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Medición de película seca - Sustratos de madera

Productos de referencia:

DeFelsko fabrica medidores portátiles y no destructivos ultrasónico  recubrimiento espesor que resultan ideales para medir de forma no destructiva el espesor de la película seca espesor de los acabados de madera y otros recubrimientos aplicados a la madera y a los productos derivados de la madera. Actualmente, numerosos sectores industriales utilizan esta tecnología no destructiva en sus programas de calidad.

Dos modelos son ideales para los revestimientos de madera.

  1. El PosiTector 200 B1 (modeloestándar ) es la solución más económica y común para medir el espesor TOTAL del sistema de recubrimiento.
  2. El PosiTector 200 B3 (modeloavanzado ) es capaz de medir tanto el espesor TOTAL del revestimiento COMO hasta 3 espesores de capa individuales en un sistema multicapa. También dispone de una lectura gráfica para un análisis detallado del sistema de revestimiento.

Aplicaciones medibles:

  1. espesor o total de los recubrimientos sobre madera
  2. Laca en las guitarras
  3. Carillas y composites laminados
  4. Superficies rugosas recubrimiento
  5. recubrimiento o en polvo sobre MDF
  6. Polímeros gruesos a base de poliéster
  7. Adhesivo seco
  8. Espesor de las capas individuales en una aplicación multicapa
  9. Otras aplicaciones

Aplicaciones no medibles:

  • Recubrimientos con partículas grandes y sólidas
  • Tintes para madera

Notas adicionales:

  • Cómo medir
  • Gráficos modo
  • Otros métodos de « medición »
  • ¿Por qué medir la madera? recubrimiento espesor ?

Aplicación n.º 1: Medición del total espesor

Algunos acabados para madera se aplican en varias capas para conseguir el resultado deseado. Nuestro producto « PosiTector 200 B1» es la solución ideal cuando los aplicadores solo necesitan conocer el espesor final total ( espesor ) del producto « recubrimiento ».

El PosiTector 200 está listo para medir la mayoría de los acabados de madera nada más sacarlo de la caja. Tiene un rango de medición de 13 a 1000 micras (0,5 a 40 mils) y es ideal para medir lacas, imprimaciones, recubrimientos curados por UV, acrílicos, recubrimientos en polvo y otros recubrimientos poliméricos. No requiere calibración ajuste para la mayoría de las aplicaciones, permite cambiar entre mils y micras, y cuenta con una pantalla grande y gruesa de Lexan resistente a los impactos pantalla.

Para quienes estén familiarizados con los medidores magnéticos recubrimiento espesor ,el uso de los medidores ultrasónico recubrimiento espesor resulta fácil e intuitivo. El métodomedición es sencillo y no destructivo.

Aplicación nº 2: Medir la laca en las guitarras

Un buen ejemplo de cómo nuestro PosiTector 200 B1 mide el espesor totalde una aplicación multicapa lo encontramos en el proceso de fabricación de instrumentos musicales.

La laca se aplica a la « sustrato » de una guitarra (normalmente de madera o grafito) para conseguir un brillo similar al del cristal y, al mismo tiempo, resaltar la belleza y el lustre de la madera. El acabado resistente y duradero de la laca protege la madera de la humedad, los productos químicos y los arañazos, al tiempo que optimiza la resonancia acústica del instrumento.

Enotro artículo se analizan el método y las ventajas de las pruebas « ultrasónico » (espesor ) para guitarras.

Aplicación nº 3: Medición en chapas y composites laminados

espesor medición no se limita a la madera natural. Algunos de los materiales modernos actuales son una combinación de materiales sintéticos y naturales.

En carpintería, el término «chapa» hace referencia a finas láminas de madera que, por lo general, se encolan y se prensan sobre paneles de base (normalmente de madera, aglomerado o tablero de fibra de densidad media) para fabricar paneles planos, como puertas, tapas y paneles laterales para armarios, suelos de parqué y piezas de mobiliario. Los materiales compuestos con chapa de madera superficie se utilizan cada vez más en estructuras aeroespaciales, submarinas y de automoción.

