DeFelsko fabrique des jauges d'épaisseur de revêtement ultrasonores portables et non destructives, idéales pour mesurer de manière non destructive l'épaisseur de feuil sec des finitions pour bois et d'autres revêtements sur le bois et les produits dérivés du bois. De nombreuses industries utilisent désormais cette technologie non destructive dans le cadre de leurs programmes de qualité.
.png)
Deux modèles conviennent parfaitement aux revêtements sur bois.
Applications mesurables :
Applications non mesurables :
Remarques complémentaires :
Certaines finitions pour bois sont appliquées en plusieurs couches pour obtenir le résultat souhaité. Notre PosiTector 200 B1 est la solution idéale lorsque les applicateurs ont seulement besoin de connaître l'épaisseur finale et totale du revêtement.
Le PosiTector 200 est prêt à mesurer la plupart des applications de finition sur bois dès sa sortie de l'emballage. Il possède une plage de mesure de 13 à 1000 micromètres (0,5 à 40 mils) et est idéal pour mesurer les vernis, les apprêts, les revêtements durcis aux UV, les acryliques, les poudres thermodurcissables et autres revêtements polymères. Il ne nécessite aucun réglage d'étalonnage pour la plupart des applications, permet de basculer entre les mils et les micromètres, et est doté d'un grand écran Lexan épais et résistant aux chocs.
Pour les utilisateurs familiers avec les jauge d'épaisseur de revêtement magnétiques, l'utilisation de jauge d'épaisseur de revêtement à ultrasons est simple et intuitive. La méthode de mesure est simple et non destructive.
Un bon exemple de la façon dont notre PosiTector 200 B1 mesure l'épaisseur totale d'une application multicouche se trouve dans le processus de fabrication des instruments de musique.
La laque est appliquée sur le support d'une guitare (généralement en bois ou en graphite) pour obtenir un brillant effet miroir tout en mettant en valeur la beauté et l'éclat du bois. La finition résistante et durable de la laque protège le bois contre l'humidité, les produits chimiques et les rayures, tout en optimisant la résonance acoustique de l'instrument.
La méthode et les avantages des essais d'épaisseur par ultrasons pour les guitares sont abordés dans un article distinct.
La mesure d'épaisseur ne se limite pas au bois naturel. Certains matériaux modernes combinent des éléments synthétiques et naturels.
En travail du bois, le placage désigne de fines tranches de bois généralement collées et pressées sur des panneaux centraux (en général du bois, des panneaux de particules ou des panneaux de fibres à densité moyenne) pour produire des panneaux plans tels que des portes, des plateaux et des panneaux latéraux pour meubles, des parquets et des éléments de mobilier. Les matériaux composites dotés d'une surface en placage de bois sont de plus en plus utilisés dans les structures aéronautiques, sous-marines et automobiles.
La surface du bois ou du produit en bois est souvent finie avec un revêtement polymère, dont l'épaisseur totale peut facilement être mesurée avec un PosiTector 200 B1.
Les revêtements aux surfaces rugueuses constituent un défi pour toute méthode de mesure, et le contrôle par ultrasons ne fait pas exception. Le PosiTector 200 est équipé pour faire face à ces situations.
À l'échelle microscopique, l'épaisseur peut varier (voir la Fig. 1). Pour obtenir des mesures d'épaisseur significatives, il est préférable d'effectuer plusieurs mesures dans le même emplacement général et de faire la moyenne des résultats.
.jpeg)
Sur les surfaces rugueuses, le PosiTector 200 détermine généralement l'épaisseur depuis le sommet des crêtes du revêtement jusqu'au substrat. Ceci est représenté par la distance n° 1 sur la Fig. 2. Le couplant remplit les vides entre la sonde et le revêtement pour aider l'impulsion ultrasonore à pénétrer dans le revêtement.
