Толщина влияет на розлив, ударопрочность, расход и газовыделение сразу. Разбираем два принципа измерения, калибровку под свою основу, карту точек и то, что искажает показания прибора.
Толщина — единственный параметр, который влияет сразу на всё
Это самая дешёвая измеримая величина в цехе и одновременно самая информативная. Через толщину завязаны и внешний вид, и механика, и деньги.
На что влияет толщина покрытия
Ни одно из этих свойств нельзя улучшить, не тронув остальные
← схема прокручивается по горизонтали
Отсюда простое следствие: «побольше на всякий случай» — это не запас, а другой набор дефектов. Для распространённых полиэфирных архитектурных систем обычная толщина покрытия, нанесённого в один слой, лежит в диапазоне 60–80 мкм. Конкретный диапазон для вашего материала указан в техническом описании, и выход за него в любую сторону — отклонение, а не «перестраховка».
Чем мерят: два физических принципа
Современные приборы измерения толщины плёнки построены на двух методах — высокочастотных вихревых токах и электромагнитной индукции. Разница не в удобстве, а в том, из чего сделана деталь.
Какой метод под какую основу
Прибор с одним датчиком часто умеет оба и переключается сам
← схема прокручивается по горизонтали
Прибор, откалиброванный на стальной пластине, врёт на алюминии и наоборот. Универсальные модели переключают режим автоматически, но калибровка всё равно делается на образце вашей основы — того же металла и той же толщины.
Тонкий металл — отдельная ловушка: на листе 0,5 мм показания могут отличаться от показаний на том же покрытии на листе 3 мм.
Разрушающий метод — арбитраж
Самый простой способ измерить толщину — механически повредить плёнку до подложки и измерить глубину получившейся ниши микрометром. Метод портит деталь, зато не зависит ни от калибровки, ни от свойств основы.
Держите его в запасе для спорных случаев: когда прибор показывает странное, а стороны не могут договориться, разрушающий замер на образце ставит точку.
Измерение до печи
Существуют приборы для бесконтактного измерения толщины ещё не оплавленного порошкового слоя — это относительно новое направление в толщинометрии. Смысл очевиден: увидеть перелив или недолив до того, как партия ушла в печь, а не после.
Единицы: не запутаться
В чём измеряют толщину
| Единица | Где встречается | Пересчёт |
|---|---|---|
| Микрометр (мкм) | Основная единица в техописаниях и в наших цехах | — |
| Мил | Американские документы и импортное оборудование | 1 мил = 25,4 мкм |
| Калибр Хегмана | Иногда в старых материалах | Специальная шкала, к мкм пересчитывается таблично |
Размер частиц порошка тоже выражают в микрометрах, а ещё — номером ячейки сита в мешах. Сито 150 меш пропускает сферические частицы примерно до 100 мкм.
То есть отдельная частица может быть крупнее, чем вся ваша плёнка. Это нормально: при оплавлении она растекается.
Как мерить, чтобы цифра что-то значила
Порядок замера
Одна точка не значит ничего — значение имеет только карта
← схема прокручивается по горизонтали
Ручные приборы автоматически вычисляют средний результат по серии или по нескольким сериям и партиям, показывают диапазон измеренной толщины и целый ряд статистических данных. Многие умеют сохранять замеры для последующей выгрузки на компьютер — этим стоит пользоваться, а не переписывать цифры в тетрадь.
Настольные версии умеют то же самое, но за счёт размера получают возможности, которые в ручной прибор не помещаются, — например непрерывный контроль толщины, когда нужно проверять большое количество простых по форме деталей.
Где мерить и чего ожидать
| Зона детали | Чего ждать | Почему |
|---|---|---|
| Центр плоскости | Ближе к номиналу | Опорная точка для сравнения |
| Кромка, ребро, угол | Обычно толще | Поле концентрируется на выступах |
| Внутренний угол, паз | Обычно тоньше | Экранирование, клетка Фарадея |
| Зона за подвеской | Тоньше или пропуск | Оснастка закрывает деталь |
| Рядом с точкой контакта | Нестабильно | Хуже заземление — хуже осаждение |
| Низ вертикальной детали | Толще | Расплав стекает вниз |
Практическое правило: минимум по три точки в каждой характерной зоне — плоскость, кромка, углубление. Для мелких деталей — контроль выборочный, но по тем же зонам.
Один замер в случайном месте не показывает ничего: разброс по детали обычно больше, чем разница между партиями.
Что искажает показания
- Профиль после дробеструя. Прибор меряет от вершин профиля, а не от впадин. Реальная толщина над впадинами больше показаний, над пиками — меньше. На дробеструйной основе замер всегда «оптимистичный».
- Кривизна. На малом радиусе датчик прилегает неплотно. Для трубок и кромок нужны специальные датчики или разрушающий контроль.
- Температура детали. Мерить надо на остывшем изделии.
- Грязь и пыль на датчике. Регулярно протирать, иначе показания уползают вверх.
- Магнитная история стали. После сварки или намагничивания показания индукционного прибора могут плыть.
Что делать с результатом
Данные толщины полезно связывать с другими свойствами покрытия — внешним видом, химической стойкостью. Для такой связи рекомендуются статистические методы, причём общая линейная модель работает лучше, чем простой корреляционный или регрессионный анализ.
На практике это означает вот что: не ищите одну «волшебную» толщину, а соберите накопленную статистику и посмотрите, при каких значениях у вас реально меньше рекламаций. Это и будет ваш рабочий диапазон, а не то, что написано в общем справочнике.
Коротко
Толщина связывает внешний вид, механику и себестоимость, поэтому мерить её надо системно, а не «на глазок в одном месте». Для стали работает электромагнитная индукция, для алюминия, цинка и меди — вихревые токи; калибровка делается на образце своей основы и своей толщины металла. Разрушающий замер микрометром по нише до подложки остаётся арбитражем в спорах. Мерить нужно по карте зон, минимум по три точки в каждой, и хранить статистику — прибор считает среднее и разброс сам. И помните про единицы: 1 мил — это 25,4 мкм.