La madera o los productos derivados de la madera superficie suelen acabarse con un polímero recubrimiento, cuyo espesor total puede medirse fácilmente con un PosiTector 200 B1.

Aplicación n.º 4: Medición en superficies rugosas recubrimiento

Los recubrimientos con superficies rugosas suponen un reto para cualquier método de « medición », y los ensayos de « ultrasónico » no son una excepción. El PosiTector 200 está equipado para hacer frente a estas situaciones.

At A nivel microscópico, espesor puede variar (véase la fig. 1). La mejor forma de obtener mediciones significativas de espesor es realizar varias mediciones en la misma zona general y calcular la media de los resultados.

En superficies rugosas, el PosiTector 200 suele identificar el espesor desde la parte superior de los picos recubrimiento hasta el sustrato. Esto se representa mediante la distancia n.º 1 de la fig. 2. El acoplante rellena los huecos entre el sonda y el recubrimiento para facilitar que el pulso ultrasónico penetre en el recubrimiento.

Una rugosidad elevada puede hacer que el medidor registre pantalla valores bajos de espesor (distancia n.º 2). Esto ocurre porque los ecos procedentes de la interfaz entre el agente de acoplamiento yrecubrimiento son más intensos que los de la interfaz entre recubrimiento ysustrato . El PosiTector 200 cuenta con unafunciónexclusiva,«SET RANGE», ajustable por el usuario, que permite ignorar los ecos debidos a la rugosidad.

Figura 3

Para obtener mediciones significativas de espesor en superficies rugosas, se utiliza elmemoria modo  del PosiTector 200 (fig. 3) para calcular una media móvil.

Aplicación n.º 5: Medición de la « recubrimiento » en MDF

El tablero de fibra de densidad media, o MDF, es un producto de madera transformada fabricado a partir de partículas de madera mezcladas con una resina sintética. La e recubrimiento ación en polvo es un proceso de acabado en seco en el que se utilizan partículas finamente molidas de pigmento y resina, a las que se aplica una carga electrostática y se pulverizan sobre el MDF. Las partículas cargadas se adhieren hasta que, mediante la aplicación de calor y energía, se funden y se unen formando una capa resistente y uniforme recubrimiento .

El MDF es adecuado para el recubrimiento en polvo recubrimiento debido a su baja porosidad y a su estructura homogénea superficie. Entre los productos de MDF se incluyen muebles de oficina, armarios de cocina y baño, puertas, mobiliario y expositores para tiendas, así como muebles listos para montar para la oficina y el hogar.

Estas aplicaciones de una sola capa suelen tener un grosor de 3 a 9 mils y se miden fácilmente con un PosiTector 200 B1. En el caso de las superficies texturizadas que se muestran arriba, PosiTector 200 dispone de una función exclusiva de ajuste de rango para ignorar los ecos de rugosidad. Y el modo de memoria del instrumento se utiliza para mostrar la media de una serie de resultados de medición. La gran pantalla LCD también muestra el número de lecturas realizadas, la desviación estándar y las lecturas más altas y más bajas.

Fig. 4 En este ejemplo, se han realizado 10 mediciones.
Se muestra la última medición de 18,2 mils junto con la desviación estándar y los valores máximos y mínimos de las 10 lecturas.
El valor medio es de 18,26 mils.

Aplicación nº 6: Polímeros gruesos a base de poliéster

Los revestimientos de polímeros se aplican a materiales basados en la madera, como el MDF (tablero de fibra de densidad media), el contrachapado, el aglomerado y el tablero de partículas, para proporcionar un acabado estético y duradero. Se han desarrollado industrias enteras en torno al uso de revestimientos poliméricos. Por ejemplo, el Granicoat® (Fig. 5), a base de poliéster, se aplica por pulverización a superficies de madera como mesas de buffet portátiles, encimeras de cocina, tocadores de baño, así como encimeras de escritorios y bares.

