油漆和涂料行业杂志：通过实时粘度监测实现零汽车油漆质量问题oring 和控制
通过实时粘度监测实现零汽车油漆质量问题oring 和控制
多年来，随着汽车设计和制造的所有进步，一直存在一个不变的因素–汽车美学是消费者购买决策的关键因素。 在购买过程中，最终一致性，质量和多样性起着至关重要的作用。 汽车镀膜和涂饰工艺使用先进的技术来生产耐用的表面，高质量的饰面，同时最大限度地提高效率并符合环保法规。 油漆和涂料的数量和质量对制造，销售和维护成本有明显的影响。 质量问题会很快导致客户不满意，昂贵的召回和责任问题。 1 但是，确保正确的涂料质量很容易，而且只需单击一下按钮即可。
正确的涂料粘度是获得良好饰面质量的关键。 所有性能参数都直接与液体涂料在应用时的粘度有关。 这些包括涂膜形成，涂料转移效率，涂层厚度和沉积，颜色匹配，成品表面质量和耐化学性。 粘度是影响涂层厚度和附着力的主要因素。 适当的粘度控制可确保涂层的质量和使用寿命，有助于满足对喷涂工艺质量和生产率的最高要求。
在现代汽车镀膜工艺中，通常通过喷涂来施加防碎片涂层，底漆二道底漆，底漆和清漆，因此需要使用雾化器。 雾化的质量会影响喷涂涂层的质量。 喷涂需要尽可能低的粘度以优化雾化。 但是，如果粘度太低，则在垂直表面上会产生膜流挂，导致涂层不均匀。 这需要具有复杂流变性能的饰面。 它们在喷涂过程中必须具有低粘度，而当材料降落在要涂覆的表面上时必须具有更高的粘度。 另外，涂料的粘度取决于温度，因此要保持漆面质量，需要补偿环境温度下的粘度。
传统上，喷涂操作中的粘度是使用外排杯完成的。 操作员用油漆填充杯子并测量杯子倒空所需的时间。 时间越长，粘度越高。 这通常以15分钟或更长时间为间隔进行，因此只有在喷涂大量涂料之后才能检测到涂料粘度的偏差。 另外，如果不是不可能的话，对杯测量的温度控制也是困难的，从而导致在应用时测量值与实际粘度之间可能存在较大差异。
相比之下，监控oring 与使用流出杯的传统离线测量相比，在线测量涂料粘度可提高涂料质量、提高产量、显着节省涂料和溶剂的使用，并最大限度地减少涂料过程的停机时间。
温度变化会导致涂料的粘度变化，从而导致结构差异或流挂。 在大多数涂料体系中，所含的粘合剂和颜料成分都有沉淀的趋势。 涂料的不均匀不可避免地导致涂料效果不足。 沉淀的油漆成分可能会导致堵塞并逐渐堵塞管路。 剥落的油漆成分会导致漆膜弄脏。 表1列出了一些典型的汽车油漆和涂层缺陷及其原因。
甚至在变化的温度和蒸发条件下，通过使用带有连续实时粘度测量值的控制器自动配液系统，也可以在工厂内的涂装线之间实现涂层一致性。
油漆和涂层工艺挑战
汽车公司和涂料商认识到监测粘度的必要性，但多年来在实验室外进行测量给工艺工程师和质量部门带来了挑战。 现有实验室旋转粘度计、流变仪和温度监测仪oring 系统在过程环境中没有什么价值。 粘度直接受到温度、剪切速率、流动条件、压力和其他变量的影响，实验室样品与实际过程中的粘度有很大不同。 传统仪器如流杯、浸杯、旋转粘度计、锥板粘度计和气泡粘度计速度慢、劳动强度大、耗时且容易出现误差。
油漆通常是剪切稀的，在较高的剪切速率下具有较低的粘度。 这对于涂料性能是有益的，因为重要的是涂料以均匀的涂料形式施涂，并且一旦施涂就保持在原位。 但是传统的粘度计无法达到喷涂过程中的高剪切速率，因此只能间接提供有关涂料在使用时的性能信息。 温度也是决定粘度的关键变量，但是杯形测量既没有温度测量也没有控制，因此不能直接与实际喷涂温度进行比较。 随着工艺温度的变化，这可能导致涂层质量的变化。
准确，响应式在线粘度测量
自动在线粘度测量可实现连续监测oring 涂料在施工时的用量。 它可以控制涂料粘度，以确保成品质量的均匀性。 Rheonics' SRV 粘度计 2 是基于平衡扭振的 3 具有内置流体温度测量功能的紧凑型在线过程粘度计（图 1）。 它的测量时间为一秒，可以实时检测工艺流中的粘度波动，一旦出现偏差就可以采取纠正措施。 在线粘度管理 Rheonics SRV 可以帮助缓解最常见的汽车涂层问题，例如橘皮、浑浊和斑点、颜色变化和溶剂溢出，这些问题可能会对汽车表面质量产生负面影响。
