智能制造的最佳表面质量检验是什么？

在表面上，制造工艺似乎是卷积输送机和机械机械的无定形网。但是，通过优质工程师的眼睛仔细观察，揭示了导致可靠产品的过程实际上是一系列决策，每个前一项行动都有一系列复合和建筑。

分解生产系统中相互关联的过程对于隔离问题、找到根本原因和有效实施解决方案至关重要。

我们的制造过程变得更聪明。为了跟上，制造商需要使用智能传感器和监控设备的生产线呈现它们的生产线，这些设备将允许它们根据关键数据制作每个相互依存的决策。知情决策使工程师能够协调最终具有零缺陷的过程，并输出没有召回或保修索赔的风险的产品。

为了实现行业4.0梦想的效率和生产力，制造商需要评估他们目前的流程。他们需要认识到他们的生产差距以及他们没有可见性的地方，然后安装定量措施以生成可操作的数据。

继续阅读，了解有关这些差距在任何行业的制造过程中可以轻松存在的信息，以及打算为其做点什么的制造商的好消息。

制造中解决粘连问题最常见的错误

以下是来自BTG Labs客户的一些收集的报表粘附过程调查我们已经进行了：

• “我们根据我们的供应商告诉我们，但我们仍然具有表面粘附问题的血浆治疗过程。”
• “我们被告知我们的线路更好，更统一的电晕分剧将解决问题，但由于某种原因，我们的最终产品仍未得到改善。”
• “我们在涂漆之前会磨损材料表面，所以这不是问题。”
• “我们获得溶剂的地方表示，这种溶剂最适合我们的过程。”

这些评论中都隐含着一个过程差距，它的存在是因为在制造的特定(和重要的)方面缺乏可见性，而这些方面可以成就或破坏所描述的每个过程。

生命和忽视的过程元素是粘接表面的质量。如果制造商已经看着材料表面本身来解决它们的表面粘附问题，则可以节省成千上万美元和数百美元的生产时间。

要了解如何使用联系角测量进行自己的根本原因分析，下载我们的免费电子书：检查表:制造商粘附失效根本原因分析

所有这些制造商在生产过程中都遇到了粘连问题。无论是印刷、油漆、涂布、清洁、密封或粘接，他们都制定了某种表面准备、清洁或处理过程，并按照设备或胶粘剂供应商的指示执行这些程序。这个事实引出了一个问题，为什么这还不够?

如果我们添加一个测量表面质量对于这个等式，我们可以在四个例子中预测不同的结果:

• 第一个制造商的印象是，调整等离子体处理器是获得最佳表面准备的答案。这部分是正确的，但没有可测量的评估表面被处理，任何处理参数的调整只是最好的猜测。一种定量测量，提供了对材料表面本身的理解，因此可以根据表面的输入质量进行调整，然后证明等离子体应用后达到了最佳处理水平。
• 第二种制造商陷入困境，因为即使是最复杂的表面处理和制备设备也是与确定表面是否正确准备的验证过程一样好。通过电晕处理之前和之后的数据驱动检查，该制造商可以精确和推理调整它们的分剧，并得到了他们所需的结果。
• 第三家制造商依赖于“我们总是这样做”的理念，这对他们非常不利。磨损本身并不能保证粘接成功。随着材料的发展和供应商的改变，会有许多变量发生变化，所有这些变量都需要考虑，因为它们会对表面质量产生深远的影响。例如，在这个场景中使用的砂纸表面有硬脂酸盐，它会转移到被磨损的金属上，尽管金属确实被打磨过，但它还没有准备好与涂在其上的粘合剂进行化学粘合。有1-2个分子层的硬脂酸酯残留物，防止粘连发生。
• 对于第四个制造商，他们认为采用供应商的单词足以保证适当的粘附和成功的操作。可悲的是，没有适当的表面敏感检查，溶剂，油漆或粘性供应商的建议只会到目前为止。虽然这不是制造商的错误，但它是一个常见的发生。这个例子导致需要找到更强的溶剂，可以正确地去除制造商不知道的污染物，直到它们测量表面质量并实现了他们的供应商建议的溶剂实际上没有去除每种污染物。

