Среди основных компонентов промышленного оборудования зеркальные ролики являются одним из типов роликов, наиболее наглядно демонстрирующих точность обработки и возможности обработки поверхности.
Будь то пластиковые пленки, металлическая фольга, оптические материалы, сепараторы для литиевых батарей, функциональные покрытия или высокоглянцевая обработка поверхностей, роль зеркальных валиков заключается в обеспечении идеально ровной, гладкой и безупречной поверхности, что позволяет обрабатывать материалы с равномерной, стабильной поверхностью, соответствующей требуемой гладкости.
Для выполнения этих функций зеркальные ролики должны обладать чрезвычайно низкими значениями шероховатости поверхности. Общие требования следующие:
• Ра ≤ 0,02 мкм
• Ра ≤ 0,01 мкм
• Степень зеркального блеска Ра ≤ 0,005 мкм
• Сверхвысокий зеркальный блеск и еще более высокие требования
Столь высокая гладкость поверхности обуславливает необходимость проведения тщательной, точной и профессиональной проверки шероховатости зеркальных роликов после их изготовления.
Это подводит нас к теме данной статьи — как именно проверяется шероховатость поверхности промышленных зеркальных роликов?
Для обеспечения точности, воспроизводимости и отслеживаемости в различных отраслях промышленности используются разные методы, инструменты и стандарты тестирования.
В данной статье будет проведен систематический анализ принципов, методов, оборудования, процессов и факторов, влияющих на измерение шероховатости поверхности зеркальных роликов.
Почему необходимо проверять шероховатость поверхности зеркальных роликов?
Поверхность зеркального ролика не просто должна быть глянцевой, а соответствовать чрезвычайно строгим инженерным стандартам.
Значение шероховатости Ра определяет:
• Плоскостность каландрированного материала
• Равномерность блеска поверхности пленки
• Равномерность толщины покрытия
• Каландрующие свойства металлической фольги
• Плотность сепараторов литиевых батарей
• Преломляющая способность оптических материалов
• Возникают ли царапины или дефекты в процессе производства
Поэтому зеркальные ролики перед отгрузкой должны пройти проверку шероховатости, которая должна проводиться в нескольких точках, сегментах и под разными углами, чтобы гарантировать соответствие общего качества поверхности стандартам.
Проверка шероховатости является не только стандартом для оценки качества обработки, но и основой для стабильной работы зеркальных роликов на высококлассных производственных линиях.
Равна ли шероховатость поверхности зеркального ролика его блеску?
Многие ошибочно полагают, что блеск или отражательная способностьролики зеркалПоверхность отражает свою шероховатость. Однако это неверно: блеск — это визуальный результат, а шероховатость — результат цифрового измерения; это совершенно разные вещи.
Шероховатость отражает:
• Высота микроволн на поверхности
• Распределение микропиков и впадин
• Однородность наноразмерной текстуры
Следовательно, шероховатость зеркального ролика следует измерять с помощью специализированных приборов, а не путем визуального осмотра.
Какие существуют распространенные методы измерения шероховатости зеркальных роликов?
В настоящее время к наиболее распространенным методам измерения шероховатости промышленных зеркальных роликов относятся:
1. Контактный измеритель шероховатости (наиболее часто используемый)
2. Бесконтактный оптический тест шероховатости
3. Интерферометрическое тестирование (высокоточная выравнивающая проверка зеркал)
4. Метод трехмерного сканирования топографии поверхности
5. Интерферометрия белого света для обнаружения шероховатости в наномасштабе.
6. Профилометр для роликов с сложной текстурой зеркал
Эти методы и область их применения будут подробно описаны ниже.
Подходит ли контактный измеритель шероховатости для проверки роликов зеркала?
Это наиболее распространенный и общепринятый в промышленности метод проверки роликов зеркал.
✔ Принцип работы контактного измерителя шероховатости:
Зонд с чрезвычайно тонкими щупами скользит по поверхности зеркального ролика, регистрируя микроскопическую текстуру посредством вертикального перемещения, а затем преобразуя сигнал в параметры шероховатости.