Une rugosité importante peut amener la jauge à afficher de faibles valeurs d'épaisseur (distance n° 2). Cela se produit parce que les échos provenant de l'interface couplant/revêtement sont plus forts que ceux de l'interface revêtement/substrat. Le PosiTector 200 dispose d'une fonction exclusive SET RANGE réglable par l'utilisateur pour ignorer les échos dus à la rugosité.
Pour obtenir des mesures d'épaisseur significatives sur des surfaces rugueuses, le mode mémoire du PosiTector 200 (Fig. 3) est utilisé pour calculer une moyenne mobile.
Le panneau de fibres à densité moyenne, ou MDF, est un produit de bois d'ingénierie composé de particules de bois mélangées à une résine synthétique. Le revêtement en poudre est un procédé de finition à sec utilisant des particules de pigment et de résine finement broyées, chargées électrostatiquement et pulvérisées sur le MDF. Les particules chargées adhèrent jusqu'à ce qu'elles fondent et fusionnent en un revêtement résistant et uniforme par l'application de chaleur et d'énergie.
Le MDF convient au revêtement en poudre en raison de sa faible porosité et de sa surface homogène. Les produits en MDF comprennent le mobilier de bureau, les armoires de cuisine et de salle de bains, les portes, les agencements et présentoirs de magasins, ainsi que les meubles à monter soi-même pour le bureau et la maison.
Ces applications monocouches ont généralement une épaisseur comprise entre 3 et 9 mils et se mesurent facilement avec un PosiTector 200 B1. Pour les surfaces texturées présentées ci-dessus, le PosiTector 200 dispose d'une fonction exclusive SET RANGE réglable par l'utilisateur pour ignorer les échos dus à la rugosité. De plus, le mode mémoire de l'instrument est utilisé pour afficher la moyenne d'une série de résultats de mesure. Le grand écran LCD affiche également le nombre de lectures effectuées, l'écart-type, ainsi que les lectures la plus élevée et la plus basse.
Les revêtements polymères sont appliqués sur des matériaux à base de bois tels que le MDF (panneau de fibres à densité moyenne), le contreplaqué, le aggloméré et le panneau de particules pour offrir une finition esthétique et durable. Des industries entières ont été développées autour de l'utilisation de revêtements polymères. Par exemple, le Granicoat® à base de polyester (Fig. 5) est pulvérisé sur des surfaces en bois telles que des tables de buffet portables, des comptoirs de cuisine, des coiffeuses de salle de bains, ainsi que des bureaux et des comptoirs de bar.
Pour ces applications de revêtements épais, nous recommandons notre PosiTector 200 C3. Il possède une plage de mesure de 50 à 3800 micromètres (2 à 150 mils) et est idéal pour les revêtements plus épais. Son mode graphique est utile pour déterminer l'épaisseur des apprêts minces et d'autres couches difficiles à différencier.
La figure 6 montre ce qui apparaît sur l'écran LCD de l'instrument lorsqu'un mesurage est effectué avec le mode graphique activé. Les valeurs d'épaisseur et une représentation graphique des « pics » et « échos » d'écho sont affichées. Fait intéressant, un pic plus petit est également visible. Bien qu'il soit trop faible pour être mesuré automatiquement, un curseur vert peut être positionné par-dessus pour un mesurage manuel.
Le curseur vert de la figure 7 indique que le pic représenté a une épaisseur de 4,4 mils.
Il existe de nombreux types d'adhésifs pour le bois. Les adhésifs humides ne peuvent pas être mesurés par ultrasons car la sonde du PosiTector 200 doit toucher la surface du matériau mesuré. Cependant, un adhésif sec s'apparente à tout autre revêtement monocouche et peut être mesuré par le PosiTector 200 B1.
Le PosiTector 200 B3 est capable de mesurer À LA FOIS l'épaisseur totale du système de revêtement ET l'épaisseur de jusqu'à 3 couches individuelles dans un système multicouche. Il dispose également d'un affichage graphique pour une analyse détaillée du système de revêtement.
