Evident LogoOlympus Logo
洞见博客

Rozluštění kódu kvality: Posouzení nedostatků v glazované keramice pomocí digitální mikroskopie

作者  -
Keramické dlaždice na dopravníku ve výrobním závodě

V rámci průmyslové výroby keramických dlaždic se glazování povrchu nebo dekorování obvykle provádí za použití následujících metod:

Glazování bez-vzduchu: Stříkací pistole umístěná kolmo k průchodu dlaždic nebo desek rozprašuje glazuru skrz malé otvory v trysce za velmi vysokého tlaku, aby tím došlo ke vzniku hladké glazované vrstvy.

Vodopádový potah: Glazura stéká jako vodopád nebo clona přes díl procházející skrz zařízení.

Suchá frita (granila): Keramický smalt připravený ze zrn s různou standardizovanou velikostí a nanášený:

  • Zaschnutím na dříve naneseném lepidle na bázi organických rozpouštědel
  • Ve vodním roztoku v médiu smíchaném s pojivem

Sítotisk (od použití této metody se postupem času upouští)

Rotační nebo laserové leptání (gravura)

Digitální inkoustový tisk, který je v současné době nejoblíbenější metodou dekorování.

Dekorativní keramické dlaždice v maloobchodě

Problematika kontroly a zajišťování kvality v keramickém průmyslu

Než se keramický výrobek dostane ke spotřebiteli, musí projít kontrolou kvality, která potvrdí, že výrobek splňuje dané požadavky na kvalitu. V rámci výrobního procesu keramiky může dojít ke vzniku vad na několika místech:

  • Problémy se surovinami, například může dojít ke kontaminaci jílu (který je namletý do konzistence podobné písku)
  • Vady při lisování z důvodu špatného zhutnění nebo rozložení tlaku
  • Nerovnoměrné vysychání neglazovaných dlaždic v důsledku kolísání vlhkosti prostředí
  • Problémy s glazováním, včetně:
    • Vzduchové bubliny během nanášení smaltu, které vytvářejí důlkové nebo děrované vady, když bublina prorazí povrch
    • Problémy s lepením podkladu: praskliny a trhliny
    • Kontaminace během glazování: například prach
  • Vady při vypalování
    • Příliš nízká teplota vypalování smaltu/glazury: praskliny vzniklé z důvodu nedostatečné fáze natavení (někdy se jedná o praskliny vzniklé během glazování)
    • Špatné odplynění: vypalováním základních složek vznikají plyny, které musí projít skrz rozžhavenou glazuru a dostat se z dlaždice ven; někdy však k uvolnění všech bublin nedojde
    • Kontaminace v glazuře způsobující vady, například barevné tečky nebo dekompozici

Bubliny se mohou objevit v různých fázích výrobního procesu, a způsobit tak estetické vady (při prasknutí na povrchu) nebo praskliny vzniklé důsledkem nedostatku nepropustnosti. Tyto vady se typicky odhalí během kontroly kvality a výrobek se poté automaticky zamítne jako zmetek. Najít příčinu není vždy lehké, ale identifikace zdroje vad je pro nápravná opatření, která mohou zabránit jejich dalšímu vzniku, zásadní.

Digitální mikroskopy versus konvenční stereomikroskopy používané v rámci kontroly kvality

Průmyslová mikroskopie představuje kontrolní metodu používanou v rámci řízení kvality glazované keramiky. Konvenční stereomikroskopy nebo mikroskopy (s motorizovanými, pokročilými funkcemi) připojené ke kameře a s doplňkovým softwarem poskytují výrobcům keramiky většinu nástrojů, které potřebují.

Pokrok v oblasti mikroskopie ovšem směřuje k digitálním mikroskopům, které jsou všestrannější z hlediska zobrazovacích funkcí a vylučují potřebu kamery nebo softwaru. Digitální mikroskop nabízí různé možnosti, které pracovníkům kontroly umožňují získávat informace potřebné pro správnou analýzu vad a jejich vyhodnocování.

Různé metody pozorování

Digitální mikroskopy, jako je mikroskop DSX1000, typicky nabízí pět nebo více způsobů pozorování, a vybavují tak pracovníka kontroly různými pozorovacími metodami, díky kterým může vadu řádně vyhodnotit.

Temné pole: Jeden z nejběžnějších metod mikroskopie díky obvodovému dopadajícímu osvětlení. Výhodou této metody je přesné zobrazení barev. Obvykle je možné segmentovat osvětlení pro vytváření stínových efektů a kontrastu na vzorku.

Pozorování vzorku glazované keramické dlaždice pomocí temného pole a dráhy osvětlení v optickém systému

Glazovaný vzorek při pozorování s využitím temného pole (vlevo) a schéma dráhy světla (vpravo)

Světlé pole: Také známé jako koaxiální osvětlení. Technika světlého pole sestává z dopadajícího a odraženého světla od vzorku, které prochází stejnou optickou drahou. Výhodou této techniky je vysoký kontrast pro rozlišení dutin a pórovitosti v glazuře.

Obrázek vzorku dlaždice s pozorováním pomocí světlého pole a schéma dráhy světla

Glazovaný vzorek při pozorování s využitím světlého pole (vlevo) a schéma dráhy světla (vpravo)

Šikmé: Typ koaxiálního osvětlení, kdy je vzorek osvětlen pouze 50 % optické dráhy. Takto vzniká 3D efekt, který vadu zvýrazňuje a strukturuje.

