Inspección de defectos de pintura, medición de espesores y dispersión de pigmentos
La calidad que requieren las pinturas y los trabajos de pintura ha cambiado con el tiempo, desde la estética y la durabilidad hasta el diseño medioambiental y económico.
Las pinturas y los trabajos de pintura se presentan en una variedad diversa para diferentes campos como la construcción, la automoción y otros usos industriales. Por ejemplo, la pintura de carcasas de automóviles requiere el máximo nivel de calidad en lo que respecta a una serie de características, que incluyen la estética, la resistencia a la intemperie y la antidecoloración.
En esta sección se utilizan ejemplos e imágenes para presentar la observación y la medición de la pintura utilizando nuestro último Microscopio Digital 4K.
- Materiales de pintura
- Técnicas de pintura
- Defectos de revestimiento y soluciones
- Inspección del espesor de la pintura
- Últimos ejemplos de medición y observación de pinturas y revestimientos
- Prácticas comunes para la medición y el análisis de pinturas y revestimientos
Materiales de pintura
La pintura es un producto químico compuesto por muchas materias primas. Las propiedades de la pintura vienen determinadas por el aglutinante, mientras que el pigmento evita la oxidación y le da color a la pintura.
El aglutinante le confiere a la pintura su característica de formación de película (la característica de secado), funciones físicas (como la resiliencia y la adhesión de la película) y funciones químicas (como la durabilidad y la resistencia química de la película). La sustancia principal del aglutinante es la resina sintética. La pintura cuyo aglutinante se hace soluble en agua mediante resina o se dispersa con agua se denomina pintura a base de agua. La pintura que está en forma de polvo y se fluidifica con el aire se denomina pintura en polvo.
Los pigmentos son partículas colorantes finas y resistentes a la luz que no se disuelven en el agua ni en otros disolventes. Los pigmentos pueden dividirse en tres clases: pigmentos de color, pigmentos inhibidores de la oxidación y pigmentos extensores. Los pigmentos de color proporcionan a la pintura su color, y algunos ejemplos son el blanco de titanio, el negro de humo, el amarillo ocre, el azul de humo, el verde de cianina y el rojo de quinacridona. Los pigmentos inhibidores de la oxidación incluyen el fosfato de aluminio, el molibdato de zinc y el polvo de zinc. Los pigmentos extensores determinan las propiedades de la película. Algunos ejemplos son los pigmentos deslustrantes que controlan el brillo de la pintura seca, los pigmentos funcionales como el polvo de aluminio y los pigmentos fluorescentes o fosforescentes, y los pigmentos especiales como los agentes reflectantes infrarrojos y los absorbentes de ondas de radio de ferrita.
Técnicas de pintura
El pintado forma una película con la pintura. El espesor de la pintura creada por el trabajo de pintado es generalmente de unos pocos a varios cientos de micrómetros. Como el revestimiento de pintura puede tener funcionalidad, el pintado es un proceso que puede afectar significativamente a la eficiencia en los costos.
El trabajo de pintado es un proceso de tres fases: pretratamiento, aplicación y secado. En el caso de la pintura multicapa, este proceso se repite.*
Como pretratamiento se limpia la superficie del material. A grandes rasgos, se emplean métodos húmedos y secos: normalmente se utilizan el revestimiento húmedo y el chorro de arena, respectivamente.
La pintura se puede aplicar en forma líquida o en forma gaseosa mediante pulverización. Para aplicar la pintura líquida, se puede utilizar una brocha, una barnizadora de flujo de cortina en la que la pintura se aplica pasando la pieza de trabajo por debajo de una cascada de pintura que sale de unas ranuras superiores, o un aplicador de rodillo que utiliza un rodillo de aplicación de goma para transferir la pintura a la pieza de trabajo. La pintura en aerosol se puede realizar utilizando un pulverizador de aire comprimido, mediante pulverización electrostática en la que se aplica una carga negativa a la pintura mientras la pieza de trabajo está cargada positivamente, o mediante revestimiento en polvo en el que la pintura en polvo se carga electrostáticamente para su aplicación.
El pretratamiento se puede omitir en el caso del revestimiento intermedio y del revestimiento superior.
Defectos de revestimiento y soluciones
Las capas de pintura pueden sufrir un defecto si hay problemas en el estado de la superficie del pretratamiento, el entorno en el momento de pintar, la propia pintura o el método de aplicación. Estudiar el defecto para identificar la causa es esencial para seleccionar una pintura adecuada, mejorar el método de aplicación y tomar otras precauciones para evitar que se repita el mismo defecto.