Fig. 5: Medición de Granicoat® espesor.

Para estas aplicaciones de gran espesor recubrimiento , recomendamos nuestro PosiTector 200 C3. Cuenta con un rango de medición de 50 a 3.800 micras (2 a 150 mils) y es ideal para recubrimientos más gruesos. Su gráfico modo resulta útil para determinar el espesor de imprimaciones finas y otras capas difíciles de distinguir.

Fig. 6 . Fig. 7: Uso del cursor.

La figura 6 muestra lo que aparecería en la pantalla LCD del instrumento al realizar una medición de « medición » con la función de gráficos modo activada. Se muestran tanto los valores de espesor como una representación gráfica de los «picos» y «puntas» de eco . Curiosamente, también se puede observar un pico más pequeño. Aunque es demasiado débil para medirlo automáticamente, se puede colocar un cursor verde sobre él para realizar una medición manual medición.

El cursor verde de la figura 7 nos indica que el pico indicado tiene un grosor de 4,4 mils.

Aplicación #7: Adhesivo seco

Existen muchos tipos de adhesivos para madera. Los adhesivos húmedos no pueden medirse mediante ultrasonidos, ya que el sonda del PosiTector 200 debe estar en contacto con el superficie del material que se va a medir. Sin embargo, el adhesivo seco es muy similar a cualquier otra capa única recubrimiento y puede medirse con el PosiTector 200 B1.

Aplicación 8: Medición de los espesores de las capas individuales en una aplicación multicapa

El PosiTector 200 B3 es capaz de medir TANTO el espesor total recubrimiento del sistema espesor COMO hasta tres espesores de capas individuales en un sistema multicapa. Además, cuenta con una pantalla gráfica que permite realizar un análisis detallado del recubrimiento sistema.

Figura 8

En el ejemplo anterior, la capa 1 tiene un grosor de 1,5 mils. La capa 2 tiene un grosor de 1,5 mils. El « espesor » total es de 3,0 mils. La pantalla LCD gráfica muestra dos «picos» que representan dos interfaces entre materiales. Un proceso de dos pasos ajusta el instrumento para aplicaciones multicapa.

Aplicación n.º 9: Otras aplicaciones ideales para las pruebas de ultrasónico ,recubrimiento yespesor

Aplicación A: Recubrimientos con partículas sólidas de gran tamaño

El « sonda » del « PosiTector 200» contiene un « ultrasónico »transductor que envía una « ultrasónico » vibración hacia el « recubrimiento ». Esta vibración se propaga a través del « recubrimiento » hasta que encuentra un material con propiedades mecánicas diferentes —normalmente el « sustrato ». La vibración se refleja parcialmente at en esta interfaz y se propaga de vuelta hacia el « transductor ».

Figura 9

Para obtener los mejores resultados exactitud, la vibración ultrasónico debe propagarse sin obstáculos a través del recubrimiento. Las partículas sólidas de gran tamaño, como la arena, desvían la vibración e impiden que un eco claro vuelva al sonda. Por lo tanto, el PosiTector 200 no puede realizar mediciones repetibles en estas aplicaciones.

Aplicación B: tintes para madera

Un tinte para madera es una subcategoría de la pintura. Se compone de un pigmento suspendido en un «vehículo» formado por disolvente y aglutinante (alquídico, aceite de linaza, acrílico, poliuretano, laca o resina). Está formulado para introducir o hacer penetrar el pigmento en los poros de la superficie en lugar de crear una película sobre la superficie.

El PosiTector 200 está diseñado para medir el espesor de las capas de barniz aplicadas sobre la superficie de la madera. Las tintas, que penetran profundamente en las fibras de la madera para sellarla y protegerla, no pueden medirse mediante ultrasonidos.