Dans l'exemple ci-dessus, la couche 1 a une épaisseur de 1,5 mil. La couche 2 a une épaisseur de 1,5 mil. L'épaisseur totale est de 3,0 mils. L'écran LCD graphique affiche deux « pics » représentant deux interfaces de matériau. Un processus en deux étapes permet de configurer l'instrument pour les applications multicouches.
La sonde du PosiTector 200 contient un transducteur ultrasonore qui émet une vibration ultrasonore dans le revêtement. Cette vibration se propage à travers le revêtement jusqu'à ce qu'elle rencontre un matériau aux propriétés mécaniques différentes, généralement le substrat. La vibration est partiellement réfléchie à cette interface et se propage en retour vers le transducteur.
Pour une précision optimale, la vibration ultrasonore doit progresser sans entrave à travers le revêtement. De grosses particules solides telles que le sable dévient la vibration et empêchent un écho net de revenir vers la sonde. Par conséquent, le PosiTector 200 n'est pas en mesure d'effectuer des mesures reproductibles sur ces applications.
Une teinture pour bois est une sous-catégorie de peinture. Elle se compose d'un pigment en suspension dans un « véhicule » constitué d'un solvant et d'un agent liant (alkyde, huile de lin, acrylique, polyuréthane, laque ou résine). Elle est formulée pour conférer ou transporter le pigment dans les pores de la surface plutôt que de créer un film sur le dessus de celle-ci.
Le PosiTector 200 est conçu pour mesurer l'épaisseur des films formés à la surface du bois. Les teintes, qui pénètrent profondément dans les fibres du bois pour l'imprégner et le protéger, ne peuvent pas être mesurées par ultrasons.
Le mesurage par ultrasons fonctionne en émettant une vibration ultrasonore dans un revêtement à l'aide d'une sonde (c'est-à-dire un transducteur) à l'aide d'un agent de couplage appliqué sur la surface. Un flacon de 118 ml (4 oz) de gel de glycol aqueux courant est fourni avec chaque instrument. Alternativement, une goutte d'eau peut servir d'agent de couplage sur des surfaces lisses et horizontales.
Une fois que la goutte de couplant a été appliquée sur la surface de la pièce revêtue, la sonde est placée à plat sur la surface. Une pression vers le bas déclenche une mesure (voir Fig. 10). Le fait de soulever la sonde lorsqu'un double signal sonore retentit fige la dernière mesure sur l'écran LCD. Une deuxième lecture peut être effectuée au même endroit en maintenat la sonde appuyée sur la surface. Une fois l'opération terminée, essuyez la sonde et la surface à l'aide d'un mouchoir ou d'un chiffon doux.
La précision de toute mesure par ultrasons correspond directement à la vitesse du son du revêtement mesuré. Les instruments à ultrasons mesurant le temps de transit d'une impulsion ultrasonore, ils doivent être étalonnés pour la « vitesse du son » dans ce matériau particulier.
D'un point de vue pratique, les valeurs de vitesse du son ne varient pas considérablement parmi les matériaux de revêtement utilisés dans l'industrie du bois. Par conséquent, les jauges d'épaisseur de revêtement à ultrasons ne requièrent généralement aucun réglage des paramètres d'étalonnage en usine.
Le côté droit de l'écran du PosiTector 200 peut être utilisé pour afficher une représentation graphique de l'impulsion ultrasonore lors de son passage à travers le système de revêtement. Cet outil puissant permet à l'utilisateur de mieux comprendre ce que la jauge « voit » sous la surface du revêtement.
Lorsque la sonde est enfoncée et que l'impulsion ultrasonore se propage à travers le système de revêtement, elle rencontre des variations de densité aux interfaces entre les couches de revêtement ainsi qu'entre le revêtement et le substrat.
Un « pic » représente ces interfaces. Plus le changement de densité est important, plus le pic est élevé. Plus le changement de densité est progressif, plus la largeur du pic est grande. Par exemple, deux couches de revêtement composées essentiellement du même matériau et « mélangées » produiraient un pic bas et large. Deux matériaux de densités très différentes et dotés d'une interface bien définie produiraient un pic haut et étroit.
