การเคลือบ 'เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม' คุณภาพสูงผ่านการตรวจวัดความหนืดอัตโนมัติoring และการควบคุม
การเคลือบ 'เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม' คุณภาพสูงผ่านการตรวจวัดความหนืดอัตโนมัติoring และการควบคุม
นามธรรม
ความท้าทายในอุตสาหกรรมการเคลือบสำหรับตลาดที่มีอยู่และตลาดเกิดใหม่คือการลดต้นทุนในการเคลือบ เพิ่มประสิทธิภาพการใช้วัสดุเคลือบ วัสดุรีไซเคิล และเพื่อให้ได้การเคลือบที่คาดเดาได้และแข็งแกร่งอย่างมาก ความหนืดเป็นคุณสมบัติที่สำคัญของการเคลือบ และมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรับประกันคุณภาพของวัสดุเคลือบตลอดจนกระบวนการใช้งาน มอนิทoring และการควบคุมความหนืดของสารเคลือบผ่านระบบนิเวศที่สมบูรณ์ ทำให้ได้คุณสมบัติที่ต้องการอย่างสูงสองประการของสารเคลือบ นั่นคือ ความสม่ำเสมอและความหนา โซลูชันระบบอัตโนมัติในโรงงาน/อุตสาหกรรม 4.0 ใช้เครื่องวัดความหนืดแบบอินไลน์เพื่อช่วยให้กระบวนการเคลือบมีประสิทธิภาพด้านทรัพยากร ประหยัด และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น นอกเหนือจากการมอบประสิทธิภาพการเคลือบคุณภาพสูงสุด
บทนำ
สารเคลือบอุตสาหกรรมทำหน้าที่ได้หลากหลายตั้งแต่ความต้านทานการกัดกร่อนและการขัดถูและการป้องกันรังสียูวีผ่านฉนวนกันความร้อนและไฟฟ้าไปจนถึงการปรับปรุงรูปลักษณ์ ตลาดสำหรับการเคลือบครอบคลุมหลายภาคส่วนรวมถึงอุตสาหกรรมยานยนต์ทางทะเลคอยล์บรรจุภัณฑ์การขนส่งและวัสดุก่อสร้าง ตลาดใหม่และตลาดเกิดใหม่ต้องการโซลูชันการเคลือบที่ล้ำสมัยและได้รับการออกแบบมาพร้อมคุณสมบัติการทำงานที่ควบคุมอย่างแน่นหนา ความท้าทายในอุตสาหกรรมการเคลือบสำหรับตลาดปัจจุบันและตลาดเกิดใหม่คือการลดต้นทุนในขณะที่เพิ่มประสิทธิภาพและลดของเสียและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
รูปที่ 1. ตัวอย่างการใช้งานเคลือบ
ด้วยพื้นที่การใช้งานขนาดใหญ่และความต้องการที่เพิ่มขึ้นจากภาคการใช้งานปลายทางอุตสาหกรรมนี้กำลังมองหาวิธีการใหม่ ๆ ในการปรับปรุงประสิทธิภาพระยะเวลารอคอยและการใช้กำลังการผลิต ผู้นำในอุตสาหกรรมในภาคส่วนต่างๆกำลังมุ่งไปสู่การนำเทคโนโลยีขั้นสูงมาใช้เช่นระบบอัตโนมัติอินเทอร์เน็ตอุตสาหกรรม (IIoT) และเทคนิคการจำลองสถานการณ์
การเคลือบผิว
กระบวนการเคลือบและการตกแต่งใช้เทคโนโลยีขั้นสูงในการผลิตพื้นผิวที่ทนทานการเคลือบผิวที่มีคุณภาพสูงในขณะที่เพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการและเป็นไปตามกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อม ความสม่ำเสมอของผิวเคลือบคุณภาพของผลิตภัณฑ์และความหลากหลายมีบทบาทสำคัญในการสร้างความพึงพอใจให้กับลูกค้า ปริมาณและคุณภาพการเคลือบมีผลกระทบโดยตรงต่อต้นทุนการผลิตการขายและการบำรุงรักษา
