Laat Sino's lamineren Stacks Empower uw project!
Om je project te versnellen kun je lamineerstapels labelen met details zoals tolerantie, materiaal, oppervlakafwerking, of geoxideerde isolatie al dan niet vereist is, hoeveelheiden meer.
Meting van de dikte van laminaatcoatings: uitleg over wervelstroommeters
Samenvatting
Wervelstroommeters kunnen de laagdikte meten op laminaten snel, maar ze zijn niet automatisch het juiste gereedschap voor elke lamineerklus. Het belangrijkste punt is het substraat. Veel motoren, generatoren en transformatorlamineringen zijn vervaardigd uit magnetisch elektrisch staal, terwijl standaard wervelstroommeters voor het meten van de laagdikte vaak zijn ontworpen voor niet-geleidende coatings op niet-magnetische, geleidende metalen.
Bij magnetisch elektrisch staal is magnetische inductie vaak de meest directe methode om de laagdikte te bepalen. Wervelstroommethoden kunnen in bepaalde opstellingen nog steeds geschikt zijn, met name bij gebruik van geschikte sondes en na validatie, maar ze mogen niet als ‘plug-and-play’ worden beschouwd.
Het praktische antwoord is heel eenvoudig: Kies het meetprincipe op basis van het substraat, valideer het op het exacte laminaatmateriaal, meet waar mogelijk vóór het stapelen en verwar de laagdikte nooit met de isolatieprestaties.
Dat is de nette versie. De praktijkversie is wat rommeliger.
Inhoudsopgave
Waarom de laagdikte van belang is bij lamineerstapels
Een lamineerlaag is dun. Soms slechts enkele micrometer. Daardoor wordt de dikte ervan gemakkelijk onderschat.
De coating zorgt ervoor dat de metalen platen in een stapel beter van elkaar gescheiden blijven. Deze scheiding vermindert de stroomtrajecten tussen de lamellen, bevordert de elektrische isolatie, beperkt corrosie en beïnvloedt de opbouw van de stapel. Als de coating te dun is, kunnen er plaatselijke kortsluitingen tussen de lamellen ontstaan. Als de coating te dik is, kan de stapelfactor dalen, omdat een kleiner deel van de stapelhoogte uit bruikbaar magnetisch staal bestaat.
Dan is er nog het lastige tussengeval: de coating ziet er over het algemeen acceptabel uit, maar is zwak in de buurt van gestanste randen, bramen, sleuven of drukzones. Dat is waar defecten vaak ontstaan. Niet netjes in het midden van een vlak teststukje, maar meestal juist op het deel van de laminering dat niemand heeft gemeten.
Hoe wervelstroommeters de laagdikte meten
Een wervelstroommeter maakt gebruik van een meetspoel waarin wisselstroom vloeit. De meetspoel wekt een elektromagnetisch veld op. Wanneer de meetspoel een geleidend basismateriaal nadert, wekt dat veld kleine circulatiestromen op in het metaal.
De coating verandert de afstand tussen de sonde en het geleidende substraat. Deze verandering in afstand beïnvloedt het signaal van de sonde. Het meetapparaat zet dat signaal om in de laagdikte.
Die verklaring geldt voor veel eenvoudige gevallen: een niet-geleidende coating op een niet-magnetische, geleidende ondergrond.
Lamineren is niet altijd even eenvoudig.
Elektrisch staal is geleidend en magnetisch. Het magnetische gedrag beïnvloedt het signaal van de sonde, soms zelfs sterk. Een meetinstrument kan waarden weergeven die te maken hebben met het loslaten van de coating, de permeabiliteit van het substraat, de invloed van de plaatdikte, de oppervlakteruwheid of een combinatie van deze vier factoren. Het getal op het display kan stabiel lijken, maar het kan toch zijn dat er iets verkeerds wordt gemeten.
Wervelstromen versus magnetische inductie bij elektrisch staal
Dit is het onderdeel dat in veel handleidingen over laagdikte vaak over het hoofd wordt gezien, maar het is wel van belang.
