从开始到结束,制造商都依赖于可预测、可靠和一致的过程控制。这是提供可靠、高质量产品的唯一途径。控制整个制造过程中的粘附和清洗过程对于实现所有制造商所追求的可预测的高性能至关重要。
然而,对于不同的制造商来说,确定性意味着不同的东西。没有两个过程是平等的,也不是在供应链的同一位置发现的,因此有不同的质量保证需求。
公司可以分为三类,这取决于他们在供应链中的位置,以及他们不同的目标所带来的关注:
控制整个制造过程中的粘附和清洗过程对于实现所有制造商所追求的可预测的高性能至关重要。
无论制造商存在于供应链中的哪个位置,或者您在组织中的哪个位置,每个制造商都有一个至关重要的需求,即在其粘合或清洗过程中建立保证。
通过工艺验证,在生产过程中可预测粘附。
这本电子书是改进您的制造过程,以消除粘附问题的权威指南。欧宝娱乐ob相信BTG实验室在本文档中分享的经验可以帮助您改进流程。
制造商习惯于只将其粘附过程视为涂层或粘合剂应用的点,当表面与固化过程界面时。重新定义粘合过程,以包括影响粘合的生产过程的各个方面,使制造商能够更全面地了解如何实现成功的粘合。应用这种新的方法观察粘附性,就会发现所谓的关键控制点。这些是在整个生产过程中,材料表面有意或无意地有机会改变的任何点,从而产生更高或更低质量的表面。
重新定义粘合过程,以包括影响粘合的生产过程的各个方面,使制造商能够更全面地了解如何实现成功的粘合。
以下是制造商提出的一些重要问题,这些问题触及了他们需要控制生产过程的多个领域以确保质量的核心:
上述问题之所以在制造商的脑海中挥之不去,部分原因在于这个问题是模糊的、不明确的。很明显,最终的结果是油漆脱落,密封件开裂,粘合剂不粘,涂料涂抹不均匀等等。但原因是什么呢?问题是源于清洁和准备设备,目前使用(或未使用)的质量检测方法,还是材料本身的问题?
这类问题的根本原因只有在退一步去看需要精确控制的三件事时才能找到,以确保可靠、可预测的粘合,并从那里开始工作。
制造商通常都有一个完善的材料系统,包括粘合剂或涂层材料以及金属、聚合物、复合材料或其他材料的类型。更换这些材料系统的成本非常高,但当制造商因为问题没有得到解决而感到绝望和沮丧时,这可能就是他们走的路。此外,应用涂料和粘合剂的过程很容易理解和标准化,而且检修非常昂贵。我们的经验告诉我们,粘合剂的成分、应用和固化过程只导致一小部分的粘合失败。
大多数制造商完全没有意识到需要控制的第三个因素。粘附是一种化学反应,它依赖于被粘合或涂覆的材料极其细腻的表面所满足的非常特定的条件。
如果没有这些基础知识,寻找粘连问题的根本原因将不会产生结论性的结果。
只有在分子水平上诊断问题,才能真正找到问题的根源,并找到精确的解决方案。
制造商有时会在没有彻底检查所有这三个因素的情况下,对他们的工艺进行巨大的改变,结果可能是戏剧性的。如果粘连问题持续存在,那么失败会导致工程师在试图补救问题上浪费时间,浪费资源在解决方案上,这些解决方案不是基于确定的数据,而且消费者使用的产品不可靠,会造成巨大的声誉损失。探索根本原因可以缩小可能问题的范围,从而可以做出具有成本效益、有影响力和及时的修改。
制造商总是可以自己尝试回答如何确保清洁、粘合成功和粘合过程控制的问题。对于拥有大量资源、内部实验室和在其他业务领域成功实施过程控制方法的公司来说,这似乎是一种合理的方法。然而,不管公司的规模大小,如果他们决定这样做,有几件事是可以在没有外部帮助的情况下完成的。所有这些选择都为制造商提供了一些有利的结果,并可能在一段时间内改善粘连问题,但没有一个是永久性的修复。
许多制造商相信,由于不符合质量标准或采用破坏性的检测方法而产生的废料只是做生意的成本。确实,如果没有适当的方法来成功地减少或消除报废率,那么这种损失就需要被考虑在内,并作为附带损害纳入到流程中。这并不理想,因为这不是解决问题的方法,通过降低废品率来降低成本应该是每个制造商的目标。