ความหนืดของวัสดุเคลือบเป็นหัวใจสำคัญในการบรรลุความสม่ำเสมอ เป็นตัวบ่งชี้ความเข้มข้นของของแข็งเคลือบในของเหลวซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับความหนาและความสม่ำเสมอของฟิล์ม พารามิเตอร์ประสิทธิภาพทั้งหมดขึ้นอยู่กับความหนืดของการเคลือบของเหลว ณ จุดที่ใช้งาน ซึ่งรวมถึงการสร้างฟิล์มเคลือบประสิทธิภาพในการถ่ายเทความหนาของชั้นเคลือบและการสะสมการจับคู่สีคุณสมบัติของพื้นผิวสำเร็จรูปและความทนทานต่อสารเคมี ความหนืดเป็นปัจจัยหลักที่มีอิทธิพลต่อความหนาและการยึดเกาะของสารเคลือบ การควบคุมความหนืดที่เหมาะสมช่วยให้มั่นใจได้ถึงคุณภาพและอายุการใช้งานของเสื้อโค้ทซึ่งช่วยตอบสนองความต้องการสูงสุดเกี่ยวกับคุณภาพและผลผลิตของกระบวนการเคลือบ
ระบบการเคลือบทั่วไปประกอบด้วย: วัสดุสิ้นเปลืองพื้นฐานและของเหลวสำหรับแต่งหน้าถังผสมแบบกวนปั๊มสายป้อนไปยังแอปพลิเคชั่นแอปพลิเคชั่นเองและสายส่งกลับไปยังถังผสม แอปพลิเคชันสามารถใช้จุ่มม้วนสเปรย์สปัตเตอร์ไหลหรือกระบวนการอื่น ๆ หากน้ำยาเคลือบมีความหนืดไม่เพียงพอการเคลือบบนผลิตภัณฑ์อาจมีความหนาไม่เพียงพอที่จะให้การปกป้อง อย่างไรก็ตามหากความหนืดต่ำเกินไปการหย่อนคล้อยของฟิล์มจะส่งผลให้พื้นผิวแนวตั้งทำให้เกิดความไม่สม่ำเสมอในการเคลือบ สิ่งนี้ต้องการการเสร็จสิ้นด้วยคุณสมบัติการไหลที่ซับซ้อน ต้องมีความหนืดต่ำในระหว่างการฉีดพ่นและมีความหนืดสูงขึ้นมากเมื่อวัสดุตกลงบนพื้นผิวที่จะเคลือบ นอกจากนี้ความหนืดของการเคลือบขึ้นอยู่กับอุณหภูมิดังนั้นการรักษาคุณภาพของผิวเคลือบจึงต้องมีการชดเชยความหนืดของวัสดุเคลือบสำหรับอุณหภูมิการใช้งานโดยรอบ
สถานะปัจจุบันของการตรวจสอบความหนืดของสารเคลือบoring และการควบคุม
โดยทั่วไปแล้วความหนืดจะวัดได้ในห้องปฏิบัติการโดยใช้เครื่องมือหมุนเช่นเครื่องวัดความหนืดแบบ Brookfield หรือเครื่องวัดความเร็วรอบที่มีความแม่นยำสูง สิ่งนี้ช่วยให้สามารถควบคุมอุณหภูมิได้อย่างเข้มงวดซึ่งจำเป็นต่อการกำหนดคุณสมบัติการไหลของวัสดุเคลือบ อย่างไรก็ตามการวัดเหล่านี้ดำเนินการกับตัวอย่างที่ดึงมาจากชั้นการผลิตอาจใช้เวลาวิเคราะห์หลายชั่วโมงหรือหลายวันเพื่อที่การวัดของพวกเขาอาจไม่บ่งบอกถึงสถานะที่แท้จริงของวัสดุที่ใช้ในปัจจุบัน
ในชั้นการผลิตโดยทั่วไปความหนืดจะวัดได้โดยกำหนดเวลาการไหลจากอุปกรณ์ที่มีลักษณะคล้ายช่องทางเช่นฟอร์ดหรือถ้วยไหลที่คล้ายกัน ผู้ปฏิบัติงานเติมถ้วยด้วยสูตรและวัดเวลาที่จำเป็นเพื่อให้ถ้วยหมด ยิ่งนานขึ้นความหนืดก็จะยิ่งสูงขึ้น โดยปกติจะทำในช่วงเวลา 15 นาทีขึ้นไปเพื่อให้สามารถตรวจจับความเบี่ยงเบนของความหนืดได้หลังจากทาเคลือบเป็นจำนวนมากแล้วเท่านั้น นอกจากนี้การควบคุมอุณหภูมิของการวัดถ้วยยังทำได้ยากหากไม่สามารถทำได้ซึ่งอาจทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนระหว่างค่าที่วัดได้และความหนืดจริง ณ จุดที่ใช้งานได้มาก การวัดแบบออฟไลน์ดังกล่าวไม่สามารถจับการเปลี่ยนแปลงความหนืดได้เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงการผสมและการระเหยเมื่อเกิดขึ้น
การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของวัสดุนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงความหนืดในวัสดุเคลือบทำให้เกิดความแตกต่างของโครงสร้างหรือการหย่อนคล้อย ในระบบสีส่วนใหญ่มีแนวโน้มของการตกตะกอนของสารยึดเกาะและส่วนประกอบของเม็ดสี วัสดุเคลือบที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันย่อมนำไปสู่ผลการเคลือบที่ไม่เพียงพอ ส่วนประกอบที่ตัดสินแล้วอาจนำไปสู่การอุดตันและการปิดกั้นเส้นทีละน้อย ส่วนประกอบของขนที่หลุดลอกส่งผลให้ฟิล์มเคลือบสกปรก รูปแบบที่เปลี่ยนแปลงควบคุมได้ยากส่งผลให้เกิดความหนาของฟิล์มที่ไม่ถูกต้องและตามมาจึงนำไปสู่ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่ใช้ไม่ได้คุณภาพที่ไม่ได้คุณภาพโดยมีลักษณะการมองเห็นหรือประสิทธิภาพอื่น ๆ
ตารางที่ 1. ข้อบกพร่องบางประการของการเคลือบผิวทั่วไปและสาเหตุ
ปัญหา | รายละเอียด | เกี่ยวข้องทั่วโลก | Solution |
---|---|---|---|
เปลือกส้ม | พื้นผิวไม่เรียบเหมือนผิวส้ม | หัวฉีดอยู่ห่างจากพื้นผิวมากเกินไป อุณหภูมิในร้านสูงเกินไปที่จะเปลี่ยนความหนืด หัวฉีดอุดตัน | การวัดความหนืดแบบอินไลน์จะทำให้เกิดการอุดตันและความหนืดชดเชยอุณหภูมิจะหลีกเลี่ยงปัญหานี้ได้ |
พื้นผิวเป็นจุด ๆ | ลักษณะไม่สม่ำเสมอ (โดยทั่วไปมีผลต่อการเคลือบโลหะ) | ไม่ต้องผสมสีให้ทั่วก่อนทา | การวัดความหนืดแบบอินไลน์จะแสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงที่สูงในการวัด |
วิ่งหรือหย่อน | การเคลือบไม่ยึดติดกับพื้นผิวที่ทาสีอย่างสม่ำเสมอ | การทำสีแห้งช้าเกินไปทาเคลือบผิวหนาเกินไป | ความหนืดจะแสดงสูงกว่าค่าที่ตั้งไว้โหมดอัตโนมัติจะมีการแก้ไขความหนืด |
รูปแบบสี | ขาดความสม่ำเสมอของสีในหน่วยที่ทาสี / เคลือบ | คุณสมบัติที่ไม่สม่ำเสมอและไม่สม่ำเสมอของขนเนื่องจากขาดการควบคุมความหนืดอย่างมีประสิทธิภาพและต่อเนื่อง | ตรวจสอบความหนืดoring จะแสดงการเปลี่ยนแปลงของความหนืดอย่างมาก การควบคุมอัตโนมัติจะหลีกเลี่ยงปัญหาโดยสิ้นเชิง |
ป๊อปตัวทำละลาย | การกักเก็บตัวทำละลาย / อากาศที่อุดตันมากเกินไปในฟิล์มเปียกซึ่งไหลออกมาโดยการปะทุผ่านพื้นผิว | การควบคุมความหนืดและอุณหภูมิของสูตรเคลือบที่ไม่ถูกต้องก่อนการใช้งาน | การควบคุมความหนืดโดยอัตโนมัติหลีกเลี่ยงการใช้ตัวทำละลายมากเกินไปช่วยลดโอกาสในการดักจับ |