Notas adicionales

Cómo medir

ultrasónico Prueba: medición funciona enviando una vibración ultrasónico a un recubrimiento mediante un sonda (es decir, un transductor) con la ayuda de un agente de acoplamiento aplicado al superficie. Cada instrumento incluye un frasco de 4 oz de un gel de glicol común a base de agua. Como alternativa, una gota de agua puede servir como agente de acoplamiento en superficies lisas y horizontales.

Fig. 10: Realización de un « medición ».

Una vez aplicada la gota de acoplante en la « superficie » de la pieza recubierta, se coloca el « sonda » en posición horizontal sobre la « superficie ». Al presionarlo, se inicia una « medición » (véase la fig. 10). Al levantar el « sonda » cuando se oiga un doble pitido, se guarda la última « medición » en la pantalla LCD. Se puede realizar una segunda « lectura » at el mismo punto si se sigue manteniendo presionado el « sonda » sobre el « superficie ». Una vez finalizado el proceso, limpie la « sonda » y la « superficie » con un pañuelo de papel o un paño suave.

medición exactitud

El exactitud de cualquier ultrasónico medición se corresponde directamente con la velocidad del sonido del material de acabado que se está midiendo. Dado que ultrasónico los instrumentos miden el tiempo de tránsito de un ultrasónico pulso, deben calibrarse para la «velocidad del sonido» en ese material concreto.

Desde un punto de vista práctico, los valores de la velocidad del sonido no varían mucho entre los materiales recubrimiento utilizados en la industria maderera. Por lo tanto, ultrasónico recubrimiento espesor los medidores no suelen requerir ajuste a los ajustes de calibración de fábrica.

Modo gráfico (PosiTector 200 - avanzado modelos solamente)

La parte derecha de la pantalla del PosiTector 200 permite pantalla visualizar una representación gráfica del ultrasónico pulso a medida que atraviesa el recubrimiento sistema. Esta potente herramienta permite al usuario comprender mejor lo que el medidor «ve» por debajo de la superficie de la recubrimiento.

Fig. 11: PosiTector 200 B3 con memoria modo activado
Izquierda:PosiTector 200 B3 con Graphics modo activado
Derecha:PosiTector 200 B3 con Graphics modo desactivado

A medida que el « sonda » se comprime y el pulso « ultrasónico » recorre el sistema « recubrimiento », el pulso se encuentra con cambios de densidad « at » en las interfaces entre las capas « recubrimiento » y entre el « recubrimiento » y el « sustrato ».

Un "pico" representa estas interfaces. Cuanto mayor sea el cambio de densidad, mayor será el pico. Cuanto más gradual sea el cambio de densidad, mayor será la anchura del pico. Por ejemplo, dos capas de revestimiento hechas esencialmente del mismo material y "mezcladas" darían lugar a un pico bajo y ancho. Dos materiales de densidad muy diferente y con una interfaz bien definida darían lugar a un pico alto y estrecho.

El PosiTector 200 B3 selecciona los picos más altos a la hora de determinar recubrimiento layer espesor. Por ejemplo, si el número de capas se establece en 3, se seleccionan los 3 picos más altos comprendidos entre los valores«Lo»y«Hi»del rango de ajuste como interfaces entre dichas capas. Los picos seleccionados por el medidor se indican mediante flechas triangulares rojas (véase la fig. 12).

Figura 12

En la fig. 12, los valores de rango de la izquierda (Lo = 1,9 mils) y de la derecha (Hi = 11,0 mils) se muestran como dos números at en la parte superior izquierda y derecha de la pantalla de gráficos pantalla .Lo(el límite mínimo) se encuentra at a la izquierda.Hi(el límite máximo) se encuentra at a la derecha. Los ecos o picos (espesor ) que se encuentren fuera de estos rangos se ignoran. Los valores de los rangos se establecen y modifican mediante la opción de menú «Establecer rango».