粘附过程根本原因分析 - 缺少的制造商。

在寻找解决它们的粘附问题的答案时，制造商的涂料，印刷，债券，外套或印章在黑暗中留下了暗淡的答案。

但是隧道末端有一个光。

为了说明困境制造商的常规面临，让我们检查一个制造商的斗争，以解决他们在操作中解决剥皮涂料。主要目标是解决一个常见的制造问题，具有不太常见的解决方案。

工艺目标:消除导致大量返工和生产时间损失的油漆剥落。

制造商采取了哪些方法来解决问题？

• 改变材料上使用的涂料类型
• 改变使用的砂纸类型
• 将另一层涂料涂在表面上
• 在磨损后加入溶剂擦拭物

从表面上看，所有这些对粘附失效的反应似乎都是合理的，因为它们是这类问题的常见解决方案。但是，这些解背后隐藏着明显的错误。

在被处理的材料表面本身被完全理解之前，任何经验的东西都不能决定。

对工艺本身进行更改，而不使用定量的、实时的数据来说明您的工艺是如何实际影响材料表面的，这意味着您将无法预测工艺的结果。制造商在没有测量影响的情况下对表面关键工艺进行调整，只有在下游进行性能测试时才能知道这些变化是否有意义。到那时，要进行有用的根本原因分析来确定不符合需求的上游步骤将是非常困难的。

测量在每个关键控制点的表面质量，或制造过程中的任何一个地方，在该表面有机会以任何方式改变的方式，是收集数据以获得精确根原因分析的唯一方法。

预测分析表明清洁，治疗或准备过程正在制造在性能标准的公差范围内的可粘合表面，是保证可靠性的唯一方法。

表面质量测量的4个最常见的无效方法

寻找可靠，可重复的，客观的方法，用于测量粘附和清洁过程的表面含量，这是制造商巨大令人难以置疑的源。这些方法最常用的休假，因为它们不提供有关表面制备，清洁和处理过程的有效性的充分信息。

如上所述，一贯生产平均产品的过程之间的差异与完全可靠的行业领先的产品是一种具有适当，优化和监测的表面制备过程的过程。

要真正知道一个给定的粘附过程是在光谱的一边还是另一边，唯一的方法是它是否考虑其过程对材料表面的前3个分子层的影响。

因此，由于实现可预测的粘附依赖于材料表面如此薄而精细的一层，因此，需要一种高度敏感、准确、客观和基于材料科学的测量系统是当务之急。

让我们来看看最常用的表面评估方法，看看它们是否符合标准。

防水试验：“喷洒和祈祷”

方法:通常在航空航天和汽车工业的标准，这种方法涉及到向表面喷洒水，并观察水从材料上流下时的行为。

缺点：对水的主观，定性评估。基本上是评估清洁度的“快速且非常肮脏”的方法。没有提供定量值，没有关于零件如何关闭的信息。这种方法可以在线进行，但通常在僻静的区域中进行，因为它相当凌乱。

达因笔:“足够接近”

方法：通常是电影和柔性包装行业的标准，这种方法涉及将一条危险，彩色墨水放在表面上，从视觉上观察墨水的润湿或珠子在表面上。

缺点：对破坏性墨水的主观评估。由于油墨包括可以通过表面上污染的溶剂，因此含有溶剂，因此呈现出误报，并且会发生反应，因为污染不存在。达因墨水行为难以始终如一地评估，并且通常对其对表面的反应的解释可以根据谁实施测试来改变。

台式接触角测角仪:“两点测量实验工具”

方法：常用于实验室，用于获得水接触角测量。该方法通过采取侧面长的外观，测量水滴在表面上搁置在表面上的两个接触点。在表面上滴下或珠子珠子。

缺点:不准确或可靠的自上而下测量，可以采取64个同时测量的一个沉积滴。由于在低接触角处未定义边缘线，传统的测角仪可能会提供误导性的数据。此外，这些仪器不适用于移动或实时生产测试。

根本没有方法：“失控过程”

方法:由于自身的过错，一些制造商仍然无法找到和/或实施一种可靠的、可重复的、实用的和客观的方法来测量表面质量，因此除了视觉上的“它看起来干净吗?”“在将零件送往下游之前进行测试，希望强度和性能测试能发现任何问题。”