К основным показателям оценки относятся:
• Ра (среднеарифметическая шероховатость): наиболее часто используемый показатель.
• Рз (Максимальная разница высот)
• Рк (среднеквадратичная шероховатость)
• Рт (общая разница высот)
• Рай (среднее значение по пиковому клапану)
Для зеркальных роликов наиболее часто используемым эталонным значением является Ра.
✔ Почему контактный метод подходит для осмотра роликов зеркал?
• Способен точно измерять очень низкую шероховатость.
• Высокая воспроизводимость
• Широко используемый в отрасли стандартный метод
• Может быть протестировано в любой точке вдоль всего корпуса валка.
• Позволяет измерять шероховатость в разных направлениях (направление прокатки и поперечное направление).
✔ Преимущества контактного тестирования
• Контролируемые затраты
• Зрелый и стабильный инструмент
• Обеспечивает точность на уровне зеркал
• Высокая скорость тестирования
• Высокая степень признания в отрасли (подходит для инспекции и контроля качества)
✔ Ограничения контактного тестирования
• Зонды могут воздействовать на чрезвычайно гладкие наноразмерные поверхности.
• Невозможно измерить поверхности с чрезвычайно высокой отражательной способностью.
• Требует высоких оперативных навыков
Тем не менее, контактные измерители шероховатости остаются основным методом проверки шероховатости зеркальных валов.
Подходит ли бесконтактный оптический контроль шероховатости для зеркальных валов?
В дополнение к контактным методам, для проверки зеркальных валов также широко используются оптические методы контроля.
✔ Принцип бесконтактного оптического тестирования
Путем освещения поверхности зеркального рулона световым лучом рассчитываются микроскопические текстурные особенности с использованием распределения отраженного, преломленного и рассеянного света.
Преимущества:
• Отсутствие повреждений поверхности
• Подходит для роликов сверхвысокой зеркальной чистоты.
• Обеспечивает быстрое многоточечное сканирование
• Генерирует 3D-изображения
• Более высокая точность для поверхностей с высокой отражательной способностью
Применимые сценарии:
• Высококачественные зеркальные ролики оптического класса
• Требования к шероховатости на наномасштабе
• Зеркальные ролики со специальными функциональными покрытиями
Бесконтактный контроль особенно подходит для высокотехнологичного производства зеркальных роликов.
Как интерферометр белого света определяет шероховатость зеркальных роликов?
Когда требования к шероховатости поверхности зеркальных роликов чрезвычайно высоки, например:
• Ра 0,005 мкм
• Ра 0,003 мкм
• Ра 0,001 мкм
Обычные измерители шероховатости не могут обеспечить требуемую точность.
В этом случае необходимы следующие условия:
• Интерферометр белого света
• Лазерный интерферометр
• Сверхточный оптический профилометр
✔ Принцип обнаружения с помощью интерферометрии белого света
Анализируя изменения интерференционных полос, можно получить данные о разности высот поверхности с наноразрешением.
Его особенности:
• Чрезвычайно высокая точность
• Бесконтактный
• Измерение чрезвычайно гладких поверхностей
• Создание трехмерных изображений поверхности
Приложения:
• Ультразеркальные ролики
• Прецизионные хромированные ролики для зеркал
• Высокоэффективные оптические ролики для зеркал
• Функциональные ролики с твердым покрытием
Это один из самых передовых методов контроля шероховатости зеркальных роликов.
Необходимо ли измерение 3D-морфологии поверхности для зеркальных роликов?
В некоторых отраслях промышленности (например, в производстве оптических тонких пленок, электронных материалов и обработке электродов литиевых батарей) необходимо понимать не только шероховатость, но и следующее:
• Микроскопические поверхностные волны
• Макроскопическая морфология
• Распределение пиков и впадин на поверхности
• Наличие микротрещин или частиц на поверхности
В этих случаях используются следующие методы:
• 3D оптический сканер поверхности
• Система лазерной конфокальной микроскопии
• Сканер 3D-интерферометрии в белом свете
Эти методы позволяют всесторонне представить морфологию поверхности зеркальных роликов.