许多制造商相信,由于不符合质量标准或采用破坏性的检测方法而产生的废料只是做生意的成本。确实,如果没有适当的方法来成功地减少或消除报废率,那么这种损失就需要被考虑在内,并作为附带损害纳入到流程中。这并不理想,因为这不是解决问题的方法,通过降低废品率来降低成本应该是每个制造商的目标。
如果制造商在现场有实验室,那么这是一个可行的选择。如果实验室是表面科学实验室,那就更好了,尽管这种情况非常罕见。在整个粘接过程中进行分子分析以确定表面质量所需的设备(即XPS, FTIR,台式测角仪测量等)非常昂贵,并且需要高素质的表面科学家能够正确地解释数据。除了材料科学专业知识外,还必须得到制造工艺专家的支持,他们可以成功地实施并将数据分析扩展到生产车间。
有必要得到制造过程专家的支持,他们可以成功地实施并将数据分析扩展到生产车间。
在没有科学设备的情况下,可以仔细分析粘附问题,但这也只能到此为止。你可以问这样的问题:失败是如何表现出来的?它是随机的还是系统的?它只与某些部分有关吗?它与零件的几何形状有关吗?我们如何评估清洁度?这些都是很重要的有效问题,但通常这可能是解决问题的终点,所以问题仍然存在。
制造商可以花时间隔离生产过程中的每一个元素,并在对照组中测试微小的变化,以查看差异是否会导致正在发生的故障。这是非常耗时和乏味的,同时不能保证一旦发现过程中的违规方面,补救步骤就会明确。
如果表面看起来不够干净,制造商有时会在他们的过程中增加步骤和昂贵的设备来尝试真的清洁表面。这些步骤可以导致雇佣整个团队专门擦拭表面,购买底漆和应用设备在油漆之前应用到表面,或者购买额外的零件垫圈或表面激活设备。所有这些都是昂贵的赌博,因为不能保证这些新的步骤和程序真的会导致粘合成功。
制造商可能会放弃整个清洗过程,转而采用全新的设备,而不是寻找优化现有清洗和激活方法的方法。只有当可以证实当前设备本身是导致质量不合格的原因时,才需要进行检查。通常情况下,机器并没有优化到清洁或激活表面的必要程度。他们也可能在没有人意识到的情况下过度进食。此外,这个问题可能源于表面活性剂在清洗后残留在表面,而没有办法检测到它的存在。
当制造商在与粘合失败或无法充分清洁作斗争时,他们有时会选择一种质量较低的材料,这种材料恰好能够成功粘结或比更理想的高质量材料更好地进行清洁过程。这通常会导致产品功能的变化,因为低质量的组件,只是为了克服粘附性问题。
对于制造商来说,有许多测试可以指示表面是否为粘合应用进行了适当的准备,或者是否已清除了某些污染。这些测试包括达因溶液测试、破水测试、搭接剪切测试、剥离胶带测试、微孔测试、离子污染测试等等。制造商需要意识到这些测试的缺点,因为许多测试对表面和被测试材料具有破坏性,并且只给出基于合格/不合格指标的主观结果。这些检测大多适用性有限,灵敏度低,只能得到定性结果,无法指出污染源。
制造商不必仅仅基于希望或部分信息而支持报废或对其生产粘合或清洗工艺进行不经济的改变。可以采取措施确保在拟议的或现有的生产系统中实现表面质量控制。如果公司实施以下过程控制和验证方法,就可以实现精确的表面清洁度和质量目标。
关键控制点是整个生产过程中材料表面有机会有意或无意地发生变化的任何点,从而产生更高或更低质量的表面。常见的关键控制点包括处理发生的任何时间(例如接收入料,储存和操作材料),任何清洁或激活步骤以及粘合或涂层操作本身。所有这些点都需要完全控制,制造商需要对每个点进出的表面质量有很高的认识。
在材料到达生产设施之前,制造商应该知道他们得到的是什么。制造商可以通过在其工艺中运行已知不同质量状态的材料来测试表面质量变化的影响,以查看是否发生粘附性能问题。一旦制造商了解了该工艺可以容忍的表面质量类型,他们就可以设计策略来处理这种可变性。一些策略包括:
将低质量的材料送去进行额外的处理,以使其达到规格(例如预清洗)
将材料退回给供应商