缺点:由于缺乏对影响表面质量和粘合成功的变量的监控，制造过程本质上是“失控的”。最终产品质量完全取决于机会，没有办法可测量地减少报废、预测性能或建立低失败风险的新工艺。

工艺和优质工程师的好消息

存在一种表面质量测量方法，实际上提供了对粘附问题成功的恰好重要的数值评估。此外，它可以直接在行动附近的生产线上实现，以便在实时查看实际部件的数据。

通过自动或手持表面能量测量系统部署一个简单的接触角测量，是最准确和快速的方法来挖掘您的过程，进行预测分析，使您的产品在正确的方向上。

这些测量是通过在一个表面上沉积一小滴液体，并测量液滴与表面的角度来进行的。如果角度很高(即>~70度，取决于材料和应用)，这表明表面不是很活跃，因为液体被它排斥，而不是被它吸引。如果液体湿润并形成一个低角度(即<~50度，取决于材料和应用)，那么这表明一个反应表面准备好粘附。

当接触角测量采用为工厂生产的设备时，一系列的检查可以在几秒钟内进行，结果可以很容易地跟踪以显示质量趋势，然后制造商对他们的过程有一个全新的能见度水平。

智能传感器能够证明清洁和处理步骤的有效性，同时在进入设备或工艺过程时，还能提供有关表面基本质量的关键信息，这使制造商处于前所未有的优势。清洁设备和处理系统可以进行优化，精确地清洁表面，并确保它们毫无疑问地准备好粘附。

• 最后推动产品开发过去的关键粘贴点
• 修复长期存在的、似乎无法解决的债券线路故障
• 减少报废、返工和生产停机时间到历史最低

完成这些是现实，因为通过接触角测量，最终可以获得精确的表面能量数据，而零件实际上正在通过生产过程。年代urface energy is a chemical characteristic that refers to how reactive a surface is and therefore how strongly it will bond with another substance (e.g. paint, epoxies, UV curing adhesives, inks, a molten metal in the case of brazing or soldering, etc.).

所有的传统方法都试图评估表面能，因为它是最精确的预测粘附成功或失败。然而，由于无法提供准确地与表面能量相关的有用数据(如果有的话)，以及无法在最需要的地方——工厂车间——实施，所有这些都不够。

让我们说明精确的表面质量测量可以通过揭示清洁和治疗中的不足来颠覆期望的方式，这习惯性敏感的方法不太敏感：

该方法：溶剂擦拭和研磨铝

• 你只是溶剂清洁了铝表面。
• 在对一系列清洗部件进行评估后，你们的平均检验数是56度。
• 你知道磨损铝表面有助于促进更牢固的粘结。然而，在表面使用砂纸后，你的平均测量已经增加到79度。
• 这可能是硬脂酸转移到金属表面的迹象。

工艺:聚合物火焰处理

• 你在分析火焰处理前后的热塑性部件。
• 预处理的表面显示为81度的平均测量。
• 您知道火焰治疗是用于印刷的聚合物的常见和有用的准备，因此您希望数量减少。然而，火焰处理后，数量为92度。
• 这可能是某种增塑剂添加剂在材料中迁移到表面并干扰附着力的迹象。

工艺:手工准备剥皮复合材料

• 你在一个超洁净的房间里准备一个剥离复合材料表面用于粘合。
• 您已经确定您的新鲜去皮的复合表面产生36度的平均数。
• 剥去的复合材料过夜，总共10小时的曝光时间。当你早上回来检查粘合前的表面时，复合材料的平均数是58度。
• 否则清洁和准备好粘合的表面会随着时间的推移而降解，并且如果在制备后不能立即发生粘合步骤，则需要以减轻这种降解的方式储存。

这些例子之间的联系是，定量表面质量检查通过普通制备和治疗方法暴露了不可预见的不可预见的不足。如果在整个上面讨论的材料表面的制造过程中进行了额外检查，则可以找到异常数变化的根本原因。这一切都归结为测量可能改变质量的过程中的各个点。

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