Много професионалисти, ангажирани с научноизследователска и развойна дейност или контрол на качеството, вероятно са се сблъскали с този проблем при извършване на инспекции за входящ контрол на качеството (IQC). След като го прегледах два пъти, смятам, че изисква подробен анализ.
Какво означава "проявление"? Отнася ли се за неговото тактилно усещане по време на изграждане или за механичната якост след окончателното втвърдяване?
каква е разликата 5% или 50%?
Без количествени граници и конкретни сценарии на приложение, на този въпрос не може да се отговори просто с „да“ или „не“. Следователно, ние ще продължим директно от инженерна гледна точка, за да анализираме задълбочено проблема с „вариациите във вискозитета на лепилото“. Това, което трябва да оценим, е дали тази вариация произтича от отклонения в методите за изпитване или присъщи колебания на материала-и какви рискове от повреда могат да създадат такива колебания на производствената линия.
01 Природата на вискозитета
Но ако възприемем различна гледна точка и разгледаме микроскопичния физически свят на полимерите, вискозитетът по същество е изключително динамичен процес. Вискозитетът на полимерните материали възниква основно от два фактора: първо, вторични взаимодействия между молекулни вериги (включително сили на Ван дер Ваалс, водородни връзки и дори мигновени диполни моменти, възникващи от преходно неравномерно разпределение на електронния облак); второ, физическото заплитане, присъщо на структурата на дългата -верига на полимерите, което прилича на заплетена мрежа, преплетена в пространството. Когато прилагаме макроскопична сила-като натиск от разпределителен клапан или сила на срязване върху ротора на вискозиметър-, за да предизвикаме поток, ние по същество упражняваме механична работа, за да преодолеем тези междумолекулни електромагнитни привличания и да пробием тези физически възли.
„Вътрешната сила на триене“, генерирана от тази молекулярна верига по време на плъзгане, е макроскопичното проявление на вискозитета. Следователно вискозитетът не е изолиран параметър на лепилото, а по-скоро цялостно отражение на неговата молекулна структура и междумолекулни взаимодействия.
Това също така обяснява защо вискозитетът е силно чувствителен към условия като температура, скорост на срязване и време-, тъй като тези параметри директно променят подвижността на молекулите и тяхното състояние на заплитане.
02 Пристрастията на данните често произтичат от несъответствие на границите на теста.
Връщайки се към запитването на колегата, двете партиди лепило са с различен вискозитет. Преди да подозираме материални дефекти, първо трябва да изключим смущения от процедурите за тестване. Тъй като повечето полимерни течности не са-Нютонови течности, те налагат изключително строги гранични условия при изпитване.
Експоненциалната връзка между температурата и подвижността на сегментите на полимерната верига следва експоненциален модел (в съответствие с емпиричния закон на Арениус). В много случаи централната температура на зоната за съхранение на лепилото е 20 градуса, докато температурата на околната среда в камерата за изпитване е 25 градуса.
Ако пробата не е подложена на адекватно термично равновесие във вана с постоянна температура след вземане на пробата (което обикновено изисква повече от 30 минути), измерените данни неизбежно ще покажат значителни отклонения. Температурна флуктуация от 1 градус може да доведе до промяна на вискозитета от 5% до 10%.
Скорост на срязване: Много процеси за контрол на качеството пренебрегват последователността на модела на ротора и скоростта на въртене, когато сравняват партиди. Полимерните течности проявяват характеристиката на „поведение-изтъняване при срязване“.
Колкото по-висока е скоростта на въртене, толкова по-голяма е степента, до която молекулярните вериги са принудително ориентирани и развити, което води до по-нисък измерен привиден вискозитет. Най-важното е, че когато се оценяват не-Нютонови флуиди, точка на вискозитет при една скорост на въртене често е безсмислена; това, което трябва да се сравнява, са "кривите на срязващо напрежение-вискозитет", получени при различни скорости на срязване.
Време (тиксотропия): В системи, съдържащи тиксотропни агенти като пирогенен силициев диоксид, вътрешно се образува мрежа от водородни връзки в покой (което води до висок вискозитет), докато тази мрежа се разрушава при напрежение на срязване (което води до нисък вискозитет).
Това е донякъде подобно на двама души, които се състезават в състезание на 100-метра: единият току-що е завършил загрявката-и поддържа оптимално физическо състояние, докато другият вече е участвал в пет последователни състезания и физическото им състояние все още не се е възстановило, преди да опита шестото. Наблюдаваната разлика в крайните резултати може да не отразява непременно действителните разлики в способностите, а може просто да произтича от вариации в техните пред-условия на теста. Ако времето за предварително-рязане или периодът на възстановяване на почивка се различава между две партиди проби преди тестването, показанията естествено ще се различават. Поради това е от съществено значение да се уточни ясно преди тестване колко дълъг трябва да бъде периодът преди рязане и в коя точка от времето трябва да се направят измерванията. Без правилно синхронизиране на времето данните не могат да бъдат сравнени ефективно.
