Forradalom a rétegvastagság-mérésben

Forradalom a rétegvastagság-mérésben

A THz-sugárzás különleges tulajdonsága, hogy sokféle festéken és bevonaton képes áthatolni, emiatt rétegvastagság-mérésre kiválóan használható.

Az autóiparban használt festékeknek rendkívül ellenállónak kell lenniük a kavicsfelverődéssel, faggyal, hővel szemben. Ezért mára az autóipari bevonatok összetettebbé váltak, legalább négy különböző réteget visznek fel a karosszériára. A komplex, többrétegű bevonatok és a műanyag alapú lakkbevonatok vizsgálata a méréstechnika határait feszegeti.

Hogy megbizonyosodhassunk arról, hogy a bevonat megfelelően teljesíti a funkcióját, alaposan meg kell vizsgálni. Egy autógyártó csak így tudja garantálni, hogy a festékbevonat az autó teljes élettartamán át kitart, miközben csak annyi anyagot szeretne felhasználni, amennyi valóban szükséges. A modern minőségbiztosítás ezért azzal az igénnyel áll szemben, hogy többrétegű festéket is pontosan tudjon mérni.

A tipikus karosszéria-festékbevonatok több szigetelőrétegből állnak, amelyek ez idáig kizárólag roncsolásos vizsgálati módszerekkel voltak mérhetők

 

A fémes és egyéb alapokat számos területen használjak: a kenyérpirítótól kezdve a műtőkben megtalálható orvosi eszközökig számos műanyag alkatrész hordoz többszörös festékréteg-bevonatot. Eddig ezeket csak roncsolásos módszerrel lehetett vizsgálni, egy ék alakú bemetszést ejtettek a felületükön, tönkretéve ezzel a termékeket. A német Helmut Fischer cég azonban a világon elsőként olyan technológiát fejlesztett ki, amely lezárja ezt a korszakot. A terahertzes (THz-es) sugárzás ugyanis lehetővé teszi a többrétegű bevonatok roncsolásmentes vizsgálatát az alap anyagától függetlenül. A módszer neve: terahertz-TDS (Time Domain Spectroscopy).

A használt terahertzes sugárzás 100 GHz és 4 THz közötti frekvenciájú elektromágneses hullámokból áll. Rövidebbek, mint a mikrohullám, de hosszabbak, mint a fényhullám. Csak a közelmúltban váltak elérhetővé az ilyen hatékony frekvenciasávok és detektorok.

A THz-sugárzás különleges tulajdonsága, hogy sokféle festéken és bevonaton képes áthatolni, emiatt rétegvastagság-mérésre kiválóan használható. Az ultrahanggal történő rétegvastagság-méréshez hasonlóan a THz-sugárzás részben visszaverődik a rétegek közötti átmeneteken: a „visszhangok” kis késéssel érkeznek a detektorba. Ebből kifolyólag a Helmut Fischer szoftvere legfeljebb négy réteg vastagságát tudja meghatározni –  maga a mérés pedig mindössze egy másodpercet vesz igénybe.

A THz-impulzus áthatol a bevonaton és visszaverődik az anyaghatárokon. A különböző reflexiók késleltetési idejéből a szoftver kiszámolja az egyes rétegek vastagságát

Bár a THz-módszer fejlesztése még folyamatban van, a pontossága már most lenyűgöző: a 2 mm-nél kisebb mérési pontokon 5–10 μm vastagságú rétegek mérhetők. A mágneses indukcióval szemben (amely hasonló felbontású) a terahertz 10-szeresen (1‰) jobb reprodukálhatóságot nyújt.

A terahertz jól összehasonlítható az olyan módszerekkel, mint a mikroszkópia és a mágneses indukció

 

Összehasonlítás más módszerekkel

Roncsolásmentes Mivel a festékrétegek a THz-sugárzás számára átlátszónak minősülnek, a sugarak nem befolyásolják a bevonatot. Ezáltal a mérés teljes mértékben roncsolásmentes.

Nem ionizáló A THz sokkal kevésbé energiaintenzív, mint a röntgensugárzás, ezért ártalmatlan. A THz-eszközök tehát szabadon használhatók, és nem igényelnek sugárvédelmet.

Érintés nélküli A mágneses indukciótól és az ultrahangtól eltérően a THz nem igényel érintkezést, így még a nedves festék mérésére is van lehetőség.

Nincs szükség kalibrálásra Míg az ultrahanggal végzett vastagságmérés a terahertzhez hasonló elvre épül, komplex kalibrálást igényel. A Helmut Fischer THz-rendszere viszont egyszerű bevonatokon akár kalibrálás nélkül is használható. Az összes szükséges leolvasás egyetlen lépésben történik.

A többszörös festékrétegek elemzését megelőzően minden egyes réteg egyedileg kerül mérésre. A készülék minden releváns értéket elment. Ha újra ugyanazt a festéket kell mérni, a készüléket nem szükséges újrakalibrálni.

 

Terahertz – a jövő módszere

Az első THz-rendszert kifejezetten több réteg mérésére tervezték. A Helmut Fischer az autógyártókkal és a lakkgyártókkal közösen olyan megoldást fejlesztett ki, amellyel a technológia gyártási folyamatokba integrálható.

De ez a felhasználás közel sem meríti ki a módszer potenciálját. Számos anyag egyedülálló módon nyeli el a THz-sugárzást, így ezek könnyen beazonosíthatók. Ez a jövőben számos más lehetséges alkalmazási területet nyit meg a terahertz-technológia számára.

 

Kérdés esetén keressen elérhetőségeim valamelyikén,

Wesser Csaba

szakterületi üzletkötő

06 1 420 5883 vagy info@grimas.hu