Jakość powłoki wymaga kontroli jakości

Dostępnych jest wiele odcieni kolorów i stopni połysku, które oferują odpowiedni niuans na każdy gust. Wyzwaniem jest znalezienie precyzyjnej procedury pomiarowej, która zastąpi indywidualną percepcję i osobiste doświadczenie obiektywnymi liczbami. Wartości parametrów związanych z jakością powłoki uzyskujemy stosując odpowiednie urządzenia pomiarowe, na przykład spektrofotometry barwy, połyskomierze czy też grubościomierze. Zaopatrując się w taki przyrząd musimy upewnić się czy będzie on odpowiedni i w sposób rzetelny i dokładny będzie w stanie zmierzyć interesujące nas wartości. Decyzja o wyborze konkretnego modelu i producenta urządzenia pomiarowego musi być poparta staranną analizą specyfikacji technicznych danego sprzętu oraz jego możliwości pomiarowych i ewentualnych ograniczeń dla naszej aplikacji. Konsekwencją wyposażenia się w miernik o gorszych parametrach pomiarowych możemy narazić się na wyniki pomiarów obarczone dużym błędem, a co za tym idzie niewiarygodne dane i błędy w procedurach kontroli jakości. Zatem, odpowiadając na pytanie postawione w tytule artykułu: W którym momencie zaczyna się uzyskanie powłoki najwyższej jakości? – można by uznać, iż w momencie zaopatrywania się laboratorium jakości w sprzęt pomiarowy, bądź dokonywania doboru urządzeń pomiarowych stosowanych bezpośrednio na produkcji.

Kolejnym nasuwającym się pytaniem jest: jak uchronić się przed nieprawidłowym wyborem urządzenia pomiarowego i zaopatrzyć się w taki, który spełni nasze oczekiwania. W firmie Eurotom, funkcjonującej na rynku aparatury pomiarowej od ponad 30 lat i będącej autoryzowanym dystrybutorem mierników BYK Gardner, nieraz spotykaliśmy się z sytuacją, w której użytkownicy sprzętów innych producentów, którzy zgłaszali problemy z jakością pomiarową wybranego przez nich narzędzia.  W poniższym artykule zostały zebrane wskazówki oraz porady na co zwrócić szczególną uwagę podczas wyboru mierników.

Parametry techniczne spektrofotometrów

Rozetka przedstawiona na fotografii numer 1 ilustruje rozdzielczość wzroku ludzkiego w obrębie przedstawionych zakresów barw i stanowi klucz do podjęcia optymalnej decyzji o klasie i cenie kupowanego spektrofotometru.

Elipsy wewnątrz rozety to nic innego jak tolerancje naszego wzroku. Barwa wewnątrz każdej z elips jest rozróżnialna dla spektrofotometru, lecz jednakowa dla człowieka. I tu tkwi odpowiedź na sakramentalne pytanie o akceptowalną wartość delty E w pomiarze koloru. Odpowiedź ta brzmi: to zależy od koloru. O tym, jak zależy, mówi nam rozetka. Jeśli mamy do czynienia z barwami nasyconymi (obrzeża rozetki, duże pola tolerancji wzroku), to delta E = 2 lub 3, a może nawet więcej, będzie w pełni dopuszczalna i nie spowoduje widocznego odchylenia koloru, które mogłoby być zauważone ludzkim okiem. Ale gdy będziemy mieli do czynienia z tzw. kolorami achromatycznymi, w okolicy centrum rozetki (małe elipsy tolerancji wizualnej), nawet niewielkie odchylenia barwy będą bardzo szybko zauważalne – kontrolowanie delty E na poziomie 0,5 może okazać się konieczne. Za tak „wyśrubowaną” tolerancją musi iść dokładność i precyzja przyrządu. Jeśli mamy do czynienia z szerszą gamą kolorów, w tym biele, szarości i inne kolory achromatyczne, musimy sięgnąć po spektrofotometr z wyższej półki. Precyzję pomiaru koloru określają zasadniczo dwa parametry techniczne, które musi nam zadeklarować producent w specyfikacji przyrządu: to powtarzalność i odtwarzalność, podane jako delta E na wzorcowej serii próbek. Im niższa wartość tej delty E, tym dokładniejszy przyrząd. Powtarzalność pokazuje rozrzut odczytów danego przyrządu na tej samej próbce w tym samym miejscu. Odtwarzalność wskaże nam dopuszczalny rozrzut odczytów różnych egzemplarzy tego samego modelu – to tzw. zgodność międzyprzyrządowa. By kontrolować paletę barw zawierającą barwy bliskie skali szarości, biele, czernie, brązy i im podobne tzw. achromatyczne, powinniśmy wymagać od spektrofotometru powtarzalności nie gorszej niż delta E = 0,01. Odtwarzalność będzie z reguły gorsza. Ale delta E odtwarzalności = 0,1 pozwoli nam stosować w pomiarach wymiennie wiele egzemplarzy danego typu spektrofotometru (np. przyrządy zastępcze na czas serwisu lub kalibracji). Dodatkowo będziemy mogli wprowadzić wzorce (standardy) cyfrowe i zrezygnować z roboczych fizycznych wzorców produkcyjnych. Są one oczywistym dodatkowym źródłem błędów i wymagają odpowiedniej troski w użyciu i przechowywaniu. Takie wartości oraz co za tym idzie możliwość pracy ze standardami cyfrowymi gwarantuje cała rodzina ręcznych spektrofotometrów jednokątowych spectro2guide oraz laboratoryjnych color2view firmy BYK Gardner (fot. nr.2).

