無損且精確地測量產(chǎn)品厚度的方法

在產(chǎn)品檢驗等場合進行測量時，厚度的測量是一大難點。對于薄膜等形狀單純且厚度均勻的產(chǎn)品，測量較為容易，但對于沖壓加工品或樹脂成型品等復(fù)雜形狀的產(chǎn)品，要無損且精確地測量其厚度則十分困難。

關(guān)于厚度的測量，以往通常使用卡規(guī)或游標卡尺，但對于復(fù)雜形狀，有時會存在物理上難以觸及的情況。此時只能進行切割測量的破壞性檢測，但根據(jù)樣品的不同，切割本身也可能導(dǎo)致其變形，從而影響測量值。

能夠解決這些問題的，便是基恩士的“VL 系列"。在此，我們將通俗易懂地為您介紹厚度測量困難的形狀和材料、測量方法的課題，以及通過基恩士“VL 系列"實現(xiàn)的解決方法等。

■關(guān)于厚度測量困難的形狀及材料

產(chǎn)品及零件的材料有金屬、樹脂等，根據(jù)產(chǎn)品形狀和用途，適合的加工方法也多種多樣。因此，我們首先介紹厚度測量困難的形狀及材料等。

沖壓加工品

沖壓加工是利用塑性變形的一種塑性加工，是將金屬等材料壓在模具上，通過施加壓力使其變形的加工方式。加工種類有“切（剪斷加工）"“彎（彎曲加工）"“拉（拉深加工）"，因其加工時間短、成本低，適合大批量生產(chǎn)。此外，沖壓加工品由于加工中的應(yīng)力及摩擦等原因，容易產(chǎn)生厚度誤差，因此有時需要在加工后對工件進行厚度測量。

彎曲加工品

彎曲加工泛指將金屬或樹脂等材料進行彎曲的加工。彎曲的方法有力學(xué)上施加外力折彎的方法，以及通過加熱等方式使其變形彎曲的方法。此外，使用模具對金屬等進行彎曲的加工是沖壓加工的一種，也被稱為“折彎加工"。由于通過施加壓力使其變形，因此也會產(chǎn)生板厚變化等。

切削加工品

切削加工是使用銑床（銑削加工）或車床（車削加工）等，通過切削金屬等材料來獲得目標形狀的加工方式。在切削加工中，旋轉(zhuǎn)的刀具會壓在工件上，因此會產(chǎn)生因壓力和振動造成的變形，以及因熱膨脹造成的變形等。這也會導(dǎo)致厚度變化，因此加工后的測量變得非常重要。

壓鑄產(chǎn)品

壓鑄是一種鑄造技術(shù)，是將熔融的非鐵金屬注入模具中成型的方法。與其它鑄造方式不同，壓鑄通過施加壓力，因此尺寸精度高，并且能夠制造出鈑金加工或沖壓加工等難以實現(xiàn)的復(fù)雜三維形狀是其一大特點。另一方面，壓鑄產(chǎn)品多為三維形狀或自由曲面，很多情況下厚度等測量較為困難。

樹脂成型品

樹脂成型是將熔融的樹脂（塑料）注入模具等來制造零件/產(chǎn)品的一種成型方法。樹脂成型中最常見的方法是“注塑成型"，即通過將加熱熔融的樹脂注入并填充到模具內(nèi)，再經(jīng)加壓、冷卻而成型。其特點是能夠高速成型薄壁或復(fù)雜形狀的成型品，但由于游標卡尺等工具難以伸入，且根據(jù)材料的不同，與測量儀的接觸也可能導(dǎo)致變形，因此可以說是厚度測量困難的產(chǎn)品。

PET瓶容器等

在樹脂成型品中，PET瓶等容器是內(nèi)部游標卡尺等難以觸及、厚度測量困難的典型產(chǎn)品。PET瓶容器等通常通過“預(yù)成型"和“吹塑成型"這兩個工序來成型。

■關(guān)于板厚/壁厚的測量方法及其各自的課題

我們將介紹測量產(chǎn)品厚度（如板厚、壁厚）的常用方法，并同時解說各種測量方法所面臨的課題。

游標卡尺及卡規(guī)等

測量產(chǎn)品厚度的常用方法是使用游標卡尺或卡規(guī)。游標卡尺是測量長度（外徑）或內(nèi)徑的測量儀器，通過用量爪夾住測量對象來測量厚度?？ㄒ?guī)是測量工件內(nèi)徑、外徑或厚度的卡尺類工具的總稱，與游標卡尺一樣，通過用測頭夾住測量對象來測量厚度。

這兩種工具雖然都能輕松測量，但根據(jù)樣品形狀的不同，有時量爪或測頭難以觸及測量部位。此外，由于是進行點測量，因此不適合用于掌握最大/最小厚度等工件的整體形狀。再者，由于是接觸式測量儀器，還需要注意測量部位的變形。

紅外線式/射線式測厚儀

作為非接觸測量厚度的方法，紅外線式或射線式測厚儀也被使用。紅外線式測厚儀利用紅外線穿透特定物質(zhì)的性質(zhì)來測量厚度。射線式測厚儀通過測量射線被樣品吸收的量來計算厚度。這些方法的優(yōu)點是能夠非接觸測量，但課題在于需要大規(guī)模的測量設(shè)備。此外，與其他測量儀器一樣，它們也不適合用于掌握工件的整體形狀。