图1： Rheonics 在线粘度计，SRV。
SRV 外形紧凑，可直接安装在油漆生产线中靠近应用点的位置。 系统保持关闭状态； 不需要处理或转移油漆即可进行粘度测量。 传感器外形尺寸小，适用于危险环境，安装和维护方便。 无需消耗品、取样，也无需清理。 测量是连续的，给出清晰的粘度信号，可用于监测oring 控制油漆粘度并记录粘度以帮助诊断质量问题。
Rheonics 谐振传感器本质上具有高剪切速率，足以达到典型涂料系统的高剪切平台。 这些谐振传感器测量的粘度反映了涂料在其应用剪切速率下的行为，而不是提供必须通过反复试验进行校正以反映实际涂装条件的间接测量结果。
提供温度补偿的粘度读数
Rheonics 传感器具有内置温度测量功能，可以在施工时监控涂料的温度。 这样可以将粘度读数调整为温度补偿粘度值，这对于根据实时测量估计颜料负载量至关重要。
SRV在汽车油漆和涂料应用中的独特优势包括：
- 与溶剂型和水性涂料均能精确工作。
- 坚固，密封的传感器头。 SRV可以在线清洁，也可以用蘸有溶剂的抹布清洁，无需拆卸或重新校准。
- 没有运动的零件会老化或沾上油漆沉积物。
- 不受安装条件的影响–可以安装在喷漆系统的任何部分。
- 对颗粒物质不敏感； 没有结垢的问题或传感器中的狭窄间隙。
- 所有接液部件均为316L不锈钢–商业涂料，添加剂或溶剂均无腐蚀问题。
- 通过ATEX和IECEx认证
本质安全–可用于所有
基于溶剂的操作。 - 广泛的操作范围和简单的集成–传感器电子器件和通讯选件使得在工业PLC和控制系统中集成和运行变得极为容易。
- 功能强大的软件—— Rheonics PaintTrack 软件方便直观，由专有的先进第五代人工智能系统提供支持，只需单击即可锁定并运行。 它支持操作员、生产主管、质量经理和管理视图的多个HMI。 专为工厂环境中的自动化仪器控制和数据采集而设计（图 2）。
图2： Rheonics 在线粘度计和 PaintTrack 系统展示了粘度计在汽车涂装过程中的在线集成。
完整的系统概述和预测控制
Rheonics 谐振传感器，连同 Rheonics PaintTrack控制系统和软件，可以在线控制多条涂装线中底漆和涂层的温度补偿粘度。 即使在不同的温度和蒸发条件下，也可以通过使用连续实时粘度测量的控制器实现计量系统的自动化，从而实现工厂涂装线上的涂层一致性。
PaintTrack控制系统和软件的主要优点包括：
- 通过加载重复订单的预运行作业，减少并消除设置时间和报废。
- 提高涂装质量并降低成本：通过确保过程中正确的涂料性能，实现颜色一致性，减少涂料错误。
- 完全自动化，以提高生产率和效率：最大化油漆操作速度，减少对手动机器调整和手动测量技术的依赖。
- 稳定的准确性和可重复性：无需维护，无需重新校准=无需关注。
- 具有专有的预测跟踪控制功能的温度补偿粘度：该解决方案可精确锁定每项工作从头到尾的颜色和涂层质量，并具有可重复的结果。
- 您可以从方程式中排除杯子：涂层工艺设置为科学标准，其准确度和分辨率是普通外排杯子的100倍。
结论
- 振动粘度计，例如 Rheonics SRV 比旋转粘度计或杯式粘度计更接近匹配喷漆应用中的高剪切速率。 因此，使用 SRV 进行的测量最接近于预测实际喷涂条件下涂料的行为。
- 使用 SRV 进行在线粘度控制和 Rheonics PaintTrack 可实现连续粘度控制，实时进行必要的稀释。 从新滚筒开始到结束的涂层质量都得到保证。
- Rheonics SRV 和 PaintTrack 控制真正的温度补偿粘度，这是颜料含量和最终涂层质量的关键预测因素。
参考资料
概述
聚焦涂料行业的杂志– PCI（https://www.pcimag.com/）发表了一篇专题文章，涵盖 Rheonics 在线粘度计 SRV 和 PaintTrack。 本文讨论了如何通过使用连续实时粘度测量的控制器实现配料系统的自动化，即使在不同的温度和蒸发条件下，也能实现工厂涂装线上的涂层一致性。
找到出版物的链接。
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