Este gráfico « pantalla » se puede manipular mediante la opción de menú «Set Range». Además de poder ajustar los valores de «Lo» y «Hi», se puede colocar un cursor verde en cualquier punto entre los valores del rango establecido para analizar otros picos.

Fig.13 Se muestra un cursor verde. 

Otros métodos de « medición »

Los medidores magnéticos y de corrientes parásitas convencionales solo funcionan con metales. Dado que estos instrumentos no pueden medir el espesor de la capa de acabado ( espesor ) sobre la madera, se han utilizado técnicas alternativas, entre las que se incluyen:

  1. Corte transversal óptico (cortar la pieza revestida y ver el corte al microscopio)
  2. Altura medición (medida antes y después con un micrómetro)
  3. Gravimétrico (medición de la masa y la superficie del recubrimiento para calcular espesor)
  4. Sumergir medidores de película húmeda espesor en pintura húmeda y calcular la película seca espesor utilizando el porcentaje de sólidos por volumen
  5. Sustitución (colocar una probeta de acero junto a la pieza de madera y recubrimiento at al mismo tiempo).

Estas pruebas requieren mucho tiempo, son difíciles de realizar y están sujetas a la interpretación del operador y a otros errores e medición es. Los aplicadores consideran que los métodos destructivos no son prácticos. Para obtener una muestra estadísticamente representativa, puede ser necesario desechar varios productos de madera de un lote como parte del proceso de ensayo destructivo.

Fig. 14 . Un aumento de gran potencia revela una rugosid superficie a tanto de la recubrimiento como de la madera sustrato.

Una técnica destructiva típica requiere cortar la pieza recubierta en una sección transversal y medir el grosor de la película observando microscópicamente el corte. Otra técnica de corte transversal utiliza un microscopio a escala para ver una incisión geométrica a través del revestimiento de película seca. Para ello, una herramienta de corte especial realiza una pequeña y precisa ranura en V a través del revestimiento y dentro del sustrato (véase la Fig. 15). Existen calibres con puntas de corte y lupas iluminadas. En ASTM D4138, "estándar Practice for Measurement of Dry Film Thickness of Protective Coating Systems by Destructive, Cross-Sectioning Means", se ofrece una descripción detallada de este método de ensayo.

Figura 15

Aunque los principios de este método son fáciles de entender, abundan las oportunidades de introducir errores. Se necesita habilidad para preparar la muestra e interpretar los resultados. Además, el ajuste de la retícula de medición a una interfaz irregular o indistinta puede generar imprecisiones, especialmente entre distintos operadores. Este método se utiliza cuando no es posible utilizar métodos no destructivos de bajo costo, o como medio para confirmar los resultados de los ensayos no destructivos.

Con la llegada de los instrumentos « ultrasónico », muchos profesionales del acabado han optado por la inspección no destructiva.

Antecedentes de los revestimientos de madera

¿Por qué medir « espesor »?

Los recubrimientos están diseñados para desempeñar su función prevista de manera óptima cuando se aplican dentro de un rango ajustado espesor , tal y como especifica el fabricante. Por ejemplo, los barnices de conversión son más duros que otros recubrimientos y no deben aplicarse en un espesor superior a 5 mils en seco espesor para evitar agrietamientos u otros defectos en el acabado. La laca de nitrocelulosa suele mantenerse por debajo de los 3 mils. Es fundamental mantener un espesor constante espesor al aplicar capas base de laca y capas de craquelado para lograr el efecto de acabado craquelado deseado.

En los tableros de fibra de densidad media (MDF), el recubrimiento en polvo recubrimiento espesor suele oscilar entre 3 y 9 mils. Por lo general, cuanto mayor es el espesor del recubrimiento, más duradero es el acabado. Las especificaciones de fábrica suelen exigir una tolerancia de ±1 mil. Este nivel de calidad no se puede determinar simplemente observá at .