Le PosiTector 200 B3 sélectionne les pics les plus élevés lorsqu'il tente de déterminer l'épaisseur des couches de revêtement. Par exemple, si le nombre de couches est défini sur 3, les 3 pics les plus élevés situés entre les limites Lo et Hi de la plage configurée (Set Range) sont sélectionnés comme interfaces entre ces couches. Les pics sélectionnés par la jauge sont indiqués par des flèches en triangle rouge (voir Fig. 12).
.jpeg)
À la Fig. 12, les valeurs de plage gauche (Lo = 1,9 mil) et droite (Hi = 11,0 mils) sont affichées sous forme de deux nombres en haut à gauche et en haut à droite de l'écran d'affichage graphique. Lo (la limite minimale) se trouve à gauche. Hi (la limite maximale) se trouve à droite. Les échos ou pics (valeurs d'épaisseur) situés en dehors de ces plages sont ignorés. Les valeurs de plage sont définies et modifiées à l'aide de l'option de menu Set Range.
Cet affichage graphique peut être manipulé à l'aide de l'option de menu Définir la plage (Set Range). En plus de pouvoir ajuster les valeurs de plage inférieure et supérieure (Lo & Hi Range), un curseur vert peut être positionné n'importe où entre les valeurs de plage définies pour analyser d'autres pics.
Les jauges magnétiques et à courants de Foucault conventionnelles ne fonctionnent que sur les métaux. Comme ces instruments ne peuvent pas mesurer l'épaisseur des finitions sur le bois, des techniques alternatives ont été utilisées, notamment :
Ces tests sont chronophages, difficiles à réaliser et sujets à l'interprétation de l'opérateur ainsi qu'à d'autres erreurs de mesure. Les applicateurs trouvent les méthodes destructives peu pratiques. Pour obtenir un échantillon statistiquement représentatif, plusieurs produits en bois d'un lot doivent parfois être mis au rebut dans le cadre du processus d'essai destructif.
Une technique destructive classique consiste à découper une section transversale de la pièce revêtue et à mesurer l'épaisseur de feuil par observation microscopique de la coupe. Une autre technique de coupe transversale recourt à un microscope gradué pour examiner une incision géométrique traversant le feuil sec. Pour ce faire, un outil de coupe spécial réalise une petite rainure en V précise à travers le revêtement jusqu'au substrat (voir la Fig. 15). Il existe des jauges fournies avec des têtes de coupe et des loupes graduées éclairées. Une description détaillée de cette méthode d'essai est présentée dans la norme ASTM D4138, « Standard Practice for Measurement of Dry Film Thickness of Protective Coating Systems by Destructive, Cross-Sectioning Means ».
Bien que les principes de cette méthode soient faciles à comprendre, les sources d'erreur sont nombreuses. La préparation de l'échantillon et l'interprétation des résultats exigent un certain savoir-faire. De plus, l'ajustement du réticule de mesure sur une interface dentelée ou indistincte peut générer des imprécisions, en particulier d'un opérateur à l'autre. Cette méthode est utilisée lorsque des méthodes non destructives économiques ne sont pas possibles, ou pour confirmer les résultats d'essais non destructifs.
Avec l'arrivée des instruments à ultrasons, de nombreux finisseurs se sont tournés vers l'inspection non destructive.
Les revêtements sont conçus pour remplir au mieux leur fonction lorsqu'ils sont appliqués dans une plage d'épaisseur stricte spécifiée par le fabricant. Par exemple, les vernis catalysés sont plus durs que les autres revêtements et ne doivent pas être appliqués à une épaisseur sèche supérieure à 5 mils afin d'éviter le craquelage ou d'autres défauts de finition. La laque nitrocellulosique doit généralement être maintenue sous 3 mils. Une épaisseur en mils constante est primordiale lors de l'application de sous-couches de laque et de couches de craquelage pour obtenir l'effet de finition craquelée souhaité.