Aquí hemos recogido algunos defectos típicos de la pintura que puede encontrar y hemos explicado las posibles causas y cómo prevenir los defectos.
Granos
Las granos generalmente son causadas por la adherencia de partículas extrañas en la pintura solidificada. Las partículas extrañas pueden ser causadas por personas o máquinas que levantan suciedad o partículas en el aire que luego se adhieren a la pieza de trabajo durante el proceso de enmascarado o pulido. Los productos de resina pueden recoger carga electrostática al ser retirados de sus moldes después de la conformación. Las partículas extrañas transportadas por el aire son entonces atraídas magnéticamente por estos moldes y se adhieren al producto.
La limpieza alrededor de las instalaciones de pintura y la instalación de cubiertas en las bandas transportadoras son medidas eficaces para evitar la adhesión de partículas extrañas en el aire. Los eliminadores de estática también pueden ser útiles para eliminar la adhesión electrostática de partículas extrañas. Si la pintura se solidifica, es necesario cambiar el solvente diluyente y/o revisar el ciclo de agitación. Filtrar la pintura es otra forma de prevenir eficazmente la solidificación.
- Fenómeno:
- Hay granos en la superficie pintada.
- Posibles causas:
- Se han adherido partículas extrañas a la superficie pintada.
Hay pedazos de pintura solidificada o partículas extrañas en la pintura.
Las partículas extrañas en el aire se han adherido a la superficie pintada antes de que se secara.
- Acción:
- Limpie la superficie del material durante el pretratamiento.
Filtre la pintura para eliminar partículas extrañas.
Implemente medidas antipolvo.
Agrietamiento
El agrietamiento tiene varias causas potenciales diferentes, dependiendo de la composición de la pintura y de cómo se pinta la pieza de trabajo.
Por ejemplo, se pueden producir grietas en un revestimiento multicapa si la conformidad entre la capa inferior y la capa superior es deficiente o si la capa inferior no se ha secado lo suficiente. En estos casos, puede ser necesario cambiar la pintura o prolongar el tiempo de secado de la capa inferior.
Como el agrietamiento puede producirse por varias razones, entre ellas el envejecimiento, es importante estudiar cuidadosamente el estado de la capa de pintura para identificar la causa.
- Fenómeno:
- Hay una grieta en la capa de pintura.
- Posibles causas:
- La superficie estaba agrietada.
La capa de pintura era demasiado gruesa.
La mezcla del agente de curado no era la adecuada (en el caso de pinturas binarias).
La selección del diluyente fue inapropiada (si se utilizó diluyente).
- Acción:
- Elimine las grietas en la superficie de la pieza de trabajo durante el pretratamiento.
Evite aplicaciones espesas que puedan provocar el secado de la superficie.*
Revuelva la pintura lo suficiente antes de utilizarla.
Utilice la cantidad especificada de agente de curado.
* Secado superficial: Estado en el que sólo se ha secado la superficie del revestimiento y la película de pintura aún no se ha endurecido.
Descamación
La descamación se produce típicamente cuando el tratamiento de la superficie ha sido insuficiente, cuando la pintura no se ajusta al sustrato o cuando la capa inferior no se ajusta a la capa superior.
Elimine todo el óxido y la pintura vieja de la superficie de la pieza utilizando una amoladora de disco (lijadora), y luego limpie todas las partículas extrañas y la grasa de la superficie antes de aplicar la pintura. La descamación causada por una falta de conformidad entre la pintura y el sustrato o la capa inferior y la superior se denomina “descamación entre capas”, lo que requiere un cambio en las combinaciones de pintura y/o un método de aplicación diferente.
Estas tareas son pretratamientos para evitar la descamación. La exigencia de estas tareas muestra cuán importante es el pretratamiento para un revestimiento de pintura impecable.
- Fenómeno:
- El revestimiento pierde adherencia y se desprende.
- Posibles causas:
- El pretratamiento de la superficie, como la eliminación del óxido, fue insuficiente.
El chorreado de arena o la limpieza de la superficie fueron insuficientes.
La adherencia entre capas entre la capa inferior y la capa superior fue insuficiente.
- Acción:
- Elimine todo el óxido, la grasa, la suciedad y el polvo de la superficie.
Trate previamente la superficie según el material.
Cuando pinte sobre una superficie con un revestimiento antiguo, elimine completamente éste antes de la aplicación.
Ajuste la fórmula de pintura apropiadamente.
