油漆桔皮的定量测定(材料相关)

油漆桔皮的定量测定、评价与防治

【摘要】介结了油漆桔皮的定量测定的原理、方法和仪器，对测定结果的评价方法，以及如何减少桔皮

【关键词】油漆桔皮、长波、短波、防治方法

目前世界上的轿车越来越鲜艳夺目，光彩照人。各大汽车厂为了给客户留下良好的第一印象，无不刻意追求涂装的质量。过去人们评价油漆的表观质量，主要是靠目测的方法进行主观评价。后来人们用鲜映性D0I来进行评价, 并发明了相应的鲜映仪PGD 。但由于鲜映仪采用肉眼来区分O－13 个等级，仍带有许多主观因素, 因此测量仍是半定量的。

鲜映性反吸的是光泽、桔皮和雾影的综合效果，很难区分其中哪一项是主要因素。最近欧洲一些大的汽车厂家己采用分别定量测定膜厚、光泽、雾影和桔皮长短波的数据来评价油漆的涂装质量。由于排除了任何人为的主观因素，．数据科学可靠，能在不同的时间场合进行比较，并能通过对数据的分析处理，找出存在问题的原因，然后加以克服。

在汽车工业中，油漆表面的波纹称为桔皮。桔皮是油漆最常见的毛病之一，也是难以克服的毛病之一。由于影响因素众多，控制难度高，因此不易得到光洁平滑的表面，对桔皮的评价，过去也一直采用目测的方法，不同的人由于不同的时间、不同的地点会得出不同的结果。后来人们用粗糙度仪来进行评定，利用不同程度的物理桔皮作为标准来支持视觉评估。但这种测定只能在实验室内进行，且所测得的只是表面的机械轮廓，非光学轮廓。

我们所见的桔皮是表面波纹的光学轮廓。目前我们采用国际最新的激光桔皮仪WAVE SCAN 4806 来评价桔皮。激光桔皮仪是利用激光聚焦在表面，模拟人的视觉，定量测定表面波纹的光学轮廓，获得一组组准确的数据，可以直观地了解被测区域的桔皮情况，也可通过数据处理获得更多的信息。本文将就激光桔皮仪的测量原理、方法、参考评价标准及桔皮的防治方法等作一个较全面的论述。

一、桔皮测量的原理

人类眼睛可看到0.1－10mm 之间的结构尺寸，因此我们没有足够的分辨率去测量1－2μm 之间结构的真正深度。我们的脑袋把我们所见的阴影当作为三维的山丘和山谷，结构内的反差给我们结构深度的感觉和间接地评定波浪度。当光线聚焦在波纹表面时，我们可以看见高光亮区和非光亮区的反差，从而形成了视觉对桔皮的评估（图1 )

图1 视觉评估桔皮

当我们要评估一个表面外观时，我们既会在近距离观看，又会较远的距离观看。为了模拟人眼的分辨率，；我们将波形分为长波和短波。在50cm 的距离，人眼可看到35 条0.lmm 阔的线条；在2.5m 的距离，人眼可看到35 条0.6mm 阔的线条（图2 ）。为了要模仿这种情况，桔皮仪采用在1Ocm 的距离内读取1250 个数。每个读数之间的距离为0.08mm。此数比人眼的分辨率0.lmm 要小，因此比人眼观察更精确。

桔皮仪应用数学滤波的方式将结构尺寸＞0.6mm的测量数据归纳为长波，代表了表面较长波幅的变化；将结构尺寸，< 0 . 6mm 的数据归纳为短波，代表较短波幅的变化。短波常常会叠加在长波上。仪器采用数理统计的方法，可以将它们分别正确地统计出来。

图2 人眼的解像度

桔皮仪是用光线聚焦在表面来模拟视觉评估桔皮的。仪器使用60°的激光作为点光源照射被测表面。当仪器在被测表面移动1Ocm 时，发射1250 次激光照亮表面，在光源对面同样角度上通过狭缝滤波的方法测量反射光。由于表面存在波纹，当光线照在波峰和波谷时，反

射光最强，仪器检出最大信号；光线打在斜坡上时，由于反射角的变化，反射光偏离60°角，仪钱检出信号最小。因必测得的信号频率正好是被测表面机械轮廓频率的二倍，（图3）即和人眼观察到的光学轮廓相一致。

因此，桔皮仪定量测得的数据，准确地反映了表面波纹的光学轮廓，―即桔皮。

图3 桔皮仪原理

二、桔皮测量的方法

桔皮仪测量桔皮的方法非常简单，按住桔皮仪的操作键，此时指示灯亮。在被测表面上朝一个方向在2－3 秒内缓慢移动1OCm 后，仪器会发出一声轻响，同时指示灯熄灭，此时即可从仪器显示屏读取一组长波和短波的数据。

对一辆汽车而言，我们可以选择多个点进行测试，以了解平面、垂直面及易喷的和难喷的不同部位的情况。一般易喷的点如l 、3 、5 、6 ，每点测量3次，其余为难喷的点，每点侧量4 次（图4 ）

图4汽车测量点的选择

桔皮仪可与电脑相联接，设定程序，如不同的生产线、车型、颜色、测量日期等。在测量时，桔皮仪本身每次可储存599 个数据，大约可一次记录40 辆车身的测量结果。与桔皮仪配套的计算机软件数据库可存3 万辆车身的测量数据，在测量结束后，可按不同的要求对数据进行统计、分析，可以为我们了解和比较不同的生产线，不同的油漆，不同底材的桔皮情况提供公正客观的材料。

三、桔皮的评价标准

国际上制定一项统一的标准差不多要 6 年时间。目前桔皮的定量测定刚开展不久，并无统一的标准。各大汽车厂商根据自身的情况制定企业标准来考核油漆桔皮。本文试介绍一种评价方法供同行参考。本文将车身分为14 个区，其中前盖、车顶和后盖为平面区，其长波要求＜4 ，短波要求＜20；左右前叶、四门、侧件、C柱和后围板为垂直面区，其长波要求＜15 ，短波要求＜25 。将实测值超出

标准值的部分相加求和，分别得到长、短波的扣分值。即可得出桔皮的评价值。公式如下：W=∑（X-N）

W－－长、短波扣分值

X－－长、短波测定值

N－－长、短波标准值

条件是(X-N) > 0 ，

若（X-N) < 0则以0计算。一般，长波的WL＜50 , 短波的WS＜20 时，长、短波情况符合标准。将每天的扣分值按周按月制成曲线图，可清楚地看出每天桔皮长短波的变化情况和发展趋势，或将实测值按所测位置列图分析，可看出每一位置的桔皮长短波情况（表1 ，图5 ，图6 ) ，表l 所列的是生产线上桑塔纳2000 型油漆质量的测试结果，各项数据均较理想。