控制外观| PCI杂志 - 2022年世界杯分组表

新的仪器正在帮助汽车工业在外观表面达到高度的一致性。

不同车身面板之间的和谐是一个基本的质量标准。

汽车的外观漆面在顾客如何看待汽车质量方面起着重要作用。理想的“外观”应该像镜子一样——光泽度高，非常光滑。但我们都知道，限制是由油漆的性质，工艺能力，最重要的是，可以花多少钱来改善完成。因此，每个汽车公司都在满足或超过竞争对手的标准和客户的期望的基础上定义自己的外观标准。

尤其重要的是在所有组件之间实现高度的一致性或“和谐”。水平和垂直面板之间的和谐是至关重要的;同样重要的是附加部件，如保险杠、扰流板、后视镜外壳或其他装饰性装饰部件如何与相邻的车身面板相匹配。在面板紧密贴合的模型上，差异尤其明显。

外观随结构尺寸而变化。

视觉评估橘子皮

一种通常影响外观的缺陷是一种被称为“橘皮”的波纹。ASTM E 284将橘皮定义为“类似橘子皮的不规则表面的外观”。 ¹ 当一个表面有许多小凹痕时，可以将其描述为显示橘皮，这些凹痕被视为突出显示和非突出显示区域的模式。观察者将这种图案解释为由丘陵和山谷组成的三维结构。

美国汽车工业在70年代建立了橘子皮的物理标准，包括10块不同程度橘子皮结构的高光面板。

² 面板的视觉排名从1到10，面板1描绘了非常明显的橘皮，面板10表示没有橘皮。视觉观察者可以使用这些面板作为辅助工具来评估汽车表面的橘皮程度。

要理解这种视觉排名，重要的是要认识到我们的视觉印象受到结构大小和观察距离的影响(见图1-3，第20页)。在我们的眼睛看来，涂层的结构表面是由亮区和暗区组成的波浪图案。真正的身高差异不能用我们的眼睛来解决。最大可探测高度差约为。20 μm，而汽车涂层的机械振幅一般在1 μm范围内。因此，我们的生理印象取决于我们眼睛的对比敏感度和分辨能力。如图3所示，人眼的对比灵敏度在每度三个周期时具有最大分辨率。 ^3. 因此，如图4所示，不同纹理尺寸的检测取决于观测距离。

在40厘米的距离上，我们可以看到0.3到10mm的结构尺寸，最大的约为1到3mm，而在3米的距离上，我们只能看到3到30mm的较大结构(见图4)。小于0.3 mm的结构主要负责表面的成像质量，也被称为“图像清晰度”(DOI)。

我们眼睛的对比敏感度最高，为每度三次。^3.

视觉评估DOI

外观的DOI方面也被称为“图像清晰度”。ASTM E 284将图像光泽度定义为“以物体在表面反射产生的图像的锐度为特征的光泽度方面。”在目视观察时，可以观察到被反射物体的明暗边缘的锐度。

从不同距离看同一个面板。

使用Landolt环可视化分析DOI

眼科医生使用Landolt环来评估视力已有近100年的历史。 ⁴ 该测试包括在不完整环的径向厚度和间隙等于环直径的五分之一的分级尺寸系列中定位间隙。对于反式照明环的光泽度评估，在聚酯薄膜上观察反射。环具有不同的尺寸和不同的间隙方向;图像光泽尺度与不同尺寸的环相关联。从最大到最小的11个尺寸的环建立了从10到100的图像光泽等级。磅秤的发展没有记录，但它表面上发生在1977年1月左右的通用汽车汽车部门。视觉观察者选择最小尺寸的环，他们可以正确地调用间隙方向。视觉判断受到轮廓对比度和锐度缺失的影响。用环的数值大小作为图像光泽度的反指标。

人眼对40厘米和3米距离内结构大小的敏感性。

仪器测量波浪度

除了视觉手段外，波纹度也通过轮廓仪进行了评估。轮廓测量与视觉感知之间的相关性对于光学性质相似的表面是令人满意的。然而，操作轮廓仪是耗时的，并仅限于实验室使用。当观察者的眼睛聚焦在画好的表面上时，可以识别出各种类型的波纹，包括大小、结构和形状。工艺或材料参数的变化会导致表面结构的差异。例如，涂层的流动或流平性能差，通常会导致长波结构，通常称为橘皮。反之，基底粗糙度的变化会表现出更高频率的短波结构。因为波纹通常是在生产线上引起的，所以控制它是很重要的。

经过大量的研究，1992年引进了一种仪器，可以客观地评估结构尺寸在0.3到12毫米之间的波纹度。1999年，进一步改进了该仪器的测量原理，提高了分辨率，并将测量范围从0.1毫米扩大到30毫米(见图5)。新的波扫描DOI仪器现在可以同时测量波浪度和DOI。

波浪扫描DOI的“波浪度”测量原理。

用二极管激光源以60度照射试样。反射光强度在镜面角度下进行评估。在测量过程中，仪器沿表面移动约10厘米的距离。反射光的强度在从凹形结构元件发出时达到最大值。探测器从凸结构元件接收较少的光。人眼无法分辨绘画表面结构元素的实际高度，但明暗区域之间的对比提供了深度的印象。表面结构的对比可以用统计参数“方差”来表示。使用电子滤波程序将最终测量结果分为五个波长范围(Wa到We)。作为最终结果，得到了0.1到30 mm之间结构尺寸的结构谱(见图6)。

两种不同涂层体系的结构谱。

仪器测量DOI

已经使用了各种不同的技术来测量DOI。2022世界杯八强水位分析 ^{5 - 9} 最常用的两个原则是评价反射指标的陡度，以及测量结构元素的相关性。

ASTM E 430描述了基于反射指标评估的仪器设计。 ¹⁰ 仪器以30度角照射试样，用0.3度宽的孔径测量镜面角度0.3度处的反射光。然而，这种仪器已不再在市场上销售。

根据德国表面处理研究协会(DFO)开展的一项研究项目，DOI的视觉感知受到对比度损失和微结构扭曲轮廓的影响。 ¹¹ 因此，1999年，一种新的测量技术被开发出来，用于测量小于0.1 mm的结构尺寸引起的光散射。 ¹² 这个新的测量参数被命名为“暗度”，并被纳入波扫描DOI。采用LED光源和CCD芯片对光源孔径的反射图像进行检测。

暗度测量在一定范围内光圈内外的光散射量。

暗度的测量决定了在一定范围内孔径内外的光散射量。暗度值是这两个值的比值。因此，该测量参数与折射率无关。此外，使用自适应滤波器分离内部和外部图像，从而最大限度地减少曲率的影响(见图7)。在一台仪器中结合两种测量原理模拟不同距离下的视觉感知，并允许对结构尺寸及其原因进行分类。

基于这些优点，许多主要的汽车制造商及其供应商正在使用波扫描DOI作为客观评估车身外观的标准工具。

当然，客观测量均匀外观的要求延伸到整个车辆，包括小的和高度弯曲的部件。出于这个原因，波扫描DOI被进一步开发，以允许测量汽车附加部件，如保险杠，油箱门，后视镜外壳，门把手，装饰装饰或摩托车部件。这种新型仪器被称为微波扫描DOI，它采用了与波扫描DOI相同的测量原理，采用了小型化的光学器件和重新设计的电子器件。微波扫描仪器的设计提供了与波扫描DOI的良好相关性，并允许测量曲率小至300毫米和样本量为25毫米x 40毫米的零件。