Sur le panneau de fibres à densité moyenne (MDF), l'épaisseur de la poudre thermodurcissable se situe généralement entre 3 et 9 mils. En règle générale, plus la couche est épaisse, plus la finition est durable. Les spécifications d'usine exigent souvent une tolérance déclarée de ± 1 mil. Ce niveau de qualité ne peut être déterminé à la simple vue.
La mesure précise de l'épaisseur de finition présente d'autres avantages. Lorsque les entreprises omettent de contrôler et de vérifier la qualité des revêtements des matériaux entrants, elles gaspillent des ressources en retravaillant les produits. En contrôlant la technique des opérateurs de pulvérisation, elles s'assurent que le revêtement est appliqué conformément aux recommandations des fabricants. De plus, l'application d'une épaisseur de film excessive peut réduire considérablement l'efficacité globale. Enfin, des contrôles réguliers permettent de réduire le nombre de retouches internes et de retours clients liés à des défauts de finition.
Fabricants et applicateurs ont longtemps cru qu'il n'existait aucun moyen simple et fiable de mesurer de manière non destructive les revêtements sur le bois et les produits dérivés du bois. Leur solution courante consistait à placer des coupons métalliques à côté de la pièce, puis à mesurer l'épaisseur appliquée sur le coupon à l'aide d'une jauge mécanique ou électronique – magnétique ou à courants de Foucault. Cette solution à forte intensité de main-d'œuvre repose sur l'hypothèse qu'un coupon plat placé dans la zone générale du revêtement reçoit le même profil de peinture que la pièce en bois en question. Une solution ultrasonore permet à l'utilisateur de mesurer l'épaisseur totale de revêtement de la pièce réelle. Selon la jauge ultrasonore utilisée et le processus d'application du revêtement, un avantage supplémentaire réside dans la capacité à identifier de multiples couches distinctes.
La mesure par ultrasons de l'épaisseur de revêtement est désormais une méthode d'essai reconnue et fiable dans l'industrie du bois. La méthode d'essai standard est décrite dans la norme ASTM D6132, « Standard Test Method for Nondestructive Measurement of Dry Film Thickness of Applied Organic Coatings Using an Ultrasonic Gage » (2022, ASTM). Pour vérifier l'étalonnage de la jauge, des étalons d'épaisseur revêtus d'époxy sont disponibles avec une certification traçable aux organismes nationaux de métrologie.
Il est désormais possible d'effectuer des mesurages d'épaisseur rapides et non destructifs sur des matériaux qui nécessitaient auparavant des essais destructifs ou des analyses en laboratoire. Cette nouvelle technologie améliore la régularité et le débit dans la salle de finition. Les réductions de coûts potentielles comprennent :
Aujourd'hui, ces instruments sont simples à utiliser, abordables et fiables.
Un couplant est nécessaire pour propager les ultrasons dans le revêtement. L'eau constitue un bon couplant pour les revêtements lisses. Utilisez le gel de glycol fourni pour les revêtements plus rugueux. Bien qu'il soit peu probable que le couplant endommage la finition ou laisse de tache sur la surface, nous vous suggérons de tester la surface en appliquant le couplant sur un échantillon. Si les tests indiquent qu'une coloration s'est produite, une petite quantité d'eau peut être utilisée à la place du couplant. Consultez la fiche de données de sécurité disponible sur notre site web et votre fournisseur de revêtement si vous suspectez que le couplant peut endommager le revêtement. D'autres liquides, tels que du savon liquide, peuvent également être utilisés.
Les modèles PosiTector 200 Standard peuvent enregistrer 250 mesures. Les modèles PosiTector 200 Advanced peuvent stocker 100 000 mesures réparties dans un maximum de 1 000 lots, à des fins d'analyse statistique à l'écran, d'impression sur une imprimante sans fil Bluetooth en option, ou de téléchargement vers un ordinateur personnel à l'aide du câble USB fourni et de l'une des solutions PosiSoft.
.png)
