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挪威海德鲁Hydro与德国Polytec合作开发出快速检测铝板表面漆刷线(roping)的新方法

已有 1511 次阅读 2020-9-3 21:26 |系统分类:科研笔记

20194月,挪威海德鲁公司(Hydro)宣布与德国Polytec公司合作开发出一种能够快速检测铝板表面漆刷线(roping)的新方法,以推动解决铝板用于汽车外板的“漆刷线”问题。

   什么是漆刷线(roping)   

乘用车的前后车门、发动机罩等外覆盖件对涂装后的外观要求极高,越贵越豪的车要求越高。但铝合金汽车板在涂装这道工序容易出现英文里所谓的"roping line",中文里称作“漆刷线”或者“罗平线”。

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   漆刷线为什么重要   

汽车厂商无法接受有漆刷线的铝板来制造外覆盖件,一个原因是是最终消费者不会买单。第二个原因是,本来汽车板市场钢板就是汽车厂商的首选,铝板在强度、成形性、焊接性能都比不上钢板,再来个漆刷线,这就让汽车厂商更难选择铝板了。因此铝板供应商必须自己解决铝板的“漆刷线“问题,才能让铝板成为汽车厂商的可选项。

一张铝板从出厂到装上整车,一般流程是这样:铝厂生产的一卷一卷的铝板,供货到冲压厂冲压成车门、车顶、机罩等钣金件,在汽车厂组装后再到涂装车间,喷漆后才能发现有没有这个漆刷线。这也是为什么国内把这个铝板缺陷称作漆刷线。如果真到涂装这一步才发现,那对汽车厂商和铝板供应商都是巨大损失。因此,双方都要预先检测。要解决铝板的漆刷线问题,定量检测、评价漆刷线至关重要。

   如何定量评价漆刷线   

20171月生效的德国汽车工业联合会标准<VDA 239-400: Roping Test> 是检测铝板漆刷线的主流标准,但是按这个标准操作流程十分复杂,也比较耗时。

为解决铝板在汽车市场上应用的最后一公里问题,挪威海德鲁公司(Hydro)与德国Polytec公司合作开发出一种能够快速检测铝板表面漆刷线(roping)的新方法,称之为“Hydro-method”,这种新方法比VDA 239-400标准方法:

  • 快速

  • 低成本

  • 结果精确

德国Polytec公司是全球非接触式表面轮廓检测和图像分析的领导者。“Hydro-method”就采用了Polytec3D轮廓测量仪TMS-500 TopMap Pro SurfTopMap Pro Surf基于白光干涉法,其本质是麦克森干涉原理。准直光束在光束分离器上被分成测量光束和参考光束。测量光束照射样品,参考光束照射一面镜子。镜子和样品上反射的光在分束器处重新合并后聚焦到相机上。每当测量臂中物点的光路和参考臂中的光路相同时,光源光谱中所有波长发生相长干涉,所讨论物点的相机像素的强度最大。对于具有不同光路的物点,所分配相机像素的强度较低。因此,相机在同一高度记录所有图像点。TopMap Pro Surf在几秒钟内检测并记录被测铝板表面191万个点的数据(X: 1592, Y: 1200),然后再通过图像分析算法,快速而精确得出一个所谓的roping value,从而定量评价铝板表面的“漆刷线”是否符合要求。TopMap Pro Surf的最大检测范围可到达228 × 221mm,可检测表面轮廓分辨率 < 1.45 nm。

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   漆刷线的本质是什么   

漆刷线虽然表面上看到的是一条一条的线,但实际上是表面的凹凸起伏。本质是由于铝合金板材在冲压时变形不均引起的表面高低起伏。有研究表明,这种变形不均与铝合金板材中的“X织构”组成有关。

3.png

   参考资料  

  1. hydro.com, New "Hydro-method" for measurement of surface appearance.
    https://www.hydro.com/en/about-hydro/stories-by-hydro/new-hydro-method-for-measurement-of-surface-appearance/

  2. <Light Metal Age>, Hydro Develops New Method for Measurement of Surface Appearance.
    https://www.lightmetalage.com/news/industry-news/surface-finishing/hydro-develops-new-method-for-measurement-of-surface-appearance/

  3. Polytec: https://www.polytec.com/int/surface-metrology/products/optical-3d-surface-profilers/topmap-prosurf/

  4. P. D. Wu, D. J. Lloyd, A.Bosland, H. Jin, S. R. MacEwen. Analysis of roping in AA6111 automotive sheet[J]. Acta Materialia, 2003, 51 (7): 1945-1957.

  5. C. Schäfer, H. Brinkman, O. Engler, G. Nitzsche, S. Keller. Methodology for Quantification of the Roping Phenomena in 6xxx Automotive Car Body Sheet Alloys[J]. Materials Science Forum, 2014, 794-796: 45-50.

  6. P. D. Wu, D. J. Lloyd, S. R.MacEwen. A simple model describing roping in A1 sheet[J]. Scripta Materialia, 2003, 48(9): 1243-1248.

-----此文2020年8月同时发布于我的个人微信公众号(Aluminum)-----

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