虹科案例|大眾集團利用Irys太赫茲系統(tǒng)實現(xiàn)車身涂層厚度的無損檢測

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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；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。為了達到涂層要求，各大汽車廠商在車身涂層控制時都采用了嚴格的產(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。他們需要一個非破壞性、非接觸式、快速、強大、自動化的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以同時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），提供實時數(shù)據(jù)并擁有大數(shù)據(jù)分析和可視化平臺。

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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)利用太赫茲時域頻譜技術(shù)，允許對車身表面進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）的實時厚度測量值，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)集成于機械手臂，是完全自動化的，并具有自校準系統(tǒng)，無需停止重新校準。

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，每個涂層厚度的實時數(shù)據(jù)，涂裝過程的控制和監(jiān)控，及早發(fā)現(xiàn)質(zhì)量錯誤并進行糾正，更強大的流程控制。

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 ，每點測量時間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100mm），防護等級 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，它可以收集實時厚度數(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、定時生產(chǎn)等。并且允許為每個最終用戶，如制造工廠經(jīng)理，涂裝線經(jīng)理，質(zhì)量控制負責(zé)人等不同用戶構(gòu)建定制的圖形界面。通過如此強大的分析工具，可以找出涂裝過程中的優(yōu)化區(qū)域，實現(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、車身測量點數(shù)量、每點層數(shù)等，可達到400,000層厚度數(shù)據(jù)/日，8,000,000 層厚度數(shù)據(jù)/月。面板點擊每一條數(shù)據(jù)、每一個測量位置、每一個顏色，即可了解其長期（時間范圍可選）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，自定義的警報與通知程序可以通過移動信息或者郵件及時通告測量情況。

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)時間、返工流程、質(zhì)量不合格率與訂單延遲等情況。

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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)中最具實力的跨國公司之一，在歐洲20個國家和美洲、亞洲和非洲的其他10個國家設(shè)有117個生產(chǎn)基地。旗下的奧迪、斯柯達、捷達、保時捷、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，大眾集團對汽車涂裝的在線質(zhì)量控制流程提出了更嚴格的標準，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中被選中，這項技術(shù)首次落地于大眾西班牙納瓦拉的工廠，自2020年7月起成功全面運營。Irys 系統(tǒng)能夠給汽車廠商提供精準的每一層涂層的厚度，從而找出可以優(yōu)化涂層的區(qū)域，實現(xiàn)更好的涂裝質(zhì)量與更快的檢測速度。除此以外，整個過程完全自動化，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)進行涂裝工藝的檢測與控制，不僅因為它們的應(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。

大眾汽車集團提出，到2050年在全球范圍內(nèi)全面實現(xiàn)碳中和，并為此發(fā)布了 goTO zero 戰(zhàn)略，以實現(xiàn)脫碳目標。到2025年前，集團全球范圍內(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！