Сред основните компоненти на промишленото оборудване, огледалните ролки са сред типовете ролки, които най-добре демонстрират прецизност на обработка и възможности за повърхностно инженерство.
Независимо дали става въпрос за пластмасови филми, метални фолиа, оптични материали, сепаратори за литиеви батерии, функционални покривни материали или високогланцово покритие на повърхностите, ролята на огледалните ролки е да осигурят изключително равна, гладка и безупречна повърхност на ролките, което позволява на обработваните материали да постигнат равномерно и стабилно повърхностно покритие, отговарящо на желаната гладкост.
За да постигнат тези функции, огледалните ролки трябва да притежават изключително ниски стойности на грапавост на повърхността. Общите изисквания са:
• Ra ≤ 0,02 μm
• Ra ≤ 0,01 μm
• Огледална степен Ra ≤ 0,005 μm
• Супер огледален клас и дори по-високи изисквания
Такава висока гладкост налага огледалните ролки да преминат през строги, прецизни и професионални тестове за грапавост на повърхността след производството.
Това води до темата на тази статия – как точно се тества грапавостта на повърхността на индустриалните огледални ролки?
За да се гарантира точност, повторяемост и проследимост, различните индустрии използват различни методи за тестване, инструменти и стандарти.
Тази статия ще анализира систематично принципите, методите, оборудването, процесите и факторите, влияещи върху изпитването за грапавост на повърхността на огледални ролки.
Защо е необходимо да се тества грапавостта на повърхността на огледалните ролки?
Повърхността на огледалния валяк не е просто дддхххгланцова,дддххх, а трябва да отговаря на изключително строги инженерни стандарти.
Стойността на грапавостта Ra определя:
• Плоскостта на каландрирания материал
• Равномерността на блясъка на повърхността на филма
• Постоянството на дебелината на покритието
• Качеството на каландриране на металните фолиа
• Плътността на сепараторите на литиеви батерии
• Рефракционната консистенция на оптичните материали
• Дали по време на производствения процес се появяват драскотини или дефекти
Следователно, огледалните ролки трябва да преминат през тест за грапавост преди доставка и това тестване трябва да се проведе в множество точки, сегменти и ъгли, за да се гарантира, че цялостното качество на повърхността отговаря на стандартите.
Изпитването за грапавост е не само стандарт за оценка на качеството на обработката, но и основа за стабилната работа на огледалните ролки на високотехнологични производствени линии.
Еквивалентна ли е грапавостта на повърхността на огледален валяк на неговия ddddhhglassddhhh?
Много хора погрешно вярват, че блясъкът или отражателната способност наогледални ролериповърхността отразява нейната грапавост. Това обаче е неправилно: гланцът е визуален резултат, докато грапавостта е резултат от цифрово измерване; двете са напълно различни.
Грапавостта отразява:
• Височината на повърхностните микровълни
• Разпределението на микро-върховете и спадовете
• Еднородността на наномащабната текстура
Следователно, грапавостта на огледален валяк трябва да се измерва с помощта на специализирани инструменти, а не чрез визуално наблюдение.
Кои са някои често използвани методи за измерване на грапавостта на огледалните ролки?
В момента, често използваните методи за измерване на грапавостта на индустриалните огледални ролки включват главно:
1. Контактен тестер за грапавост (най-често използван)
2. Безконтактен оптичен тест за грапавост
3. Интерферометърен тест (високопрецизен огледален нивелир)
4. Метод за сканиране на триизмерна повърхностна топография
5. Интерферометрия с бяла светлина за откриване на наномащабна грапавост
6. Профилометър за огледални ролки със сложна текстура
Тези методи и техният приложим обхват ще бъдат обяснени подробно по-долу.
Подходящ ли е тестер за грапавост на контакта за проверка на огледални ролки?
Това е най-разпространеният и индустриално приет метод за проверка на огледални ролки.