การกักอากาศ | คล้ายกับตัวทำละลาย popping หรือฟอง | มอนิเตอร์ไม่เพียงพอoring ของสภาพเส้นสี | เครื่องวัดความหนืดแบบอินไลน์จะแจ้งเตือนผู้ปฏิบัติงานถึงเงื่อนไข |
แผล | ฟองอากาศใกล้พื้นผิวของฟิล์มในระหว่างการอบด้วยเตาอบที่ไม่หลุดออกจากพื้นผิว | ความหนืดของพื้นผิวของฟิล์มเพิ่มขึ้นในระดับสูงโดยดักจับตัวทำละลายที่ระเหยได้ในระดับที่ต่ำกว่า | การเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ตัวทำละลายและการตรวจสอบความหนืดที่ถูกต้องของการเคลือบด้วยเครื่องวัดความหนืดแบบอินไลน์จะช่วยหลีกเลี่ยงปัญหานี้ |
การวัดความหนืดแบบอินไลน์เพื่อช่วยชีวิต
โชคดีที่มีโซลูชันที่พร้อมใช้งานซึ่งสามารถตรวจวัดและควบคุมความหนืดอินไลน์แบบเรียลไทม์ ซึ่งทำให้สามารถตรวจจับความแปรผันของกระบวนการที่เกิดขึ้นได้ ความผันผวนของความหนืดเนื่องจากการเติมตัวทำละลายหรือการเคลือบ การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ และการระเหยสามารถชดเชยได้โดยอัตโนมัติก่อนที่จะส่งผลกระทบต่อคุณภาพการเคลือบ ตรวจสอบความหนืดอย่างต่อเนื่องoring สามารถสัมพันธ์กับวัสดุเคลือบและการใช้ตัวทำละลาย ตลอดจนความหนาและคุณภาพของฟิล์ม เพื่อปรับเปลี่ยนพารามิเตอร์กระบวนการอย่างมีกลยุทธ์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการเคลือบ การควบคุมความหนืดแบบอินไลน์สามารถส่งผลให้ผลิตภัณฑ์มีคุณภาพสูงขึ้น เพิ่มผลผลิต ประหยัดได้มากในการใช้ตัวทำละลายในการเคลือบและการเคลือบ และลดเวลาหยุดทำงานของกระบวนการเคลือบให้เหลือน้อยที่สุด เมื่อเปรียบเทียบกับการวัดแบบออฟไลน์แบบดั้งเดิมด้วยถ้วยไหลออก
การระเหยของตัวทำละลายการเติมสารเคลือบใหม่หรือตัวทำละลายลงในถังผสมและการตกตะกอนอาจนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงความหนืดในวัสดุเคลือบทำให้เกิดข้อบกพร่องในการเคลือบหรือการเคลือบและการใช้ตัวทำละลายมากเกินไป
อุณหภูมิยังเป็นตัวแปรสำคัญในการกำหนดความหนืด น่าเสียดายที่อุณหภูมิในสภาพแวดล้อมการผลิตมักไม่ได้รับการควบคุมที่ดี ความหนืดซึ่งสะท้อนถึงปริมาณของแข็งในสารเคลือบต้องถูกต้องแม้จะมีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ การวัดถ้วยไม่มีทั้งการวัดอุณหภูมิหรือการควบคุมดังนั้นจึงไม่สามารถเปรียบเทียบโดยตรงกับอุณหภูมิในการฉีดพ่นจริงได้ ซึ่งอาจนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงคุณภาพของการเคลือบเนื่องจากอุณหภูมิของกระบวนการแตกต่างกันไป
ไดรเวอร์สำหรับการใช้การจัดการความหนืดแบบเรียลไทม์ของเสื้อโค้ท
มีปัจจัยสำคัญสี่ประการที่ทำให้การจัดการความหนืดมีความสำคัญในการเคลือบผิว:
- ผลิตภัณฑ์สุดท้าย คุณภาพ: คุณภาพการเคลือบที่ไม่ดีอาจส่งผลเสียต่อคุณสมบัติที่พึงปรารถนาของเสื้อโค้ทเช่นคุณภาพพื้นผิวสำเร็จรูปการสะสมของการเคลือบคุณสมบัติการป้องกันและการเกิดปฏิกิริยาทางเคมี คุณสมบัติทั้งหมดนี้ขึ้นอยู่กับว่ากระบวนการเคลือบถูกควบคุมได้ดีเพียงใดดังนั้นการควบคุมความหนืดจึงเป็นสิ่งสำคัญ
- การลดต้นทุนโดยการลดของเสีย: การผสมมากเกินไปไม่เพียง แต่ส่งผลต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายเท่านั้น แต่ยังส่งผลเสียต่อส่วนผสมวัตถุดิบเวลาและพลังงานอีกด้วย การจัดการความหนืดในกระบวนการผสมสามารถระบุจุดสิ้นสุดได้อย่างน่าเชื่อถือและแม่นยำซึ่งจะนำไปสู่การลดการใช้วัตถุดิบการใช้พลังงานการคัดแยกและของเสียอย่างมีนัยสำคัญ
- ประสิทธิภาพ: ไม่ยุ่งยาก ตรวจสอบแบบเรียลไทม์oring ของความหนืดช่วยขจัดค่าใช้จ่ายสูงและใช้เวลานานในการวิเคราะห์ทางห้องปฏิบัติการ ซึ่งมักส่งผลให้การตอบสนองล่าช้าต่อการเปลี่ยนแปลงของสารเคลือบ การดูแลให้มีความสม่ำเสมอตลอดกระบวนการเคลือบจะช่วยลดอัตราการปฏิเสธได้อย่างมาก ประหยัดต้นทุนและเวลา ในขณะที่ปรับปรุงอัตรากำไร
- อัตโนมัติ: ตรวจสอบอัตโนมัติoring และการควบคุมการเตรียมการเคลือบและขั้นตอนการใช้งานจะทำให้มีขั้นตอนการสุ่มตัวอย่างและการทดสอบด้วยตนเองซึ่งมีแนวโน้มที่จะเกิดข้อผิดพลาด และทำให้ผู้ปฏิบัติงานมุ่งเน้นไปที่คุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายได้ง่ายขึ้น
การใช้งานเคลือบจำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีขั้นสูงสำหรับการวัดและควบคุมความหนืดในสายการผลิตที่แม่นยำแบบเรียลไทม์
การวัดความหนืดแบบอินไลน์เรียกร้องให้มีเซ็นเซอร์ความหนืดที่กะทัดรัดและทนทานรวมกับระบบการวัดและควบคุมที่แปลการอ่านของเซ็นเซอร์ให้เป็นข้อมูลที่ใช้ในการตรวจสอบและควบคุมความหนืดของกระบวนการ
เทคโนโลยีที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถใช้ได้กับการวัดแบบอินไลน์โดยเฉพาะทำให้การใช้เรโซเนเตอร์เชิงกลซึ่งการสั่นจะถูกลดทอนความหนืดของวัสดุเคลือบผิว ระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่เชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์เรโซแนนซ์จะวัดการหน่วงและแปลงค่านี้เป็นค่าความหนืด นอกจากนี้อุปกรณ์ตรวจจับอุณหภูมิที่ติดตั้งในเซ็นเซอร์ความหนืดยังให้การวัดอุณหภูมิของวัสดุเคลือบตรงจุดที่ทำการวัดความหนืด
เทคโนโลยีเซ็นเซอร์เรโซแนนซ์มอบโซลูชันที่ได้รับการปรับให้เข้ากับการเคลือบแบบอินไลน์โดยเฉพาะoring และการควบคุม มีคุณสมบัติตรงตามข้อกำหนดหลายประการสำหรับการวัดค่าที่เชื่อถือได้และแม่นยำ:
- ความทนทาน - รักษาความแม่นยำและความสามารถในการทำซ้ำได้ในพารามิเตอร์กระบวนการที่หลากหลาย พวกเขาไม่มีชิ้นส่วนที่หมุนได้และช่องว่างแคบ ๆ ซึ่งเป็นเรื่องปกติของเครื่องวัดความหนืดและรีโอมิเตอร์ในห้องปฏิบัติการ นอกจากนี้ยังสามารถทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีการสั่นสะเทือนและแรงกระแทกระดับสูง