Pozorování s šikmým osvětlením pomocí mikroskopu DSX1000 a světelná dráha v mikroskopu

Glazovaný vzorek při pozorování s šikmým osvětlením (vlevo a uprostřed) a schéma dráhy světla (vpravo)

Smíšené (MIX): Kombinace světlého pole a temného pole. Smíšené osvětlení je užitečné ke snížení halace u lesklých glazur.

Technika pozorování se smíšeným osvětlením a schéma dráhy světla

Glazovaný vzorek při smíšeném pozorování (vlevo) a schéma dráhy světla (vpravo)

Polarizované: Technika, při které se ke zvýšení jasu vzorku nebo odstranění nechtěného oslnění použije sada polarizátorů.

Pozorování vzorku glazované keramické dlaždice pomocí polarizovaného světla a dráha osvětlení

Glazovaný vzorek při pozorování pomocí polarizovaného světla (vlevo) a dráha osvětlení (vpravo)

Volba toho, které pozorování je pro vás to nejvhodnější, je s mikroskopem DSX1000 snadná, díky jeho jedinečné funkci „best image“. Systém zobrazuje snímky vzorku za použití každé techniky osvětlení a vy si jen kliknutím (nebo klepnutím) vyberete ten, který vám vyhovuje nejvíce.

Podívejte se na video níže a zjistěte, jak to funguje:

Doplňkové techniky pořizování snímků

K dokumentování a analyzování vad v keramice se tradičně používá fotografie, konkrétně pořizování 2D snímků. U konvenčního optického systému to obnáší připojení digitální kamery a jejího ovládacího softwaru k mikroskopu. Dnešní systémy digitálních mikroskopů však pořizují vysoce kvalitní 2D i 3D snímky, aniž by bylo zapotřebí dalšího vybavení.

Jako doplněk ke 2D snímkům nabízí mikroskop DSX1000 možnost volby dalších typů technik pro pořizování snímků:

Rekonstrukce zaostření: Tato technika vytvoří kompozitní 2D snímek, kde se objeví pouze body zaostření vzorku. Následné zachycení díry v keramické glazuře je výsledkem snímků s vrstvením osy Z s různými rovinami zaostření. Díky motorizované ose Z systému DSX1000 můžete zaostření obnovit.

Snímek vady vzorku složený z více rovin v ose Z pomocí digitálního mikroskopu DSX1000

Díra v glazuře, rekonstruovaná za použití obnovení zaostření

3D vizualizace: Výsledky 3D zobrazení založené na podobném principu jako obnovení zaostření vytvoří topografický snímek zachyceného povrchu. Tato funkce umožňuje pracovníkovi kontroly důkladně prozkoumat závažnost a charakteristiku vady.

Topografická rekonstrukce vady pomocí 3D snímků pořízených digitálním mikroskopem DSX1000

Topografický 3D snímek glazovaného povrchu s prasklinou

Panoramatický snímek: Složení snímků v rovině XY. Stisknutím tlačítka může mikroskop DSX1000 získat snímky se širokým zorným polem a vysokým rozlišením spojením několika snímků dohromady. Dokáže dokonce spojit 3D snímky, čímž vytvoří větší zobrazení profilu.

Podívejte se na video níže, ve kterém naleznete ukázku:

Tuto funkci zobrazování lze dokonce kombinovat s obnovením zaostření nebo pořizováním 3D snímků.

Panoramatický obraz vzniklý s použitím funkce spojování snímků digitálního mikroskopu Olympus DSX1000

Panoramatický snímek glazované keramiky (nahoře); tento snímek je výsledkem spojení několika překrývajících se snímků (viz níže)

Pokročilý software 2D a 3D analýzy obrazů

Softwarové nástroje systému DSX1000 nabízí pokročilé 2D a 3D měření a analýzu i automatickou detekci a klasifikaci bublin. V případě potřeby mohou tyto funkce urychlit proces hodnocení vad prováděný pracovníky kontroly kvality, a umožnit jim tak držet krok s požadavky výroby.

Měření vytvořená topografickým vykreslením vady

3D měření výšek topografického profilu

Automatická detekce a klasifikace bublin v keramické glazuře pomocí digitálního mikroskopu DSX1000

Automatická detekce a klasifikace bublin

Výhody digitálního mikroskopu DSX1000 

Funkce digitálního mikroskopu DSX1000 kromě pěti nebo více způsobů pozorování, pořizování 2D a 3D snímků a pokročilých zobrazovacích nástrojů zahrnují:

  • LED osvětlení s dlouhou životností
  • Funkci optického zoomu s motorickým pohonem
  • Širokou škálu objektivů s různými možnostmi zvětšení a rozlišení
  • Naklápěcí rám (± 90 stupňů) s vysokou kapacitou
  • Motorizovanou osu Z
  • Mechanický nebo motorizovaný stolek XY

Chcete-li se o digitálním mikroskopu DSX1000 dozvědět více, navštivte naše stránky www.olympus-ims.com/microscope/dsx/.

Související obsah

DSX1000: Předvedení různých způsobů pozorování jedním dotykem

DSX1000: Předvedení zaručené přesnosti a opakovatelnosti

5 výhod digitálního mikroskopu DSX1000


Kontaktujte nás
IE Sales Specialist, Olympus Iberia

Francisco Nuñez is a specialist in microscopy applications at Olympus Iberia. He is a graduate from the University of Barcelona in biology and has more than 14 years of professional experience providing scientific and technical solutions to the industrial, clinical, and university sectors, at both production and research levels. He joined the company in 2006 and has been Olympus Iberia’s expert in materials microscopy for over a decade.

九月 9, 2021
Sorry, this page is not available in your country
InSight Blog Sign-up
Sorry, this page is not available in your country
Let us know what you're looking for by filling out the form below.
Sorry, this page is not available in your country