✔ Принципът на контактния тестер за грапавост:
Сонда с изключително малки стилуси се плъзга по повърхността на огледалния валяк, усещайки микроскопичната текстура чрез вертикалното ѝ изместване и след това преобразувайки сигнала в параметри на грапавост.
Основните му показатели за измерване включват:
• Ra (средноаритметична грапавост): Най-често използваният индикатор
• Rz (Максимална разлика във височината)
• Rq (средноквадратична грапавост)
• Rt (Обща разлика във височината)
• Ry (средна пикова клапа)
За огледални ролки най-често използваната референтна стойност е Ra.
✔ Защо контактният метод е подходящ за проверка на огледални ролки?
• Способен за точно измерване на много ниска грапавост
• Висока повторяемост
• Често използван стандартен метод в индустрията
• Може да се тества на всяка позиция по цялото тяло на ролката
• Може да измерва грапавостта в различни посоки (посока на търкаляне и напречна посока)
✔ Предимства на контактното тестване
• Контролируеми разходи
• Зрял и стабилен инструмент
• Постига точност на нивото на огледалото
• Бърза скорост на тестване
• Висока приемливост в индустрията (подходяща за инспекция и контрол на качеството)
✔ Ограничения на контактното тестване
• Сондите могат да повлияят на изключително гладки наномащабни повърхности
• Не може да се измерват повърхности с изключително висока отражателна способност
• Изисква високи оперативни умения
Въпреки това, контактните измервателни уреди за грапавост остават основният метод за изпитване на грапавостта на огледални ролки.
Подходящо ли е безконтактното оптично измерване на грапавостта за огледални ролки?
Като допълнение към контактните методи, оптичните методи за тестване също често се използват за тестване на огледални ролки.
✔ Принцип на безконтактно оптично тестване
Чрез осветяване на повърхността на огледалния ролет със светлинен лъч, микроскопичните текстурни характеристики се изчисляват, използвайки разпределението на отразената, пречупената и разсеяната светлина.
Предимства:
• Без повърхностни повреди
• Подходящ за ултра-огледални ролки
• Позволява бързо многоточково сканиране
• Генерира 3D изображения
• По-висока прецизност за повърхности с висока отразяваща способност
Приложими сценарии:
• Висококачествени огледални ролки с оптичен клас
• Изисквания за наномащабна грапавост
• Огледални ролки със специални функционални покрития
Безконтактната инспекция е особено подходяща за висококачествено производство на огледални ролки.
Как интерферометър с бяла светлина открива грапавостта на огледалните ролки?
Когато изискванията за грапавост на повърхността на огледалните ролки са изключително високи, като например:
• Ra 0,005 μm
• Ra 0,003 μm
• Ra 0,001 μm
Обикновените измерватели на грапавост не могат да отговорят на изискванията за точност.
В този случай са необходими следните неща:
• Интерферометър с бяла светлина
• Лазерен интерферометър
• Оптичен профилометър с ултрависока прецизност
✔ Принцип на интерферометрично детектиране с бяла светлина
Чрез анализ на промените в интерферентните ресни могат да се постигнат разлики във височините на повърхността с наномащабна резолюция.
Неговите характеристики:
• Изключително висока прецизност
• Безконтактно
• Измерване на изключително гладки повърхности
• Генериране на 3D изображения на повърхности
Приложения:
• Ултраогледални ролки
• Прецизни хромирани огледални ролки
• Високооптични огледални ролки
• Функционални ролки с твърдо покритие
Това е един от най-модерните методи за проверка на грапавостта на огледални ролки.
Необходимо ли е 3D измерване на морфологията на повърхността за огледални ролки?
В някои индустрии (като например тънкослойни оптични материали, електронни материали и обработка на електроди за литиеви батерии) е необходимо не само да се разбира грапавостта, но и да се разбира:
• Микроскопични повърхностни вълнички
• Макроскопска морфология
• Разпределение на повърхностните върхове и долини
• Наличие на микропукнатини или частици по повърхността
В тези случаи се използват следните:
• 3D оптичен повърхностен скенер
• Система за лазерна конфокална микроскопия
• 3D интерферометричен скенер с бяла светлина
Те могат да представят изчерпателно морфологията на повърхността на огледалните ролки.
