摘 要: 厚度是陶瓷砖的一项重要参数,它直接影响产品性能、制造能耗以及使用。本文介绍了陶瓷砖厚度测量的标准要求及主要测量方法,应用主要测量方法,对6种具有代表性的陶瓷砖样品进行厚度测试。测试结果显示,采用智能化的非接触式厚度测量设备,能按标准要求进行厚度测试,测量结果的准确度及重复性均优于传统的测试方法,值得推广和应用。
厚度是陶瓷砖的一项重要参数,它直接影响了产品性能、制造能耗,产品运输、仓储以及后续的施工,因而受到制造企业和用户的高度重视。为适应节能减排的需要,中国标准GB/T 4100-2015《陶瓷砖》[1] 首次对陶瓷砖厚度做了限制,规定了不同规格产品的最大厚度要求;为保证产品的规整度,GB/T 4100、GB/T 23266等一系列陶瓷砖(板)标准均对产品的厚度偏差做了明确的要求。为保证产品适应在运输、施工的要求,相关产品标准均根据陶瓷砖的厚度,规定了不同厚度陶瓷砖的强度要求。因此,厚度测量对于产品的性能评价和质量控制是非常重要的。
在国内,陶瓷砖厚度测量的标准方法为GB/T 3810.2-2016《陶瓷砖试验方法 第2部分:尺寸和表面质量的检验》[2] ,标准中规定的测试方法如下:对表面平整的砖,在砖面上画两条对角线中AO、BO、CO、DO)每段上最厚的点,每块试验测量4点,测量值精确到0.1mm。对表面不平整的砖,垂直于一边在砖面上画4条直线条直线距砖边的距离分别为边长的0.125倍、0.375倍、0.625倍和0.875倍(如图2中A1A2、B1B2、C1C2、D1D2),在每条直线上的最厚处测量厚度。
测厚儀为目前使用最为广泛的厚度测试设备,其外观参见图5。测厚仪由C型结构架和百分表组成。测量时先将百分表调零,而后提起百分表测量针,移动样品或测厚仪,使针尖对准测点,放下百分表测量针,读取百分表数值,此数值则为陶瓷砖被测点的厚度,测点位置见图1图2。该法的测量过程符合标准要求,但是只能在测量段上逐点进行测试,测点无法全部覆盖测量段,而且,测试距离受到C型结构架长度的影响,无法按标准完成大规格产品的厚度测试。由于设备较重,通常需要多人进行操作,因此测试效率非常低。且测量人员的手势、取点位置容易出现偏差,对测试结果产生影响。
智能化厚度测试仪是新开发出的一类非接触式厚度测试仪,其外观参见图6。设备主体使用C型钢架结构,测量部件采用非接触式位移传感器,样品输送装置采用双滑轨导轨驱动支撑平台形式。测试前先用标准量块校准设备,在将样品放置在定位点上,使样品输送平台带动样品行走,与此同时,传感器对样品进行正面和底面扫描,获得样品在移动路径上的高度,通过测量软件,可自动获取各测量段的最大厚度。该设备能按标准的要求进行厚度测试,测点覆盖全部测量段,测试精度高,速度快。
平整面瓷砖:新型厚度测试设备和简易厚度测试设备按照标准进行测试,样品序号1、3、4、5测试结果都非常接近,测试结果准确。使用卡尺测试厚度时,样品序号3、5测试结果与另外两台测试设备测试结果有明显差异。从测试样品分析我们可知,卡尺测试厚度只对样品边缘进行测试,针对最大厚度在边缘的样品,卡尺测试和厚度测试设备结果一致。但是针对样品的最大厚度不在边缘时,卡尺是无法准确测量样品最大厚度,所以产生数据上的差异。
上述分析可知,针对平整面瓷砖,新型厚度测试设备测试数据与简易厚度测试设备一致,但是新设备比传统设备测试效率高了十几倍。卡尺测试平整面瓷砖厚度时,若样品最厚点的位置在边角位置,卡尺测试厚度与新型厚度测试设备及简易厚度测试设备一致,对若样品最厚点不在边角位置,用卡尺则无法测试出样品真实厚度。针对非平整面砖,新型厚度测试设备和简易厚度测试设备测试结果一致,测试效率新型厚度测试设备远高于简易厚度测试设备。但是,卡尺无法测试非平整面砖的线多种测试方法重复性测试
从表5可知,新式厚度测试设备的设备重复性均高于传统厚度测试设备和卡尺。主要原因:1、传统简易厚度测试设备的操作繁琐,每次无法准确的重复测试回同一个测试点,测试出的结果就会出现偏大或偏小的情况。2、传统简易厚度测试设备和卡尺均是人工操作。在人工操作中,測试设备容易发生倾斜,当测试设备和样品不垂直,则此测试点上的测试结果就会偏大。这两个原因致使手工测试的结果重复性差,标准差变大,测试数据可靠性降低。
本文介绍的几种厚度测试设备及方法,新型厚度测试设备和传统简易厚度测试设备严格按照标准GB 3810.2-2016《陶瓷砖试验方法 第2部分:尺寸和表面质量的检验》中厚度测试方法要求,新型厚度测试设备的测试效率较传统简易厚度测试设备大大提高,测试结论与传统简易厚度测试设备数据一致。用卡尺测试厚度依然是工厂主流的测试方法,但是卡尺测试厚度并不能准确的表现出陶瓷砖的真实厚度,非真实的产品厚度可能会对日后的市场销售存在风险。
多种厚度测试方法的重复性比较中,新型厚度测试设备的设备重复性最好,测试结果可靠性最好。从工作原理及数据采集点来说,新型厚度测试设备属于真正意义上的全线段扫描测试,全线段测试结果能自动保存,测试结果更为可靠准确。随着陶瓷产品的迭代,部分传统的测试设备已跟不上时代的脚步。新型的自动化智能化检测设备将进入一个新的时代。
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