mniejszych powierzchniach. Do małych detali dobrze posłuży przyrząd o małym polu pomiarowym rzędu 2 x 4 mm. Gdy mamy do czynienia z kontrolą produkcji wielkoseryjnej możemy zastosować rozwiązania robotyczne i umieścić połyskomierz na ramieniu robota, warto przedtem jednak upewnić się, że wybrany przez nas model będzie się do takiego zastosowania nadawał.

Co raz częściej kontrolujemy kolor. To niełatwy parametr, bo związany z subiektywnym postrzeganiem odcienia barwy i jasności przez oceniającego. Dodatkowo, wpływ na tę ocenę mają połysk i faktura powierzchni, stąd postulat, by wartość połysku dołączyła do parametrów określających kolor. Najnowsze rozwiązania techniczne oferują nam co raz lepsze możliwości opisywania liczbowego wyglądu powłok. Spectro2profiler mierzy połysk, barwę oraz fakturę próbki. W przyrządzie zastosowano nowatorskie techniki pomiaru topografii powierzchni zarówno o silnej jak i mniej wyrazistej strukturze. Pomiar reflektancji i połysku w kilku kierunkach projekcji strumienia światła dostarcza danych do dokładnego opisu liczbowego reliefu powierzchni a wybór kilku algorytmów pomiarowych umożliwia optymalne dopasowanie nastaw przyrządu do charakteru próbki. Wyniki przesyłane są do oprogramowania archiwizacyjno-analitycznego smart-chart i służą do monitorowania stabilności procesów.

 

Testy własności fizycznych – grubość powłoki:

Standardem jest pomiar grubości powłoki i należy przeprowadzać go regularnie. Warto pamiętać o prawidłowym doborze przyrządu tak pod względem metody (Fe, nFe) jak i dokładności pomiaru i odporności miernika na zakłócenia przemysłowe. Warto również zwrócić uwagę na geometrię detali i jej wpływ na odczyty grubości w różnych punktach kontrolnych. Stosujmy statystykę – uśrednianie wyników, badanie odchyłki standardowej jako parametru oceny jednorodności powłoki a także wiarygodności pomiarów. Nowoczesne mierniki grubości oferują często przydatne pomiary dodatkowe: wilgotność względną, temperaturę i związany z tymi wielkościami punkt rosy. Alternatywnie, tam gdzie to możliwe, możemy zastosować zniszczeniowy pomiar grubości powłoki – ma oczywistą wadę, ale wielką zaletą jest to, że widać więcej!

 

Przyczepność powłoki to jedna z podstawowych cech dobrego pokrycia.

Test siatki nacięć wymaga doboru odpowiednich noży ze względu na liczbę ostrzy oraz odstępy między ostrzami. Szczegóły przeprowadzania testu oraz interpretacje wyników opisują normy DIN EN ISO 2409 oraz ASTM D 3002 D 3359. Do wyboru mamy noże pojedyncze (jedna wieloostrzowa krawędź tnąca) lub krążkowe, gdzie na walczaku ze stali narzędziowej naciętych jest 6 krawędzi tnących. Wybór ma aspekt ekonomiczny: jeśli test wykonujemy sporadycznie, wystarczy nóż pojedynczy; jeśli testujemy często, kupmy nóż krążkowy – w cenie dwóch otrzymujemy 6 noży. W praktyce wykonywania testu siatki nacięć należy zwrócić uwagę na przyłożenie odpowiedniej siły przy wykonywaniu nacięcia krzyżowego: nóż powinien przeciąć powłokę do podłoża. Zarówno zbyt lekka jak i zbyt ciężka ręka nie jest tu dobrze widziana.

Alternatywę stanowią testy odrywowe pull-off – bardziej pracochłonne, ale dające liczbowy wynik podciśnienia, przy którym następuje oderwanie powłoki od podłoża.

