虹科案例|大众集团利用Irys太赫兹系统实现车身涂层厚度的无损检测

 

 

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背景：传统涂层测厚技术存在局限

汽车漆面涂层作为汽车的外衣，不仅仅起到美观的作用，更重要的是在长期的户外交通中避免汽车表面与各类介质发生化学反应导致的侵蚀现象，以及减少车身在行进过程中与空气悬浮物、沙砾等碰撞产生的伤害。车身的漆面涂层由里到外通常有4层，分别是电泳层、中涂层、色漆层、清漆层。电泳层起到防锈和提高漆层结合力的作用，中涂层起到连接色漆层和电泳层的作用，色漆为车身增加颜色，清漆层是车漆的外层，主要作用是提高漆面光泽，提升质感，防紫外线，防轻微的刮擦。目前，国际上对汽车油漆涂层的种类与厚度都有明确要求，例如，保证最小的涂层厚度，避免过量使用材料造成资源浪费；在防腐蚀和航空航天领域，需要确保足够的涂层厚度和涂层均一性，防止在使用中出现安全问题。为了达到涂层要求，各大汽车厂商在车身涂层控制时都采用了严格的产线质量流程，目前大多数采用基于磁性法、涡流法和超声法的各类漆膜仪来检测涂层厚度。

 

传统测厚技术

然而，这类方法存在明显缺陷：首先测量过程需要接触车身表面，因此可能会损坏车身的油漆。其次，大多数仪器只能测量整个涂层的厚度，而不是每一层油漆的厚度。有的测量方式仅适用于特定基底材料（比如金属），而对塑料基底上的涂层无法检测。部分仪器只能手动控制，无法自动化操作。或是仅能测量平面，针对有弯曲弧度的位置无法测量，而这恰恰是最需要检测的位置。这些问题都大大影响了汽车车身涂层的质量检测效果与检测效率。因此，汽车行业以及其他在制造过程中使用多层涂层的行业面临的问题之一是没有无损检测方法可以测量满足工业环境中所有要求的涂层厚度。他们需要一个非破坏性、非接触式、快速、强大、自动化的系统，该系统可以同时测量每层的厚度并识别缺陷，在平坦和弯曲的表面上处理任何类型的基材（金属，塑料和复合材料），提供实时数据并拥有大数据分析和可视化平台。

 

 

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虹科解决方案：专利太赫兹测厚技术—Irys系统

虹科提供的 Irys 系统利用太赫兹时域频谱技术，允许对车身表面进行快速和非接触式检测，获得每种涂漆和透明涂层（湿，干和固化）的实时厚度测量值，为客户提供更可靠的涂装工艺和缺陷部件的早期检测。此外，该系统集成于机械手臂，是完全自动化的，并具有自校准系统，无需停止重新校准。

Irys 系统在汽车行业能够提供快速非接触式检测车身涂层厚度，每个涂层厚度的实时数据，涂装过程的控制和监控，及早发现质量错误并进行纠正，更强大的流程控制。

Irys系统

优异性能
 

自动化测厚：测量头至车身距离80 —120 mm ，每点测量时间0.5 - 5s ，垂直入射的定位误差 < 0.2° 
 

高精度：厚度精度1 µm ，最小厚度5 µm ，可测层数高达5 层 

适用性广泛：任何类型的基材（金属、塑料等），多种类型的油漆（干漆、湿漆与固化漆），平面和曲面（弯曲半径最高达100mm），防护等级 IP54 适应恶劣环境

直接收益：减少3%返工、减少环境污染、节省5%材料消耗、消除额外校准成本

此外，虹科还提供 IPA 大数据分析可视化平台，它具有高度交互性的用户友好界面，它可以收集实时厚度数据和涂装过程的关键参数：如车型、车身ID、颜色、生产线、定时生产等。并且允许为每个最终用户，如制造工厂经理，涂装线经理，质量控制负责人等不同用户构建定制的图形界面。通过如此强大的分析工具，可以找出涂装过程中的优化区域，实现更好的汽车涂装流程控制。

IPA 的数据量是巨大的，包括车身种类、生产线、颜色、车身数量、车身测量点数量、每点层数等，可达到400,000层厚度数据/日，8,000,000 层厚度数据/月。面板点击每一条数据、每一个测量位置、每一个颜色，即可了解其长期（时间范围可选）的厚度数据变化、厚度分布、异常数值等信息。除此以外，自定义的警报与通知程序可以通过移动信息或者邮件及时通告测量情况。

Irys 系统结合 IPA 数据分析平台可以大大提高汽车涂装流程中的生产能力，减少生产时间、返工流程、质量不合格率与订单延迟等情况。

 

 

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结果：更精确、更环保和更节省成本的涂装工艺控制

大众汽车集团成立于1938年，总部位于德国沃尔夫斯堡，是欧洲最大的汽车公司，也是世界汽车行业中最具实力的跨国公司之一，在欧洲20个国家和美洲、亚洲和非洲的其他10个国家设有117个生产基地。旗下的奥迪、斯柯达、捷达、保时捷、宾利、兰博基尼、曼恩、斯堪尼亚和杜卡迪等品牌畅销全球。

为了提高大众在汽车行业的竞争力，大众集团对汽车涂装的在线质量控制流程提出了更严格的标准，而目前全球范围内用于车身涂层厚度测量的质量控制方法存在明显缺陷。因此，大众集团对新型的汽车涂层测厚技术提出了需求。

 

基于太赫兹技术的 Irys 系统在大众汽车的国际招标中被选中，这项技术首次落地于大众西班牙纳瓦拉的工厂，自2020年7月起成功全面运营。Irys 系统能够给汽车厂商提供精准的每一层涂层的厚度，从而找出可以优化涂层的区域，实现更好的涂装质量与更快的检测速度。除此以外，整个过程完全自动化，采用的太赫兹波没有电离辐射，对人体无害，非接触的检测方式进一步减少了对涂层造成损伤的可能性。

汽车行业利用太赫兹系统进行涂装工艺的检测与控制，不仅因为它们的应用有直接的好处，更重要的是可以通过节省材料与减少返工，从而显著减少对环境的影响。

 

大众汽车集团提出，到2050年在全球范围内全面实现碳中和，并为此发布了 goTO zero 战略，以实现脱碳目标。到2025年前，集团全球范围内的工厂将减少30%的废弃物排放，并将生产每辆汽车的能源和水资源消耗减少30%。

得益于 Irys 系统，汽车的涂装工艺在喷漆过程中可以减少 50kWh/辆，这意味着在大众纳瓦拉等主要汽车制造工厂中，每年可减少超过16 GWh/年 的二氧化碳排放量！