La medición precisa del acabado ofrece otras ventajas espesor. Cuando las empresas no comprueban ni verifican recubrimiento la calidad del material recibido, desperdician dinero en reelaborar el producto. Al supervisar la técnica de los operarios de pulverización, se aseguran de que el recubrimiento se aplique de acuerdo con las recomendaciones de los fabricantes. Además, la aplicación de una capa excesiva espesor puede reducir drásticamente la eficiencia general. Por último, la realización de pruebas periódicas puede reducir el número de reelaboraciones internas y de devoluciones de clientes debidas a defectos de acabado. 

Fig.16
El PosiTector 200 B3 puede calcular la desviación media y estándar de una serie de mediciones para cada capa en un sistema multicapa.

¿Por qué medir con ultrasonidos?

Tanto los fabricantes como los aplicadores han creído durante mucho tiempo que no existe un método sencillo y fiable para medir de forma no destructiva los recubrimientos sobre madera y productos derivados de la madera. Su solución habitual consistía en colocar probetas metálicas junto a la pieza y, a continuación, medir el espesor aplicado a la probeta mediante un medidor , ya fuera mecánico o electrónico —magnético o de corrientes parásitas—. Esta solución, que requiere mucho trabajo, se basa en la suposición de que una probeta plana colocada en la zona general recubrimiento recibe el mismo perfil de pintura que la pieza de madera en cuestión. Una solución ultrasónico permite al usuario medir el recubrimiento espesor total de la pieza real. Dependiendo del ultrasónico medidor utilizado y del recubrimiento proceso de aplicación, una ventaja añadida es la capacidad de identificar múltiples capas distintas.

La medición ultrasónica del espesor del revestimiento es actualmente una rutina de ensayo aceptada y fiable utilizada en las industrias madereras. El método de ensayo estándar se describe en ASTM D6132. "estándar Test Method for Nondestructive Measurement of Dry Film Thickness of Applied Organic Coatings Using an Ultrasonic Gage" (2022, ASTM). Para verificar la calibración del calibrador, se dispone de patrones de espesor de revestimientos epoxídicos con certificación trazable a organizaciones nacionales de normalización.

Ahora es posible realizar mediciones de espesor rápidas y no destructivas en materiales que antes requerían pruebas destructivas o análisis de laboratorio. Esta nueva tecnología mejora la consistencia y el rendimiento en la sala de acabado. Las reducciones de costos potenciales incluyen:

  • Reducir al mínimo los residuos derivados de la sobre recubrimiento , controlando la espesor de la recubrimiento que se aplica
  • Reducción al mínimo de las repeticiones y reparaciones gracias a la información directa al operario y a la mejora del control del proceso
  • Se evita la necesidad de destruir o reparar objetos mediante la realización de mediciones destructivas recubrimiento espesor .

Hoy en día, estos instrumentos son sencillos de manejar, asequibles y fiables.

Términos

Couplant

Se necesita un agente de acoplamiento para propagar el ultrasonido en el recubrimiento. El agua es un buen agente de acoplamiento para recubrimientos lisos. Utilice el gel de glicol suministrado para recubrimientos más rugosos. Aunque es poco probable que el agente de acoplamiento dañe el acabado o deje manchas en el superficie, le recomendamos que compruebe el superficie aplicando el agente de acoplamiento sobre una muestra. Si la prueba indica que se han producido manchas, puede utilizarse una pequeña cantidad de agua en lugar del agente de acoplamiento. Consulte la ficha de datos de seguridad del material disponible en nuestra página web y a su proveedor de recubrimiento si sospecha que el acoplante podría dañar el recubrimiento. También se pueden utilizar otros líquidos, como el jabón líquido.

memoria modo

Los modelos PosiTector 200 estándar pueden registrar 250 mediciones. Los modelos PosiTector 200 avanzado pueden almacenar 100.000 mediciones en hasta 1.000 lotes para fines estadísticos en pantalla, para imprimir en una impresora inalámbrica Bluetooth opcional o para descargar en un ordenador personal mediante el cable USB suministrado y una de las soluciones PosiSoft.

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