Voor lamineercoatings moet het meetprincipe worden gekozen op basis van het materiaalpaar: coating plus substraat.
| Toestand van het substraat en de coating | Meestal geschikte methode | Waarom | Belangrijke waarschuwing |
|---|---|---|---|
| Niet-geleidende coating op niet-magnetisch, geleidend metaal | Wervelstroom | De sonde registreert het loskomen van de geleidende basis | Dit is niet het gebruikelijke geval bij lamellen van elektrisch staal |
| Niet-geleidende coating op magnetisch staal | Magnetische inductie | De sensor meet de afstand tot een ferromagnetische basis | Het beste te beoordelen aan de hand van echte lamineermonsters |
| Zeer dunne laag op magnetisch elektrisch staal | Magnetische inductie of een gevalideerde, gespecialiseerde wervelstroomopstelling | Kleine dikteverschillen zijn gevoelig voor kalibratiefouten | Vertrouw niet alleen op de fabriekskalibratie |
| Geleidende of halfgeleidende coating | Gespecialiseerde methode of verificatie aan de hand van referentiemateriaal | Standaardveronderstellingen kunnen niet kloppen | Bevestig dit aan de hand van gegevens uit dwarsdoorsnede-, massameting- of elektrische tests |
| Voltooide lamineerstapel | Alleen beperkte oppervlaktemeting | De toestand van de binnenbekleding is niet zichtbaar | Metingen aan de buitenkant leveren geen bewijs voor interlaminaire isolatie |
Een veelgemaakte fout is de vraag: “Kan een wervelstroommeter dit meten?”
De betere vraag is: Welke elektromagnetische respons maakt de meter eigenlijk gebruik van, en is die respons aangetoond op dit gecoate elektrisch staal?
Amplitudegevoelige wervelstroommeters kunnen worden beïnvloed door veranderingen in de permeabiliteit van magnetische substraten. Fasegevoelige of dual-method-instrumenten kunnen sommige effecten van elkaar onderscheiden, maar alleen binnen het bereik waarvoor ze zijn ontworpen. Magnetische inductie is vaak het veiligere uitgangspunt voor niet-magnetische coatings op ferromagnetische lamellen.
Kies echter niet alleen op basis van theorie. Controleer het.
Uitdagingen bij het meten van laminaatstapels
Een platte, ongeperforeerde coupon is makkelijk. Een geperforeerde laminering is minder gebruiksvriendelijk. Een afgewerkte stapel is nog erger.
Lamineringen brengen meerdere meetproblemen tegelijk met zich mee:
- dunne plaatdikte
- aan één of beide zijden gecoat
- bramels van het ponsen
- scheuren in de rand of blootliggend staal
- gebogen of kromgetrokken delen
- oppervlakteruwheid
- vergrendelingen, lasnaden, verlijmingen of samendrukking
- smalle bruggen tussen de sleuven
- door warmtebehandeling gewijzigde coatings
Een meting aan de zichtbare buitenkant van een stapel geeft geen uitsluitsel over wat er tussen de binnenste vellen is gebeurd. Het zegt alleen iets over het toegankelijke oppervlak. Misschien nuttig. Misschien niet voldoende.
Meet voor procescontrole losse lamellen, binnenkomende gecoate band, gestanste monsters of testmonsters. Als het onderdeel al is gestapeld, ga dan zorgvuldig om met de meetwaarde. Ga er niet vanuit dat het apparaat door de stapel heen kijkt.
Beste werkwijze voor het meten van de dikte van laminaatcoatings
1. Bepaal de gewenste dikte
Wilt u de laagdikte per zijde weten? De totale bijdrage van de coating aan de stapelhoogte? De minimale lokale dikte na het ponsen? De gemiddelde laagdikte op de binnenkomende plaat?
Dit zijn verschillende vragen. Een vage specificatie als “de laagdikte controleren” leidt tot onbetrouwbare inspectiegegevens. De operator meet misschien het midden. De klant hecht misschien juist belang aan de rand. De stapel kan ergens anders defect raken.
Een betere instructie ziet er als volgt uit:
“Meet de laagdikte op losse lamellen voordat deze worden gestapeld, op aangegeven plaatsen op ten minste 5 mm afstand van de snijranden, tenzij randinspectie is voorgeschreven. Vermeld het gemiddelde, het minimum, het maximum, het bereik, het meetprincipe, de kalibratiereferentie en het aantal monsters.”
Niet zo opvallend. Maar wel moeilijker verkeerd te interpreteren.
2. Kalibreer op het daadwerkelijke lamineersubstraat
De kalibratie moet zo goed mogelijk aansluiten bij de daadwerkelijke opdracht:
- dezelfde kwaliteit elektrisch staal of gelijkwaardig magnetisch gedrag
- hetzelfde bereik van plaatdiktes
- vergelijkbare oppervlakteafwerking
- dezelfde coatingfamilie
- dezelfde meetzijde
- hetzelfde verwachte diktebereik
Bij dunne coatings leidt een kleine afwijking al tot een grote fout. Een paar micrometer kan het verschil maken tussen een acceptabele of een niet-acceptabele partij. Fabriekskalibratie volstaat niet wanneer het substraat magnetisch is en de tolerantie krap is.