破壞性檢測

在游標卡尺或卡規(guī)等難以觸及，且沒有超聲波測厚儀、紅外線式/射線式測厚儀或激光位移傳感器式測厚儀的情況下，只能采用物理切割樣品進行測量的“破壞性檢測"。雖然通過物理切割并測量截面可以確實地了解厚度，但當樣品是樹脂成型品等時，切割本身帶來的變化量也會疊加進去，因此存在難以獲取準確值的課題。

此外，由于會破壞樣品，不僅浪費，也難以進行全數(shù)檢測。再者，測量時使用的是游標卡尺或卡規(guī)，因此是點測量，同樣不適合掌握工件的整體形狀。

?接觸式測量儀器測量方法的課題總結(jié)

測量厚度的方法多種多樣，但其共通點在于難以掌握整體情況。由于是點測量，難以掌握板厚/壁厚的最大值和最小值等整體情況，而要了解這些信息則需要增加測量點，非常耗費工夫和時間。

■無損且精確地測量產(chǎn)品厚度的方法

能夠掌握工件整體厚度，并且能無損、精確地了解板厚/壁厚的推薦測量方法，便是基恩士的高精度三維掃描測量儀“VL 系列"。

“VL 系列"能夠非接觸地測量三維形狀，因此可以在不使樣品變形的情況下測量板厚/壁厚。無需擔心因接觸或切割造成的變形，各種形狀，都能實現(xiàn)正反兩面的全面測量。此外，放置在載物臺上的對象物單次掃描最快只需8秒，能夠消除因測量人員造成的偏差和誤差，獲得準確的測量值。在此，我們將介紹使用基恩士高精度三維掃描測量儀“VL 系列"測量產(chǎn)品厚度的優(yōu)點。

?優(yōu)點1：通過色譜圖顯示將與設(shè)計厚度的差異可視化

基恩士高精度三維掃描測量儀“VL 系列"的特點在于，能夠輕松掌握接觸式測量方法難以實現(xiàn)的整體形狀。通過360°掃描樣品，非接觸地捕捉整體形狀，可以輕松地檢查所需位置的板厚/壁厚。此外，通過設(shè)定目標減薄值，將相對于設(shè)計厚度的板厚/壁厚增減情況可視化，能夠管理潛在的不良部位，避免遺漏。

該設(shè)備支持色譜圖顯示，能夠一目了然地掌握相對于設(shè)計厚度的板厚/壁厚的目標減薄值。通過對整個面而非單個點進行捕捉，可以輕松、準確且迅速地評估板厚/壁厚。

?優(yōu)點2：即使是復(fù)雜形狀也能無損且輕松地測量厚度

使用接觸式測量方法時，復(fù)雜形狀的板厚/壁厚測量十分困難，必須進行伴隨切割的破壞性檢測。但是，使用基恩士的高精度三維掃描測量儀“VL 系列"，可以輕松地無損測量截面形狀，并對板厚/壁厚進行管理。

此外，“VL 系列"能自動識別樣品尺寸，從小件到大件可實現(xiàn)全自動掃描。因此，無論測量人員的經(jīng)驗如何，都能實現(xiàn)無偏差、準確的厚度測量。再者，無需進行繁瑣的夾具固定及其他設(shè)置，大幅減輕了測量的工夫。

?優(yōu)點3：自由曲面截面的厚度也能輕松測量

對于帶有曲面的自由形狀截面，用游標卡尺是難以測量的。此外，對于重疊或被周圍包圍的形狀，測針難以觸及，即使用三坐標測量儀也難以測量。對于這類接觸式測量方法難以測量的形狀，使用基恩士的高精度三維掃描測量儀“VL 系列"，可以將其完整掃描，并創(chuàng)建想測量位置的虛擬截面，從而輕松測量厚度。

此外，通過導(dǎo)入三維CAD數(shù)據(jù)，可以輕松地將測量數(shù)據(jù)與設(shè)定值進行比較，以確認偏差。通過色譜圖顯示將與設(shè)定值的偏差可視化，能判斷厚度的最小值、最大值及偏差等。

■實現(xiàn)無損且精確的厚度測量

使用基恩士的高精度三維掃描測量儀“VL 系列"，以往測量困難或必須進行破壞性檢測的厚度測量，也能輕松、可靠且迅速地完成。

·       即使是復(fù)雜形狀或自由曲面等以往測量困難的產(chǎn)品，也能通過創(chuàng)建虛擬截面來測量厚度。

·       可以比較與設(shè)定厚度的差異，并將差異以色譜圖顯示，從而實現(xiàn)一目了然的評估。

·       由于能非接觸測量厚度，因此即使是樹脂或薄板產(chǎn)品，也無需擔心變形，可直接進行厚度測量。

·       由于是非接觸測量，消除了因測量人員造成的偏差和誤差，能夠獲得穩(wěn)定的結(jié)果。

·       多個測量數(shù)據(jù)的定量比較和分析也能輕松完成，OK/NG的判斷也很簡單。

·       單次掃描最快只需8秒，可在短時間內(nèi)獲得準確的板厚/壁厚測量值。

以往因產(chǎn)品材質(zhì)或形狀而難以進行的厚度測量，現(xiàn)在使用基恩士的高精度三維掃描測量儀“VL 系列"，不同形狀或材質(zhì)，都能無損且精確地測量板厚/壁厚。

基恩士 高精度三維掃描測量儀 VL-800系列

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