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洞见博客

Rifinitura impeccabile? In che modo la microscopia digitale sta trasformando le vernici del settore automobilistico

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Verniciatura QC nel settore automobilistico

Si dice che Henry Ford abbia affermato: "Tutti i clienti possono far verniciare la propria auto del colore che desiderano purché sia nera". Benché si discuta sulla veridicità o meno di tale affermazione, una cosa è certa: le auto non sono solo nere. Oggigiorno si riscontra una domanda sempre maggiore di vernici metallizzate, perlate, satinate e di altro tipo, in una vasta gamma di colori e più resistenti che mai. I progressi registrati nella tecnologia di verniciatura sono stati resi possibili dall'uso della microscopia, sia per lo sviluppo che per il controllo qualità.

Se da una parte la qualità delle vernici nel settore automotive continua a migliorare, dall'altra parte aumentano anche le aspettative del cliente per una finitura impeccabile, soprattutto sui veicoli di alta gamma. Anche se la capacità visiva di un ingegnere addetto al controllo qualità della verniciatura è difficile da eguagliare, è pressoché impossibile da quantificare i difetti. Fortunatamente i microscopi digitali forniscono risultati in grado di aiutare gli ingegneri a misurare la qualità della finitura di una vernice.

Individuazione dei difetti

Piccoli graffi, elementi contaminanti e l'effetto "buccia d'arancia" sono sufficienti a far restituire un veicolo di lusso per riverniciarlo, un processo costoso per i produttori in termini di tempo e costi aggiuntivi. Tuttavia, i costi possono essere notevolmente ridotti se i problemi vengono rilevati in fabbrica piuttosto che nell'autosalone. Questo è il motivo per cui gli ingegneri del controllo qualità utilizzano i microscopi digitali.

Questi vengono impiegati, infatti, per quantificare la presenza di difetti nel processo di verniciatura. "Frammenti di vernice" a campione vengono spruzzati sul veicolo e la qualità della vernice spruzzata viene successivamente analizzata con un microscopio digitale. In alcuni casi, vengono usati per l'ispezione i campioni di vernice rimossi dai pannelli della carrozzeria restituiti.

I responsabili della qualità si affidano a diverse tecniche di osservazione al microscopio per individuare eventuali difetti.

  • Campo scuro: un metodo di illuminazione che aiuta a vedere più facilmente i piccoli graffi
  • Microscopia a contrasto interferenziale (DIC): una tecnica che prevede la diffrazione dell'illuminazione mediante un prisma DIC; tale tecnica è utilizzata per evidenziare minuscoli dislivelli nei campioni
  • High dynamic range (HDR): una tecnica in cui diverse immagini scattate con esposizioni diverse vengono unite al fine di accentuare i dettagli della superficie indipendentemente dalle differenze di luminosità sulla superficie del campione

Un vantaggio dei microscopi digitali è rappresentato dalla semplicità di utilizzo di queste diverse tecniche in modo ripetibile e nel passare da un metodo all'altro con la semplice pressione di un pulsante.

Di seguito vengono riportati alcuni esempi di difetti identificati utilizzando le suddette tecniche.

Graffi sulla superficie ed effetto 'buccia d'arancia' mediante DIC, HDR (microscopio 69x, DSX510).
Graffi sulla superficie ed effetto "buccia d'arancia" mediante DIC, HDR (microscopio 69x, DSX510)
Contaminazione della vernice trasparente mediante luce polarizzata (microscopio 277x, DSX510).
Contaminazione della vernice trasparente mediante luce polarizzata (microscopio 277x, DSX510)

Contaminazione della vernice trasparente mediante campo scuro direzionale (microscopio 277x, DSX510).
Contaminazione della vernice trasparente mediante campo scuro direzionale (microscopio 277x, DSX510)
Particella sospesa in vernice trasparente (microscopio 693x, DSX510).
Particella sospesa in vernice trasparente (microscopio 693x, DSX510)

Difetto rilevato con DIC, DF e POL, che mostra come, nonostante sia sotto-superficie, abbia effetti sulla finitura della superficie (microscopio 277x DSX510).
Difetto rilevato con DIC, DF e POL, che mostra come, nonostante sia sotto-superficie, abbia effetti sulla finitura della superficie (microscopio 277x, DSX510)
Ruggine analizzabile con il microscopio a luce polarizzata 693x, DSX510.
Ruggine analizzabile con il microscopio a luce polarizzata  (microscopio 693x, DSX510)

Spessore degli strati

Nella maggior parte degli impianti automobilistici, l'intero processo di verniciatura dei veicoli, dal primer al trasparente, è completamente automatizzato. In un mondo ideale questo comporterebbe sempre la stessa finitura. Tuttavia, è importante verificare la qualità della finitura eseguendo la misurazione dello strato. Ciò confermerà che la quantità corretta di ogni strato viene depositata in modo uniforme. Analizzando un frammento di vernice al microscopio, è possibile visualizzare l'intera lunghezza con centinaia di misurazioni applicate automaticamente e garantire una lettura oggettiva e rappresentativa. Eseguendo queste misurazioni regolarmente, è possibile tenere traccia delle prestazioni della cabina di verniciatura e correggere eventuali variazioni in modo rapido prima che si verifichino dei problemi.

Vernice per automobili su materiali compositi, dall'alto verso il basso, rivestimento, primer, sigillante, composito.
Vernice per automobili su materiali compositi, dall'alto verso il basso, rivestimento, primer, sigillante, composito
Misura degli strati utilizzando il software OLYMPUS Stream
Misura degli strati utilizzando il software
OLYMPUS Stream®.

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Product Applications Manager, Olympus Corporation of the Americas, Scientific Solutions Group

A member of the Olympus team since 2016, Hamish provides product and application support for Olympus industrial microscope systems throughout the Americas. He is an expert in inspection applications, image analysis, measurement, and reporting, as well as custom optical solutions, with an emphasis on technical cleanliness and semiconductor equipment.

八月 15, 2018
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