Gebruik referentiefolies of bekende monsters, maar controleer of ze vlak liggen. Stof, olie, kreukels en een scheve sonde kunnen ertoe leiden dat er ogenschijnlijk correcte, maar in werkelijkheid onjuiste gegevens worden verkregen.
3. Meet eerst voordat je gaat stapelen
Door dingen op te stapelen, verberg je bewijsmateriaal.
Zodra de lamellen zijn samengeperst, in elkaar zijn vergrendeld, gelast, verlijmd of gelakt, wordt de laagdikte beïnvloed door mechanisch contact, luchtspleten, contact met bramen en de montagedruk. De diktemeter kan al die factoren niet van buitenaf onderscheiden.
De belangrijkste controlepunten zijn doorgaans:
- binnenkomende gecoate strook of plaat
- losse laminaten na het ponsen
- getuigencoupons uit dezelfde coatingpartij
- onderdelen vóór blootstelling aan hitte
- onderdelen na blootstelling aan hitte, indien het proces de coating kan veranderen
Mocht er later een geschil met een klant ontstaan, dan zijn bewaarde monsters van grote waarde. Ze bieden je een meetbaar bewijs dat niet in de kern is verdwenen.
4. Gebruik een kaart met vaste afmetingen
Willekeurig onderzoek leidt tot willekeurig vertrouwen.
Maak een kaart. Gebruik telkens dezelfde meetpunten. Neem centrale gebieden, buitenste gebieden en bekende risicogebieden op. Als er aan de randen moet worden gemeten, doe dat dan apart van de normale oppervlaktemetingen, omdat het meetgedrag in de buurt van de randen kan afwijken.
Een eenvoudige inspectiekaart kan het volgende bevatten:
- drie metingen in het middengebied
- drie metingen in de buitenste zone
- twee metingen in de buurt van zones met intensief verkeer
- afzonderlijke metingen aan beide zijden als beide zijden zijn gecoat
- optionele metingen in de randzone met een gevalideerde randmethode
Voeg deze gegevens niet zomaar zonder context samen tot één gemiddelde. Gegevens uit de randzone en gegevens van open oppervlakken geven antwoord op verschillende vragen.
5. Geef de variatie weer, niet alleen het gemiddelde
De gemiddelde dikte kan het probleem verhullen.
Een coating met meerdere dunne plekken in de buurt van bramen kan toch een redelijke gemiddelde waarde opleveren. Een coating die op plaatsen met een laag risico te dik is, kan de stapelfactor negatief beïnvloeden zonder de isolatie te verbeteren waar dat juist nodig is.
Vermeld ten minste:
- aantal metingen
- gemiddelde dikte
- minimumwaarde
- maximumwaarde
- bereik of standaardafwijking
- meetprincipe
- type of afmeting van de sonde
- kalibratiemethode
- deelvoorwaarde
- meetkaart
De minimumwaarde is vaak het cijfer waar ingenieurs als eerste naar kijken. Het gemiddelde is niet nutteloos. Het is alleen niet voldoende.
Problemen met de meetwaarden van wervelstroommeters op lamellen oplossen
| Symptoom | Waarschijnlijke oorzaak | Wat moet je eerst controleren? | Betere corrigerende maatregelen |
|---|---|---|---|
| De lezingen zijn verspreid over de dag | Temperatuur, slijtage van de voeler, kalibratieverschuiving, druk uitgeoefend door de gebruiker | Controleer de nul- en referentiemonsters nogmaals | Geplande controles toevoegen |
| De waarden zijn hoog in de buurt van de randen | Randeffect, bramen, sonde ligt niet vlak aan | Vergelijk de meetwaarden aan de rand en in het midden afzonderlijk | Gebruik een gedefinieerde randafstand of een gevalideerde microsonde |
| De waarden liggen lager dan verwacht | Dunne coating, verkeerde instelling van de ondergrond, blootliggend metaal, beschadigde coating | Vergelijk met een bekend monster met coating | Bevestig dit aan de hand van een dwarsdoorsnede of een testmonster |
| De meetwaarden liggen verspreid rond hetzelfde punt | Kanteling van de sonde, ruwheid, vervuiling, onstabiel contact | Reinig het oppervlak en gebruik een sondesteun | Een wedstrijd of contactpersoon toevoegen |
| Op één kant staat er iets anders | Een daadwerkelijke onbalans in de coating of een effect van de procesrichting | Meet beide zijden met dezelfde opstelling | Gegevens per baan bijhouden |
| Goede dikte, maar slechte isolatie | Scheuren, gaatjes, geleidende verontreiniging, kortsluiting door bramen | Voer een test uit om de oppervlakte-isolatie of de interlaminaire weerstand te meten | Behandel dikte en isolatie als afzonderlijke instellingen |
| De stapelfactor is gewijzigd, maar de dikte ziet er normaal uit | Compressie, verdeling van de coating, braamhoogte, vlakheid van de laminering | Vergelijk de meetwaarden voor de stapelhoogte en de losse onderdelen | Controles op bramen en vlakheid toevoegen |
De laagdikte is niet hetzelfde als de isolatieprestaties
Dat is geen onbelangrijk verschil.