- ความเป็นอิสระของผู้ปฏิบัติงาน - ทั้งถ้วยไหลและเครื่องมือในห้องปฏิบัติการต้องการผู้ปฏิบัติงานที่มีทักษะในการรักษาการวัดที่เชื่อถือได้และทำซ้ำได้ หากไม่มีการฝึกอบรมและการใส่ใจในรายละเอียดอย่างเพียงพอวิธีการที่ขึ้นอยู่กับผู้ปฏิบัติงานมักไม่น่าเชื่อถือในการรักษาการควบคุมกระบวนการเคลือบอย่างเข้มงวด
- ความเข้ากันได้กับการตรวจสอบอัตโนมัติoring และระบบควบคุม – การปรับใช้ระเบียบวิธีอุตสาหกรรม 4.0 จำเป็นต้องมีการเชื่อมต่อระบบการวัดกับเทคโนโลยีโรงงานที่มีอยู่อย่างราบรื่น ระบบเครื่องวัดความหนืดเรโซแนนซ์มีตัวเลือกเอาต์พุตที่หลากหลาย ตั้งแต่ลูปกระแส 4-20 mA ผ่านอีเธอร์เน็ต, อินเทอร์เฟซ RS485 และ CAN บัสที่ใช้โปรโตคอลมาตรฐานอุตสาหกรรม เช่น Modbus, EthernetIP, CANOpen, Profinet, JSON, OPC UA สำหรับการดึงข้อมูลโดยตรงด้วยเครื่องจักร PLC และระบบ SCADA ของโรงงาน ในทางตรงกันข้าม วิธีการออฟไลน์นั้นกำหนดให้ผู้ปฏิบัติงานต้องป้อนค่าความหนืดด้วยตนเองในขั้นตอนกลาง ซึ่งเป็นกระบวนการที่มีแนวโน้มที่จะเกิดข้อผิดพลาดและขาดหาย และไม่สร้างความสามารถในการตรวจสอบย้อนกลับของกระบวนการได้อย่างสมบูรณ์
- การควบคุมอุณหภูมิอย่างแน่นหนา - เซ็นเซอร์เรโซแนนซ์ที่ดีมีการวัดอุณหภูมิรวมอยู่ในองค์ประกอบการตรวจจับ สิ่งนี้ทำให้สามารถระบุลักษณะเฉพาะของวัสดุเคลือบได้ ณ จุดที่ทำการวัดความหนืดแทนที่จะอยู่ภายใต้สภาวะของห้องปฏิบัติการ
- การบำรุงรักษาที่เรียบง่าย - เซ็นเซอร์เรโซแนนซ์ที่ทันสมัยที่สุดจะเปิดเผยองค์ประกอบเซ็นเซอร์ที่ปิดผนึกอย่างแน่นหนาและมีความแข็งแรงเชิงกลกับวัสดุเคลือบผิว ไม่มีช่องว่างและช่องว่างและสามารถทำความสะอาดได้ง่ายในสถานที่ (CIP) หรือนำผ้าขี้ริ้วชุบตัวทำละลายออก มีระบบที่เปิดใช้งานการล้างเซ็นเซอร์ในบรรทัดควบคู่ไปกับระบบตรวจสอบตัวเองที่ระบุว่าเซ็นเซอร์สะอาดและไม่มีสิ่งปนเปื้อนใด ๆ
- คุ้มค่า - แม้จะมีต้นทุนเริ่มต้นที่ค่อนข้างสูงเมื่อเทียบกับถ้วยไหล แต่โดยทั่วไปแล้วระบบการวัดเรโซแนนซ์แบบอินไลน์มักมีราคาไม่แพงมากเท่าที่เครื่องมือในห้องปฏิบัติการทั่วไปโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อค่าใช้จ่ายที่เกิดขึ้นประจำของช่างเทคนิคในห้องปฏิบัติการที่มีความเชี่ยวชาญถูกนำมารวมไว้ในสมการ ต้นทุนตลอดอายุการใช้งานของเครื่องวัดความหนืดแบบอินไลน์เหล่านี้ต่ำกว่าถ้วยด้วยมืออย่างมากเมื่อคำนึงถึงค่าแรง
ตัวอย่างของเซนเซอร์เรโซแนนซ์ที่มีข้อดีเหล่านี้คือ Rheonics เครื่องวัดความหนืดแบบอินไลน์ SRV (ดูรูปที่ 2 ด้านล่าง)