 

Kolejnym rodzajem testu do określenia adhezji jest zdrapywanie – test Scrape Adhesion. Ten rodzaj testu określa przyczepność powłok organicznych takich jak farby, żywice, lakiery nakładanych na gładkie, płaskie powierzchnie. Materiał testowany nakładany jest równomiernie na płaską płytkę, zazwyczaj metalową o jednakowej teksturze. Po wyschnięciu płytki są umieszczane pod rysikiem, na który nakłada się zdefiniowany ciężar. Przyczepność określana jest w wyniku zdrapania warstwy przy określonym obciążeniu. Tester odporności warstwy na zarysowanie firmy BYK Gardner używany jest do określania zarówno odporności warstwy na zarysowanie oraz odporności na niszczenie. Przyrząd łączy w sobie dwa rodzaje testowania dlatego odpowiada takim normom jak: ASTM D2197, D2248, D2454, D5178, FTMS 141a Method 6303.1, GECS F50TF7-S1, MIL-P-7788A.

 

Test twardości metodą Buchholza to również powszechny standard.

Można wyposażyć się w zestaw dedykowany, wykonujący tylko ten test, lub przyrząd uniwersalny, gdzie test Buchholza jest jednym z kilku. Dobry przykład takiego rozwiązania to byko-cut Universal – przyrząd spełniający 4 użyteczne funkcje. W wersji najprostszej to mikroskop o powiększeniu 50X z oświetleniem LED i podziałkami do wymiarowania. Na rewolwerze przyrządu możemy zainstalować dodatkowo: noże do testu siatką nacięć (cross-cut), noże do zniszczeniowego pomiaru grubości powłoki oraz akcesoria twardościomierza  metodą Buchholz’a (zgodnie z DIN EN ISO 2815). Metoda alternatywna to test ołówkowy według Wolfa-Wilburna, możemy tu jednak napotkać trudności z utrzymaniem powtarzalności twardości grafitów przez producentów ołówków, nawet tych renomowanych. Wady tej nie ma Dur-O-Test: elementem roboczym jest tu trzpień stalowy a jego napór na powłokę wyznacza skalowana sprężyna. Ta ostatnia cecha, w przeciwieństwie do testów wg Buchholza i testera ołówkowego, gdzie główną rolę gra grawitacja, umożliwia testowanie na płaszczyznach skośnych, pionowych lub sufitach. Laboratoria często sięgają po metodę wahadła według Koeniga-Persoza, uwzględniającą własności elastyczne powłoki.

 

Testy elastyczności i udaru

Służą one do oceny odporności powłoki na pękanie lub odłączenie od podłoża w wyniku deformacji. Test gięcia polega na zginaniu polakierowanej cienkiej metalowej płytki na kształtce. Pozwala on ocenić rozciągliwość oraz przyleganie do podłoża warstwy malarskiej. Do wyboru mamy tester gięcia na trzpieniu cylindrycznym (według DIN EN ISO 1519) stosowany do szybkich i prostych testów elastyczności powłoki malarskiej lub lakierniczej przez gięcie jej na trzpieniu o znanej średnicy a następnie analizie jej powierzchni, ze szczególnym uwzględnieniem pęknięć, odprysków i innych uszkodzeń. Tester gięcia na trzpieniu stożkowym (według ASTM D 522, ASTM D 1737, DIN EN ISO 6860) działa na zasadzie zmiany w sposób ciągły średnicy trzpienia (od 3,2 do 38,1 mm), co powoduje powstanie gradientu napięcia w materiale powłoki i pozwala na dokładne określenie charakterystyki przyczepności.

Kolejnym ważnym badaniem elastyczności jest test udarności (test opadającej masy).  Rynek oferuje szeroką gamę testerów elastyczności metodą udarową do badań zgodnie z normami DIN EN ISO 6272-1, ASTM D 3281 i innymi. Testery te stosowane są do dynamicznego badania powłok lakierowych na podłożach metalowych.

Oprac. Tomasz Więckowski