Parametry techniczne połyskomierzy

W przypadku urządzeń do pomiaru połysku precyzja pomiarowa jest nie mniej ważna. Natomiast warto także zwrócić uwagę na warunki użytkowania i pracy sprzętu. Biorąc pod uwagę, iż pomiar połysku często odbywa się 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 czy problemy w procesie, ale wrażliwość połyskomierza na „pogodę”. Takie odchylenia, rzecz jasna negatywnie wpływają na procesy i uniemożliwiają prowadzenie wiarygodnej kontroli jakości. Połyskomierze firmy BYK Gardner od lat stanowią standard w wielu gałęziach przemysłu z uwagi na dużą stabilność pomiarową i brak dryftu temperaturowego. Dzięki temu możemy mieć pewność, że pomiary wykonane w trudnych warunkach hali produkcyjnej będą takie same jak te uzyskane w laboratorium. Rodzina połyskomierzy micro-gloss została stworzona i jest ciągle rozwijana w odpowiedzi na rosnące wymagania i zapotrzebowanie przemysłu. Do wyboru  mamy modele o pojedynczej geometrii pomiarowej (np. 60°), lub potrójnej (20°,60°,85°) – do pomiaru wykończeń od matu do wysokiego połysku, jak również urządzenie do jednoczesnego pomiaru połysku i grubości warstwy – micro-TRI-gloss mi (fot.3).

Znaczenie kontroli procesu utwardzania termicznego

Dla prawidłowego procesu utwardzania lakierów w piecach niezbędne jest zapewnienie odpowiedniego czasu i temperatury. Dokładne pomiary temperatury na detalach w czasie ich wygrzewania lub polimeryzacji mają decydujące znaczenie dla uzyskania najlepszych właściwości powłok oraz uniknięcia wad na skutek przegrzania lub niedogrzania. Równie ważne jest aby znać dokładny profil pieca i prowadzić polimeryzację w sposób najbardziej optymalny. Monitorowanie tego procesu jest coraz bardziej istotna z punktu widzenia rosnących cen energii, a jego kontrola pozwala zoptymalizować proces i co za tym idzie uniknąć nadmiernych wydatków na energię.

Powyższe argumenty sprawiły, iż w lakierniach coraz większą popularnością cieszą się rejestratory temperatury. Tak samo jak połyskomierz czy spektrofotometr rejestrator temperatury będąc urządzeniem pomiarowym musi dostarczać użytkownikowi precyzyjne dane. Zatem i w tym przypadku nasza decyzja zakupowa powinna być poparta dobrymi parametrami technicznymi urządzenia i co za tym idzie dobrą dokładnością pomiarową oraz rozdzielczością. Taki parametry spełniają urządzenia niemieckiej firmy BYK Gardner – rejestratory z rodziny temp-gard oraz firmy Fluke Instruments (dawniej DATAPAQ) z rodziny EasyTrack3. Oba urządzenia, przedstawione na fotografii numer 4 umożliwiają nadzorowanie rzeczywistej temperatury detali w trakcie procesu wygrzewania w piecu. Tym samym pozwalają na natychmiastowe wykrywanie występujących w procesie odchyleń. Ponadto zapewniają optymalną wydajność pieca, oszczędzając w ten sposób energię i zwiększając tę wydajność. W skład standardowego zestawu wchodzi urządzenie rejestrujące (4-, 6- lub 12-kanałowe – 18 tys. odczytów na kanał) współpracujące z termoparami typu K o rożnym sposobie mocowania. Systemy EasyTrack3 i temp-gard oferowane są z barierami termicznymi oraz oprogramowaniem do analizy danych.