Een coating kan dik en gebarsten zijn. Ze kan dun en ononderbroken zijn. Ze kan er in het midden prima uitzien, maar bij de rand van een sleuf defect raken. De dikte helpt het isolatiegedrag te verklaren, maar bewijst het niet.
Bij lamellen van elektrisch staal moet de diktemeting worden gecombineerd met isolatietests wanneer de toepassing dit vereist. De oppervlakte-isolatieweerstand, de weerstand tussen de lamellen, het doorbraakgedrag en controles na bewerking kunnen problemen aan het licht brengen die een diktemeter over het hoofd zou zien.
Dikte geeft antwoord op één vraag: Hoeveel coating lijkt er aanwezig te zijn?
Bij elektrische tests wordt nog een andere vraag gesteld: Is het gelamineerde oppervlak onder bepaalde omstandigheden nog steeds isolerend?
Beide vragen horen thuis in een degelijk kwaliteitsplan.
Hoe kies je de juiste dikte voor lamineerwerk?
Begin bij het materiaalsysteem. Niet bij de productnaam. Niet bij de schermresolutie.
Stel jezelf de volgende vragen voordat je een meter kiest:
- Is het substraat van magnetisch elektrisch staal?
- Is de coating niet-geleidend, halfgeleidend of geleidend?
- Welk diktebereik moet worden gemeten?
- Zit de coating aan één kant of aan beide kanten?
- Is het onderdeel vlak genoeg voor een stabiel contact met de sonde?
- Zijn er metingen nodig in de buurt van sleuven, randen of bramen?
- Worden de metingen vóór of na het stapelen uitgevoerd?
- Welke referentiemethode wordt gebruikt om de meter te valideren?
- Zijn voor de inspectie gegevens over de dikte, gegevens over de isolatie of beide nodig?
Bij de meeste niet-geleidende coatings op magnetische lamellen moet in de eerste plaats rekening worden gehouden met de magnetische inductie. Wervelstroommethoden kunnen geschikt zijn, maar moeten op het daadwerkelijke onderdeel worden getest. Als de coating geleidend is of de geometrie complex is, mag niet worden aangenomen dat een van beide methoden werkt zonder dat er eerst een correlatieonderzoek is uitgevoerd.
Aanbevolen inspectiewerkstroom
Gebruik deze workflow voor de productiecontrole:
- Maak een meetkaart Bepaal de punten, de randafstanden, de zijden en het aantal monsters.
- Bereid echte kalibratiemonsters voor Gebruik een ongecoate ondergrond en bekende referentiematerialen die overeenkomen met het lamineermateriaal.
- Controleer de herhaalbaarheid van de meter Voer herhaaldelijk metingen uit op hetzelfde punt voordat u productiedelen gaat meten.
- Loszittende lamellen meten Vertrouw niet op afgewerkte stapeloppervlakken, tenzij dat de enige beschikbare situatie is.
- Maak een onderscheid tussen normale gebieden en risicogebieden Houd gegevens over randen, bramen en sleufzones gescheiden van meetwaarden van open oppervlakken.
- Minimumwaarde en spreiding vastleggen Geef niet alleen het gemiddelde weer.
- Controleer nogmaals wanneer de resultaten ertoe doen Maak gebruik van dwarsdoorsnede- en massabepalingen, isolatietests aan het oppervlak of interlaminaire weerstandstests wanneer de uitkomst van invloed is op goedkeuring, afkeuring of klachten van klanten.
FAQ
Kunnen wervelstroommeters de laagdikte op lamellen meten?