Utilice el espesor de revestimiento especificado para la aplicación.
Inspección del espesor de la pintura
Medir el espesor de la pintura es una forma de verificar que el revestimiento se ha formado de acuerdo con el diseño.
El revestimiento está diseñado para bloquear la entrada de humedad y oxígeno con el fin de evitar la corrosión del sustrato. Por esa razón, el espesor del revestimiento tiene un efecto significativo en su funcionalidad. Esto no significa que cuanto más grueso sea mejor, sino que el espesor de la pintura debe ser el adecuado para que el revestimiento proporcione su funcionalidad completa.
El espesor de la pintura se mide utilizando un sistema de medición de espesor de revestimiento. Hay tipos de sistemas de medición de espesor de revestimiento no destructivos que utilizan la adhesión magnética y la variación de flujo para la medición, y otros tipos que utilizan métodos infrarrojos y ultrasónicos.
- Medidor electromagnético de espesor de revestimiento:
- El espesor del revestimiento se puede medir tocando la superficie con una sonda incrustada con un imán permanente. La densidad del flujo magnético generado cambia según la intensidad de la fuerza de atracción del imán. Este medidor utiliza los cambios de corriente que pasan a través del electroimán para medir el espesor de la pintura. Puede medir el espesor del revestimiento o revestimiento (capa de metal no magnético, capa inorgánica o capa orgánica) sobre un sustrato de metal magnético. El principio de medición consiste en la proporcionalidad de la fuerza de atracción del imán incrustado en la punta de la sonda con la distancia a la base. Sin embargo, el medidor de espesor de revestimiento electromagnético no puede medir con precisión el grosor de una capa de pintura que esté cargada magnéticamente.
- Medidor de espesor de revestimiento por corrientes de Foucault:
- El espesor del revestimiento se puede medir mediante los bucles de corriente eléctrica (corriente de Foucault) generados por una corriente eléctrica que pasa a través de una bobina con núcleo de hierro (sonda). El principio de medición consiste en la proporcionalidad del valor de la corriente de Foucault generada en la superficie metálica con la distancia. Existen dos tipos de medidores de espesor de revestimiento por corrientes de Foucault: el tipo de contacto, que mide el espesor del revestimiento por la amplitud de las corrientes de Foucault, y el tipo sin contacto, que mide el espesor del revestimiento por la diferencia de fase de las corrientes de Foucault. Este indicador se puede utilizar para sustratos metálicos conductores no magnéticos (como el aluminio, el cobre y el acero inoxidable austenítico) con un revestimiento de plástico, resina, caucho u otro material aislante.
- Medidor de espesor de revestimiento por infrarrojos:
- El espesor de la pintura se puede medir utilizando el espectro obtenido al iluminar con luz infrarroja el revestimiento y dispersar la luz transmitida o la luz reflejada. Cuando la luz infrarroja incide sobre el revestimiento, se produce una absorción de longitud de onda de la luz específica según el material y el espesor del revestimiento. El espesor de la pintura del objetivo de medición se puede calcular en función de la relación entre la tasa de absorción y el espesor del material utilizado para el revestimiento.
- Medidor de espesor de revestimiento por ultrasonidos:
- Cuando la sonda toca la superficie del revestimiento, el sensor transmite una onda ultrasónica hacia la base, donde esta onda se refleja de regreso a la superficie. El tiempo que tarda la onda ultrasónica en reflejarse se utiliza para medir el espesor del revestimiento. El espesor del revestimiento medido por un medidor de espesor de revestimiento por ultrasonidos se calcula de la siguiente manera:
D: Espesor de la pintura
C: Velocidad del sonido en el revestimiento* (m/s)
t: Tiempo de tránsito de ida y vuelta medido (s)
* Velocidad del sonido en el revestimiento: Valor aproximado de la velocidad definido para cada material. Aunque el material sea el mismo, los distintos tipos tienen velocidades de sonido diferentes. Por este motivo, es necesario realizar un ajuste (calibración) basado en el revestimiento real antes de utilizar un medidor de espesor de revestimiento por ultrasonidos.
Últimos ejemplos de medición y observación de pinturas y revestimientos
El último Microscopio Digital ha cambiado significativamente la medición y observación de la pintura y el revestimiento realizada con los sistemas de medición convencionales.
El Microscopio Digital 4K de ultra alta definición Serie VHX de KEYENCE permite mejorar drásticamente la eficiencia de diversas tareas, además de ofrecer una sofisticada observación y evaluación de la pintura y el revestimiento utilizando imágenes de alta definición.