Данная 3D-проверка имеет большое значение как для производителей зеркальных роликов, так и для пользователей, поскольку помогает определить:
• Соответствует ли равномерность полировки стандартам?
• Стабильна ли обработка поверхности?
• Наличие незначительных дефектов
• Равномерность покрытия
• Требуется ли повторная обработка поверхности?
Поэтому контроль 3D-топографии приобретает все большее значение в отрасли производства зеркальных роликов.
Какие стандарты следует соблюдать при проверке шероховатости зеркальных роликов?
Контроль шероховатости промышленных зеркальных роликов обычно осуществляется в соответствии со следующими международными стандартами:
• ISO 4287: Текстура поверхности – Терминология и определения
• ISO 4288: Параметры шероховатости и условия измерения
• ISO 16610: Стандарты фильтрации
• Великобритания/T 3505: Параметры шероховатости
• ASME B46.1: Стандарты текстуры поверхности
Эти стандарты обеспечивают согласованность и отслеживаемость.зеркальный роликРезультаты проверок соответствуют высоким, признанным в отрасли техническим требованиям.
Каков полный процесс проверки шероховатости зеркальных роликов?
Для обеспечения точного и надежного измерения шероховатости поверхности зеркальных роликов обычно используется следующая процедура:
1. Очистите поверхность зеркального ролика.
Удалять:
• Масляные пятна
• Остатки полировки
• Пыль
• Частицы покрытия
• Отпечатки пальцев
В противном случае, они напрямую повлияют на результаты измерения шероховатости.
2. Выберите подходящее испытательное оборудование.
Исходя из диапазона шероховатости:
• Измеритель шероховатости поверхности контакта (обычный)
• Оптический прибор (высокая точность)
• Интерферометр (суперзеркального класса)
3. Выберите места для измерений.
Обычно к ним относятся:
• Левый конец
• Середина
• Правый конец
• Множество точек на окружности
• Множественные осевые сегменты
Ролики зеркал необходимо проверять как минимум в 3-5 контрольных точках.
4. Определите направление измерения.
Необходимые измерения:
• Шероховатость по окружности
• Осевая шероховатость
Потому что методы обработки в двух направлениях различаются.
5. Выполните калибровку с помощью калибровочных блоков.
Убедитесь, что прибор работает в стандартных условиях.
6. Выполните измерение шероховатости.
Выполняйте работы в соответствии со стандартами и регистрируйте параметры:
• День
• Рз
• Рт
Результаты представляются в соответствии с требованиями отрасли.
7. Подведите итоги теста.
Определите, соответствуют ли технологические спецификации.
8. Выдать протокол испытаний.
Включает:
• Кривая шероховатости
• Данные параметров
• Схема расположения измерительных приборов
• Инструкции по тестированию
Это один из документов, необходимых при доставке ролика для зеркала.
Какие факторы влияют на результаты проверки шероховатости зеркальных роликов?
Точность измерения шероховатости зеркальных роликов очень высока, поэтому на нее могут влиять следующие факторы:
1. Загрязнение поверхности
Пыль и масляная пленка могут влиять на точность измерений.
2. Некалиброванный прибор
Износ зонда или отклонение оптической системы могут привести к ошибкам.
3. Неправильная эксплуатация
Включая:
• Неправильное направление измерения
• Нестандартная зона измерения
• Нестабильное давление зонда
4. Влияние окружающей среды
Температура, вибрация или свет могут создавать помехи для высокоточных испытаний.
5. Характеристики поверхности покрытия
Твердые покрытия могут создавать помехи для оптических приборов.
Следовательно, проверка шероховатости зеркальных роликов должна проводиться строго в соответствии с отраслевыми стандартами.