รูปแบบที่กะทัดรัดช่วยให้สามารถติดตั้งได้โดยตรงในสายการเคลือบใกล้กับจุดที่ใช้งาน อัตราการเฉือนที่สูงขึ้นอย่างแท้จริงรวมทั้งบนที่ราบสูงเฉือนสูงของระบบสีทั่วไปทำให้เกิดการวัดที่ทำนายพฤติกรรมของการเคลือบได้อย่างแม่นยำภายใต้สภาวะการไหลตามแบบฉบับของการพ่น
รูปที่ 2. เครื่องวัดความหนืดแบบอินไลน์ SRV (ที่มา: rheonics)
ความหนืดและอุณหภูมิ: ความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิด
ความหนืดของของเหลวเกือบทั้งหมดขึ้นอยู่กับอุณหภูมิที่สูง การวัดความหนืดโดยไม่มีการควบคุมอุณหภูมิที่เข้มงวดและแม่นยำนั้นไม่มีความหมาย ด้วยเหตุนี้ จึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องวัดอุณหภูมิของของเหลวให้ใกล้กับจุดวัดความหนืดตามความเป็นจริง เครื่องดนตรีเช่น Rheonics SRV มีการวัดอุณหภูมิที่แม่นยำซึ่งรวมอยู่ในองค์ประกอบการตรวจจับ ดังนั้นค่าของการวัดความหนืดทุกครั้งจะมาพร้อมกับค่าอุณหภูมิด้วย
การวัดอุณหภูมิของไหล ณ จุดที่แน่นอนของการวัดความหนืดมีข้อดีเพิ่มเติม เป็นไปได้ที่จะระบุลักษณะความสัมพันธ์ของความหนืดเคลือบกับอุณหภูมิโดยการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในช่วงที่คาดไว้ในสายการเคลือบขณะที่วัดความหนืดด้วยความหนืดแบบอินไลน์ การวัดผลลัพธ์สามารถใช้เพื่อหาสูตรที่ช่วยให้สามารถคำนวณความหนืดของของเหลวที่อุณหภูมิใดก็ได้ในช่วงนี้จากการวัดที่อุณหภูมิอื่นในช่วงนี้ ดังนั้นจึงเรียกว่า ความหนืดชดเชยอุณหภูมิ ไม่ขึ้นกับอุณหภูมิของกระบวนการที่แท้จริง ความหนืดที่ชดเชยอุณหภูมิมีความสำคัญเนื่องจากสะท้อนถึงพารามิเตอร์ของกระบวนการที่เกี่ยวข้องเช่นการโหลดเม็ดสีหรือความเข้มข้นของตัวทำละลายซึ่งทั้งสองอย่างนี้ไม่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ
การวัดความหนืดที่เชื่อถือได้ช่วยให้สามารถควบคุมเชิงทำนายสำหรับการรวมอุตสาหกรรม 4.0
องค์ประกอบสำคัญบางประการในการนำเส้นเคลือบไปสู่มาตรฐานอุตสาหกรรม 4.0 ได้แก่ :
- ความสม่ำเสมอในการเคลือบผ่านการดำเนินการแก้ไขอัตโนมัติ
- ความคล่องตัวในการจัดการกับผลิตภัณฑ์ใหม่ ๆ ในด้านการผลิตการปฏิบัติตามข้อกำหนดและแหล่งที่มาของผลิตภัณฑ์
- ข้อมูลขนาดใหญ่ให้หลักฐานที่มีประสิทธิภาพในการตัดสินใจเพื่อให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น
- การเชื่อมต่อโครงข่ายและความโปร่งใสของข้อมูลช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถตัดสินใจได้ทั้งภายในและภายนอกโรงงานผลิตจึงช่วยกระจายอำนาจในการตัดสินใจ
- การลดการปล่อยคาร์บอน - การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการเคลือบช่วยลดการใช้วัสดุการใช้พลังงานและของเสียซึ่งทั้งหมดนี้ช่วยลดงบประมาณ CO2 ของกระบวนการเคลือบลงอย่างมาก
- ผลตอบแทนจากการลงทุน (ROI) ของ Viscometers แบบอินไลน์ทั่วไปอยู่ในลำดับ 3-6 เดือน