确定一个基线,所有下游操作都可以根据该基线工作,并验证标准在到达时已经满足,为接下来的一切设定了清晰和控制的先例。例如,依赖于来料清洁度和质量的一致性意味着,如果比通常更脏的部件在没有根据清洁度标准进行验证的情况下到达,清洁和粘附过程将无法弥补这种差异。在问题被发现之前,整个过程都会受到影响。
确定一个基线,所有下游操作都可以根据该基线工作,并验证标准在到达时已经满足,为接下来的一切设置了清晰和控制的先例
就像有一个坚实的起点一样,有一个清晰的终点有助于将整个粘合过程集中起来。为最后的成功制定一个精确的度量标准,可以让之前的每一步都只朝着这个目标努力。用量化的质量目标缩小结果的范围,可以确定过程离产生预期结果有多近或多远。
使用可以直接应用到生产过程中的无损测量设备是创建表面质量规范和监测表面寿命的最佳方法。
在每个关键控制点之前和之后了解您的数字对于确保可预测的粘附性至关重要。
接触角测量是一种高度可靠的定量测试方法,用于确定表面的粘附准备或表面的化学洁净度。这些测量是通过在表面上沉积一滴液体并测量drop在表面膨胀或收缩的程度来进行的,从而提供化学清洁度的数值。在每个关键控制点之前和之后了解这个数字对于确保可预测的粘附性至关重要。
制造商需要完成全面的老化研究,以确定储存目前不在初级生产过程中的材料的影响。由于环境污染或之前处理的降解,表面的化学状态随着时间的推移而改变。所有这些因素都会对性能产生影响,在将这些材料引入生产过程时必须加以考虑。老化研究需要提供表面清洁持续多长时间以及如何恶化的数据。
任何时候,表面清洗(使用零件清洗机、超声波浴或用溶剂手动擦拭)或激活(等离子和电晕处理、磨损或化学蚀刻)都需要在这些步骤中进行验证。根据制造商所从事的行业和应用,这些操作看起来有所不同,但为了确定这些步骤的有效性,必须对前后表面质量的差异进行定量测量。这两个数字之间的跨度为这些步骤是否完全优化提供了关键的见解。
由合格人员和复杂的表面分析设备组成的实验室有助于在真正受控的生产过程中确定适当的表面质量规格。寻找并依靠专注于表面质量对制造粘合过程影响的科学家的专业知识,对于解决粘合和清洁问题至关重要。这些基本的化学问题起源于最小的分子水平,因此需要了解这些科学的科学家的洞察力。在这些材料科学专家的帮助下,公司可以轻松有效地分解其过程,以实施适当的控制,以实现成功的粘合和理想的表面清洁度。此外,这些科学家可以被征募进行年度审计,以确保任何新方法和设备仍然正常运行。
在这些材料科学专家的帮助下,公司可以轻松有效地分解其过程,以实施适当的控制,以实现成功的粘合和理想的表面清洁度。
在每个关键控制点设置验证步骤,需要设计用于生产过程的设备,而不仅仅是在实验室中使用。该设备需要能够快速、可靠地直接在材料表面测量接触角,以产生实时数据,用于创建表面质量的审计跟踪,并跟踪过程漂移和变化。该设备需要足够灵活,可以检查任何表面几何形状,具有自动化功能,具有可移植性,并可以在现有流程中工作。
BTG实验室致力于帮助制造商获得他们渴望的确定性。通过使用适当的检测技术、设备和数据进行工艺验证,完全可以实现可预测的附着力和表面质量。
我们的方法从流程漫步开始,我们的流程专家通过拟议的或现有的生产线来确定关键控制点,并就如何正确管理这些点提出最佳实践建议。
我们的材料科学专家拥有广泛的根本原因分析所需的设备和经验,以确定粘连问题的来源和需要避免的潜在问题。他们提供优化策略,以最大限度地利用清洁和处理设备。
通过使用适当的检测技术、设备和数据进行工艺验证,完全可以实现可预测的附着力和表面质量。
对于开发新产品的制造商,我们通过确保在扩大生产的整个过程中进行验证,帮助这些新工艺上线。我们可以帮助确定在新工艺开始时需要实施的表面质量规格。我们还帮助描述输出的性能,并提供在每个关键控制点监控和验证所有这些标准的产品。
有关BTG实验室如何为制造商提供信心和清晰度的更多信息,请下载电子书:BTG实验室的完美制造粘合科学指南.
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