01

背景：傳統(tǒng)涂層測厚技術(shù)存在局限

汽車漆面涂層作為汽車的外衣，不僅僅起到美觀的作用，更重要的是在長期的戶外交通中避免汽車表面與各類介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致的侵蝕現(xiàn)象，以及減少車身在行進(jìn)過程中與空氣懸浮物、沙礫等碰撞產(chǎn)生的傷害。車身的漆面涂層由里到外通常有4層，分別是電泳層、中涂層、色漆層、清漆層。電泳層起到防銹和提高漆層結(jié)合力的作用，中涂層起到連接色漆層和電泳層的作用，色漆為車身增加顏色，清漆層是車漆的外層，主要作用是提高漆面光澤，提升質(zhì)感，防紫外線，防輕微的刮擦。目前，國際上對汽車油漆涂層的種類與厚度都有明確要求，例如，保證最小的涂層厚度，避免過量使用材料造成資源浪費(fèi)；在防腐蝕和航空航天領(lǐng)域，需要確保足夠的涂層厚度和涂層均一性，防止在使用中出現(xiàn)安全問題。為了達(dá)到涂層要求，各大汽車廠商在車身涂層控制時(shí)都采用了嚴(yán)格的產(chǎn)線質(zhì)量流程，目前大多數(shù)采用基于磁性法、渦流法和超聲法的各類漆膜儀來檢測涂層厚度。

傳統(tǒng)測厚技術(shù)

然而，這類方法存在明顯缺陷：首先測量過程需要接觸車身表面，因此可能會損壞車身的油漆。其次，大多數(shù)儀器只能測量整個(gè)涂層的厚度，而不是每一層油漆的厚度。有的測量方式僅適用于特定基底材料（比如金屬），而對塑料基底上的涂層無法檢測。部分儀器只能手動控制，無法自動化操作。或是僅能測量平面，針對有彎曲弧度的位置無法測量，而這恰恰是最需要檢測的位置。這些問題都大大影響了汽車車身涂層的質(zhì)量檢測效果與檢測效率。因此，汽車行業(yè)以及其他在制造過程中使用多層涂層的行業(yè)面臨的問題之一是沒有無損檢測方法可以測量滿足工業(yè)環(huán)境中所有要求的涂層厚度。他們需要一個(gè)非破壞性、非接觸式、快速、強(qiáng)大、自動化的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以同時(shí)測量每層的厚度并識別缺陷，在平坦和彎曲的表面上處理任何類型的基材（金屬，塑料和復(fù)合材料），提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并擁有大數(shù)據(jù)分析和可視化平臺。

02

虹科解決方案：專利太赫茲測厚技術(shù)—Irys系統(tǒng)

虹科提供的 Irys 系統(tǒng)利用太赫茲時(shí)域頻譜技術(shù)，允許對車身表面進(jìn)行快速和非接觸式檢測，獲得每種涂漆和透明涂層（濕，干和固化）的實(shí)時(shí)厚度測量值，為客戶提供更可靠的涂裝工藝和缺陷部件的早期檢測。此外，該系統(tǒng)集成于機(jī)械手臂，是完全自動化的，并具有自校準(zhǔn)系統(tǒng)，無需停止重新校準(zhǔn)。

Irys 系統(tǒng)在汽車行業(yè)能夠提供快速非接觸式檢測車身涂層厚度，每個(gè)涂層厚度的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，涂裝過程的控制和監(jiān)控，及早發(fā)現(xiàn)質(zhì)量錯(cuò)誤并進(jìn)行糾正，更強(qiáng)大的流程控制。

Irys系統(tǒng)

優(yōu)異性能

自動化測厚：測量頭至車身距離80 —120 mm ，每點(diǎn)測量時(shí)間0.5 - 5s ，垂直入射的定位誤差 < 0.2°?