Ja, maar alleen als de diktemeter, de sonde, het substraat, de coating en de kalibratie geschikt zijn. Standaard wervelstroom-coatingdiktemeters werken doorgaans het meest probleemloos op niet-magnetische, geleidende substraten. Lamellen van elektrisch staal zijn magnetisch, dus de methode moet zorgvuldig worden gevalideerd.
Is magnetische inductie beter dan wervelstroom voor lamellen van elektrisch staal?
Voor niet-geleidende coatings op magnetisch elektrisch staal is magnetische inductie vaak de meest directe methode. Wervelstroomtechnieken kunnen in bepaalde gespecialiseerde opstellingen nog steeds bruikbaar zijn, maar men mag er niet zomaar van uitgaan dat ze nauwkeurig zijn zonder correlatieonderzoek.
Waarom zijn de meetwaarden voor de laagdikte onstabiel in de buurt van de randen van de laminaatlaag?
Gesneden randen kunnen het meetveld van de sonde verstoren. Ze kunnen ook bramen, omgeslagen randen, blootliggend staal, barsten in de coating of plaatselijke vervormingen vertonen. Deze factoren kunnen de meetwaarde beïnvloeden, zelfs als de coating verder van de rand af stabiel is.
Kan ik de laagdikte meten nadat de laminaatlagen op elkaar zijn gestapeld?
U kunt de toegankelijke buitenoppervlakken meten, maar dat zegt niets over de laagdikte of de staat van de isolatie tussen de binnenste platen. Voor een daadwerkelijke controle van de coating moet u losse laminaten of referentiemonsters meten voordat u deze stapelt.
Zorgt een dikkere coating altijd voor een betere isolatie bij lamineren?
Nee. Een dikkere coating kan in sommige gevallen de scheiding verbeteren, maar kan de stapelfactor verminderen en biedt mogelijk geen oplossing voor scheuren, kortsluitingen door bramen of verontreiniging. Het doel moet zijn om een gecontroleerd diktebereik te hanteren dat wordt onderbouwd door gegevens over de isolatieprestaties.
Wat is de beste manier om een meetinstrument voor laminaatcoatings te valideren?
Meet bekende referentiemonsters die zijn vervaardigd uit hetzelfde substraat en met hetzelfde coatingsysteem. Vergelijk vervolgens de meetwaarden met een betrouwbare referentiemethode, zoals een dwarsdoorsnede-meting, een op massa gebaseerde berekening van de coatingdikte of een overeengekomen elektrische isolatietest.
Waarom kan de laagdikte wel aan de eisen voldoen, terwijl de oppervlakte-isolatie niet voldoet?
De dikte is geen bewijs van continuïteit. Scheuren, gaatjes, geleidende resten, beschadigde randen of bramen kunnen elektrische verbindingen vormen, zelfs als de gemiddelde laagdikte op het eerste gezicht acceptabel lijkt.
Hoeveel metingen moeten er per laminering worden uitgevoerd?
Er is geen algemeen geldend aantal. Neem voldoende metingen om de variatie binnen het onderdeel in kaart te brengen. Een vaste meetkaart met punten in het midden, aan de buitenrand en in de risicozone is beter dan een paar willekeurige metingen.
Wat moet er in een inspectierapport over de laagdikte worden opgenomen?
Vermeld het aantal monsters, de meetlocaties, het gemiddelde, het minimum, het maximum, het bereik, het meetprincipe, de afmetingen van de sonde, de kalibratiemethode, het type substraat, de gecoate zijde en de toestand van het onderdeel. Als er meetwaarden aan de randen zijn opgenomen, vermeld deze dan apart.
Belangrijkste conclusie
Het meten van de laagdikte op lamellen is meer dan alleen een sonde tegen het staal aanhouden en een getal noteren.
Het substraat kan magnetisch zijn. De coating kan erg dun zijn. De rand kan beschadigd zijn. De stapeling kan de werkelijke contactpunten verbergen. De meting kan nauwkeurig zijn, maar niet van toepassing op het onderdeel.
Gebruik wervelstroommeters waar dat geschikt is. Gebruik magnetische inductie wanneer het materiaalpaar daar om vraagt. Valideer de methode op echte laminaatmonsters. Houd randgegevens apart. Combineer diktecontroles met isolatietests wanneer de prestaties van belang zijn.
Een lamineerstapel vertoont meestal waarschuwingssignalen voordat er een grotere storing optreedt. Door de coating beter te meten, kunt u die signalen opmerken terwijl de onderdelen nog meetbaar zijn.
Dutch 
English 
German 
Spanish 
French 
Italian 
Japanese 
Korean 
Indonesian