รูปที่ 3. แผนผัง แสดงการรวม viscometer แบบอินไลน์ และตัวควบคุม ในกระบวนการพ่นสี / เคลือบรถยนต์
มุ่งสู่การควบคุมกระบวนการเคลือบที่มีความแม่นยำเชื่อถือได้และคล่องตัวสูงขึ้น
เซ็นเซอร์ความหนืดเรโซแนนซ์มักจับคู่กับระบบควบคุมที่ใช้ PLC ทั่วไป โดยทั่วไปสิ่งเหล่านี้ไม่ได้ใช้ประโยชน์ทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับระบบเซ็นเซอร์ที่เข้ากันได้กับ Industry 4.0 ที่ทันสมัย
ตัวอย่างเช่น ระบบที่ซับซ้อนมากขึ้นสามารถใช้การวัดที่แม่นยำและทำซ้ำได้ซึ่งมาจากเซ็นเซอร์เรโซแนนซ์ เพื่อให้สามารถตั้งค่าพารามิเตอร์การเคลือบแบบ "ล็อคและโหลด" โดยการตรวจสอบการวัดจริงกับฐานข้อมูลของวัสดุเคลือบและพารามิเตอร์งานที่กำหนดไว้ หนึ่งในระบบดังกล่าวคือ Rheonics CoatControl พร้อมซอฟต์แวร์ ViscoLock ที่ช่วยให้สามารถควบคุมความหนืดชดเชยอุณหภูมิของชั้นเคลือบหลายบรรทัดพร้อมกันทางออนไลน์ สามารถจัดการเซ็นเซอร์หลายตัวได้จากแดชบอร์ดเดียวที่กระจายทั่วทั้งโรงงาน ความสม่ำเสมอของการเคลือบผิวในหลายสายการผลิตในโรงงานสามารถทำได้แม้ภายใต้อุณหภูมิและสภาวะการระเหยที่แตกต่างกันผ่านระบบอัตโนมัติของระบบจ่ายสารพร้อมตัวควบคุมที่ใช้การวัดความหนืดแบบเรียลไทม์อย่างต่อเนื่อง ในที่สุดเครื่องเคลือบก็สามารถติดตามและติดตามการดำเนินการเคลือบทุกครั้งได้อย่างสมบูรณ์
สรุป
ระบบเซ็นเซอร์และระบบควบคุมที่ทันสมัยช่วยเพิ่มการควบคุมกระบวนการเคลือบเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของอุตสาหกรรม 4.0 ด้วยการจับคู่เซ็นเซอร์อินไลน์ที่แม่นยำและเชื่อถือได้กับระบบควบคุมออนไลน์ที่ซับซ้อนการควบคุมความหนืดสามารถนำไปสู่มาตรฐานที่กำหนดสำหรับเส้นเคลือบอัตโนมัติความเร็วสูงในขณะเดียวกันก็เพิ่มผลผลิตและเป็นไปตามมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อม ระบบดังกล่าวเปิดกว้างสำหรับการพัฒนาในภาคสนามในอนาคตทำให้สามารถปรับเปลี่ยนสูตรการเคลือบและปรับปรุงเทคโนโลยีการใช้งานได้อย่างคล่องตัว
อ้างอิง
- เน้นประสิทธิภาพการผลิตความคล่องตัวและความยืดหยุ่นที่เพิ่มขึ้นในขณะที่รักษาคุณภาพและความปลอดภัยความก้าวหน้าในอุปกรณ์การผลิตสีและการเคลือบผิว: https://www.paint.org/coatingstech-magazine/articles/advances-in-paint-and-coating-manufacturing-equipment/
- ความหนืดที่เหมาะสมสำหรับการใช้สี: https://www.paint.org/coatingstech-magazine/articles/optimum-viscosity-paint-application/
- หลักการทำงานของ SRV: https://rheonics.com/whitepapers/
- ข้อมูลอัปเดตเกี่ยวกับความยั่งยืนในอุตสาหกรรมการเคลือบสี - https://www.paint.org/coatingstech-magazine/articles/an-update-on-sustainability-in-the-coatings-industry/