03 Какво представлява значителна разлика, която би се считала за необичайна? Кога може да повлияе на продукта?
Първо трябва да се признае, че самият процес на полимеризация е по своята същност случаен, което прави нереалистично да се изисква напълно равномерно разпределение на молекулното тегло във всички партиди лепило.
Общите промишлени спецификации показват, че колебанията на вискозитета в рамките на ±10% до ±15% попадат в границите на нормалния толеранс.
Ако отклонението надвишава 20%–30%, е необходимо повишено внимание-това показва потенциални проблеми с партидата на основната смола или неравномерно разпръскване на тиксотропа. Какви последствия могат да доведат до такива отклонения?
Зависи от вашия прозорец на процеса. Ако нанасяте лепило ръчно или полу-автоматично, 20% разлика във вискозитета може да повлияе на усещането на оператора за текстурата, но не е задължително да повлияе на крайната здравина на свързване.
При автоматичните дозиращи линии промените във вискозитета пряко влияят върху количеството нанесено лепило. При еднакви условия на налягане и време, високият вискозитет може да попречи на лепилото да тече правилно или да причини нанизване; ниският вискозитет може да доведе до увисване или нежелано разпространение на лепилото. Това може да наруши производствения ритъм. Критичният фактор се крие в правилното намокряне на интерфейса.
Повишеният вискозитет намалява течливостта, предотвратявайки пълното проникване на лепилото в микро-грапавата повърхност на основата. Въпреки че се виждат при нанасяне, на интерфейса съществуват множество микроскопични кухини. При стрес рискът от разслояване на интерфейса значително нараства. Реклама: WorkBuddy AI Office Assistant – внедряване-безплатно и готово-за-използване. Опитайте WorkBuddy сега. Освен това може да се образуват мехурчета. Повишеният вискозитет намалява течливостта, предотвратявайки пълното проникване на лепилото в микро-грапавата повърхност на основата. Въпреки че се виждат при нанасяне, на интерфейса съществуват множество микроскопични кухини. При стрес рискът от разслояване на интерфейса значително нараства. Реклама: WorkBuddy AI Office Assistant – внедряване-безплатно и готово-за-използване. Опитайте WorkBuddy сега. Освен това може да се образуват мехурчета.
Когато вискозитетът на лепилото за пълнене се увеличи, микромехурчетата, увлечени по време на разбъркване или пълнене, стават трудни за отстраняване. Дори при условия на вакуум системите с висок-вискозитет са склонни да улавят тези мехурчета. При втвърдяване тези мехурчета се развиват в точки на концентрация на напрежение, което при електрически приложения с високо-напрежение може директно да доведе до частичен разряд или повреда.
[Инженерен{0}}подход-Вземане на решение] Ето три{2}}стъпкова рамка за инженерна-преценка:
1. Първо потвърдете дали несъответствието е истинско
Две партиди проби бяха измерени едновременно с помощта на един и същ вискозиметър, ротор, скорост на въртене, температура, както и идентични условия на време на покой и срязване. Ако разликата е по-малка от 15%, това е много вероятно нормална вариация. Ако разликата надвишава 20%, трябва да се извърши допълнителен анализ.
2. Сега нека да погледнем отново вашия прозорец на процеса
Тествайте на производствената линия: определете текущото въздушно налягане, времето за нанасяне, диаметъра на иглата на дозиращото оборудване и допустимия диапазон на вискозитет.
Например, ако устройството ви постоянно произвежда лепило в диапазон на вискозитет от ±15%, вариациите на партидите няма да повлияят на производителността. Въпреки това, ако прозорецът на толеранс е тесен, трябва да се споразумеете с доставчика за по-строги стандарти за контрол на партидите.
3. Накрая проверете режимите на повреда
Ако продуктът в крайна сметка премине функционални тестове (напр. якост на срязване, устойчивост на натиск, стареене) след колебания на вискозитета, това показва, че промените попадат в приемливи граници. Ако дадена партида показва лошо омокряне или остатъчни мехурчета, прегледайте специфичните промени във вискозитета и установете специални параметри за вътрешен контрол. Докато стабилният вискозитет е желателен, това, което е по-важно, е неговата достатъчна стабилност при вашите специфични условия на производство.
За да анализирате систематично проблема, първо елиминирайте грешките в измерването, след това сравнете параметрите на процеса в рамките на оптималния диапазон и накрая съпоставете тези констатации с действителните модели на повреда-този подход предотвратява подвеждането от една единствена числена стойност. Ако също така сте се натъкнали на несъответствия между две партиди данни за лепило или непоследователни обеми на дозиране на производствената линия, следвайте тази процедура.