Medición del espesor de pintura multicapa utilizando imágenes ópticas de alta definición
Los sistemas de medición convencionales habituales, como los medidores de espesor de revestimiento electromagnéticos y los medidores de espesor de revestimiento por corrientes de Foucault, miden el grosor del revestimiento basándose en los valores del magnetismo y la corriente eléctrica. Ambos son métodos de observación indirecta que estiman el estado del revestimiento a partir de los valores medidos, lo que los hace inadecuados para las mediciones en el caso de los revestimientos multicapa. El error inherente del sistema de medición también es un problema.
El último Microscopio Digital 4K de KEYENCE mide el espesor de la pintura a partir de imágenes ópticas. Este microscopio no se ve afectado por las capas claras, que requieren un enfoque nítido. Las imágenes son nítidas y ofrecen un mayor volumen de información sobre el revestimiento.
El espesor del revestimiento que anteriormente no se podía medir debido al error de enfoque ahora se puede observar con precisión al capturar el estado real del revestimiento.
Observación 3D de capas claras utilizando enfoque evolucionado e iluminación múltiple
Gracias a la drástica mejora en la velocidad de fotogramas de la cámara, una vez que la plataforma se mueve hacia el punto de observación, el VHX puede escanear automáticamente a través del rango focal de la muestra y crear instantáneamente una imagen totalmente enfocada.
Con los microscopios convencionales, no se podía determinar la forma en que se debía aplicar la iluminación cuando la imagen no estaba enfocada. Con un Microscopio Digital, la combinación de la composición de profundidad y la iluminación múltiple les permite a los usuarios obtener una imagen totalmente enfocada y seleccionar el patrón de iluminación deseado para esa imagen.
Además, el modo óptico efecto de sombra —que utiliza lentes de alta resolución, CMOS 4K e iluminación asociada— puede superponer información de color en la imagen para expresar la información de la superficie irregular y la información de color al mismo tiempo. Esto permite una medición cuantificable del perfil de los granos y otros defectos de la pintura.
La observación mediante un Microscopio Digital 4K que puede realizar mediciones 2D y 3D con una sola unidad ofrece un nuevo enfoque que satisface las necesidades universales en la observación con aumento.
utilizando la iluminación múltiple y la composición de profundidad.
utilizando una imagen del modo óptico efecto de sombra
Medición de alta precisión de la dispersión de pigmentos
El pigmento es uno de los elementos significativos que determinan la funcionalidad de la pintura. La dispersión del pigmento se puede observar y cuantificar utilizando la Serie VHX. Los pigmentos son partículas colorantes finas y resistentes a la luz que no se disuelven en el agua ni en otros disolventes. A un revestimiento se le pueden dar funciones específicas agregando un pigmento adecuado al agente de revestimiento y mezclando estos elementos.
La Serie VHX puede contar y medir fácilmente el número de partículas y sus dimensiones. Las partículas innecesarias se pueden excluir y las partículas superpuestas se pueden contar por separado. Los resultados de la medición se pueden generar automáticamente en forma de histograma o en un informe. La Serie VHX se encarga de una tarea que antes era compleja y permite que incluso los usuarios novatos puedan crear informes completos en cuestión de minutos.
Prácticas comunes para la medición y el análisis de pinturas y revestimientos
El Microscopio Digital 4K de alta definición Serie VHX ofrece una eficiencia extraordinaria en comparación con los sistemas de medición y los microscopios convencionales, al mismo tiempo que permite eliminar los errores humanos y garantizar mediciones y análisis precisos.
Las imágenes 4K de alta definición generadas por las técnicas de procesamiento de imágenes ópticas y de automatización más avanzadas permiten una observación con claridad los detalles del revestimiento, los granos y la dispersión. Sin necesidad de realizar operaciones complicadas, incluso las personas que no están familiarizadas con las operaciones de un Microscopio Digital pueden obtener rápidamente resultados de análisis avanzados.
Los datos capturados o medidos se pueden emitir fácilmente como un informe con un formato fijo utilizando la función de informe. Compartir estos datos a través de un servidor de intranet puede ser útil no sólo para garantizar la calidad y asegurar la conformidad con las normas industriales, sino también para identificar las causas de los defectos de la pintura y para mejorar el proceso.
Equipada con muchas otras funciones avanzadas, la Serie VHX puede ser un poderoso aliado para garantizar la calidad y la fiabilidad de la pintura y el revestimiento.
Para obtener más información sobre los productos o realizar consultas, haga clic en los siguientes botones.