Тази 3D инспекция е от голяма полза както за производителите на огледални ролки, така и за потребителите, защото помага да се определи:
• Дали равномерността на полиране отговаря на стандартите
• Дали обработката на повърхността е стабилна
• Дали са налице незначителни дефекти
• Дали покритието е равномерно
• Дали е необходима повърхностна обработка
Следователно, 3D топографската инспекция става все по-важна в индустрията за огледални ролкови машини.
Какви стандарти трябва да се спазват при проверка на грапавостта на огледалните ролкови повърхности?
Контролът на грапавостта на индустриалните огледални ролки обикновено се отнася до следните международни стандарти:
• ISO 4287: Текстура на повърхността – Терминология и определения
• ISO 4288: Параметри на грапавост и условия на измерване
• ISO 16610: Стандарти за филтриране
• GB/T 3505: Параметри на грапавост
• ASME B46.1: Стандарти за текстура на повърхността
Тези стандарти осигуряват последователност и проследимост наогледален валякрезултатите от инспекциите и са високопрецизни, признати в индустрията спецификации.
Какъв е пълният процес за проверка на грапавостта на огледалните ролкови повърхности?
За да се осигури точно и надеждно изпитване на грапавостта на повърхността на огледалните ролки, типичната процедура е следната:
1. Почистете повърхността на огледалния валяк
Премахване:
• Маслени петна
• Остатъци от полиране
• Прах
• Покриващи частици
• Пръстови отпечатъци
В противен случай те ще повлияят пряко на резултатите от измерването на грапавостта.
2. Изберете подходящо оборудване за тестване
Въз основа на диапазона на грапавост:
• Контактен измервател на грапавост (конвенционален)
• Оптичен инструмент (с висока прецизност)
• Интерферометър (супер огледален клас)
3. Изберете места за измерване
Обикновено включват:
• Ляв край
• Среден
• Десен край
• Множество периферни точки
• Множество аксиални сегменти
Огледалните ролки трябва да бъдат тествани на поне 3-5 референтни места.
4. Определете посоката на измерване
Необходимо измерване:
• Окръжна грапавост
• Аксиална грапавост
Защото методите на обработка в двете посоки са различни.
5. Калибрирайте с помощта на калибровъчни блокове
Уверете се, че инструментът работи при стандартни условия.
6. Извършете измерване на грапавостта
Изпълнявайте съгласно стандартите и записвайте параметри:
• Ден
• Рз
• Дясна
Докладвайте резултатите съгласно изискванията на индустрията.
7. Обобщете резултатите от теста
Определете дали са спазени спецификациите на процеса.
8. Доклад за тестване на издаване
Включва:
• Крива на грапавостта
• Данни за параметри
• Диаграма на местоположението на измерването
• Инструкции за тестване
Това е един от документите, изисквани при доставката на огледалния ролер.
Какви фактори влияят на резултатите от теста за грапавост на огледалните ролки?
Точността на теста за грапавост на огледалните ролки е много висока, следователно може да бъде повлияна от следните фактори:
1. Повърхностно замърсяване
Прахът и масленият филм могат да повлияят на точността на теста.
2. Некалибриран инструмент
Износването на сондата или отклонението на оптичната система могат да доведат до грешки.
3. Неправилна експлоатация
Включително:
• Неправилна посока на измерване
• Нестандартна зона за измерване
• Непостоянно налягане на сондата
4. Влияние на околната среда
Температурата, вибрациите или светлината могат да попречат на високопрецизните тестове.
5. Характеристики на повърхността на покритието
Твърдите покрития могат да повлияят на оптичните инструменти.
Следователно, проверката за грапавост на огледалните ролки трябва да се извършва стриктно в съответствие с индустриалните стандарти.