高精度：厚度精度1 μm，最小厚度5 μm，可測層數(shù)高達(dá)5 層

適用性廣泛：任何類型的基材（金屬、塑料等），多種類型的油漆（干漆、濕漆與固化漆），平面和曲面（彎曲半徑最高達(dá)100mm），防護(hù)等級 IP54 適應(yīng)惡劣環(huán)境

直接收益：減少3%返工、減少環(huán)境污染、節(jié)省5%材料消耗、消除額外校準(zhǔn)成本

此外，虹科還提供 IPA 大數(shù)據(jù)分析可視化平臺，它具有高度交互性的用戶友好界面，它可以收集實(shí)時(shí)厚度數(shù)據(jù)和涂裝過程的關(guān)鍵參數(shù)：如車型、車身ID、顏色、生產(chǎn)線、定時(shí)生產(chǎn)等。并且允許為每個(gè)最終用戶，如制造工廠經(jīng)理，涂裝線經(jīng)理，質(zhì)量控制負(fù)責(zé)人等不同用戶構(gòu)建定制的圖形界面。通過如此強(qiáng)大的分析工具，可以找出涂裝過程中的優(yōu)化區(qū)域，實(shí)現(xiàn)更好的汽車涂裝流程控制。

IPA 的數(shù)據(jù)量是巨大的，包括車身種類、生產(chǎn)線、顏色、車身數(shù)量、車身測量點(diǎn)數(shù)量、每點(diǎn)層數(shù)等，可達(dá)到400,000層厚度數(shù)據(jù)/日，8,000,000 層厚度數(shù)據(jù)/月。面板點(diǎn)擊每一條數(shù)據(jù)、每一個(gè)測量位置、每一個(gè)顏色，即可了解其長期（時(shí)間范圍可選）的厚度數(shù)據(jù)變化、厚度分布、異常數(shù)值等信息。除此以外，自定義的警報(bào)與通知程序可以通過移動信息或者郵件及時(shí)通告測量情況。

Irys 系統(tǒng)結(jié)合 IPA 數(shù)據(jù)分析平臺可以大大提高汽車涂裝流程中的生產(chǎn)能力，減少生產(chǎn)時(shí)間、返工流程、質(zhì)量不合格率與訂單延遲等情況。

03

結(jié)果：更精確、更環(huán)保和更節(jié)省成本的涂裝工藝控制

大眾汽車集團(tuán)成立于1938年，總部位于德國沃爾夫斯堡，是歐洲最大的汽車公司，也是世界汽車行業(yè)中最具實(shí)力的跨國公司之一，在歐洲20個(gè)國家和美洲、亞洲和非洲的其他10個(gè)國家設(shè)有117個(gè)生產(chǎn)基地。旗下的奧迪、斯柯達(dá)、捷達(dá)、保時(shí)捷、賓利、蘭博基尼、曼恩、斯堪尼亞和杜卡迪等品牌暢銷全球。

為了提高大眾在汽車行業(yè)的競爭力，大眾集團(tuán)對汽車涂裝的在線質(zhì)量控制流程提出了更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，而目前全球范圍內(nèi)用于車身涂層厚度測量的質(zhì)量控制方法存在明顯缺陷。因此，大眾集團(tuán)對新型的汽車涂層測厚技術(shù)提出了需求。

基于太赫茲技術(shù)的 Irys 系統(tǒng)在大眾汽車的國際招標(biāo)中被選中，這項(xiàng)技術(shù)首次落地于大眾西班牙納瓦拉的工廠，自2020年7月起成功全面運(yùn)營。Irys 系統(tǒng)能夠給汽車廠商提供精準(zhǔn)的每一層涂層的厚度，從而找出可以優(yōu)化涂層的區(qū)域，實(shí)現(xiàn)更好的涂裝質(zhì)量與更快的檢測速度。除此以外，整個(gè)過程完全自動化，采用的太赫茲波沒有電離輻射，對人體無害，非接觸的檢測方式進(jìn)一步減少了對涂層造成損傷的可能性。

汽車行業(yè)利用太赫茲系統(tǒng)進(jìn)行涂裝工藝的檢測與控制，不僅因?yàn)樗鼈兊膽?yīng)用有直接的好處，更重要的是可以通過節(jié)省材料與減少返工，從而顯著減少對環(huán)境的影響。

大眾汽車集團(tuán)提出，到2050年在全球范圍內(nèi)全面實(shí)現(xiàn)碳中和，并為此發(fā)布了 goTO zero 戰(zhàn)略，以實(shí)現(xiàn)脫碳目標(biāo)。到2025年前，集團(tuán)全球范圍內(nèi)的工廠將減少30%的廢棄物排放，并將生產(chǎn)每輛汽車的能源和水資源消耗減少30%。

得益于 Irys 系統(tǒng)，汽車的涂裝工藝在噴漆過程中可以減少 50kWh/輛，這意味著在大眾納瓦拉等主要汽車制造工廠中，每年可減少超過16 GWh/年 的二氧化碳排放量！