도금 불량의 종류·원인과 관찰·평가에 관한 과제 해결
도금의 고기능화에 따라 외관 검사 등에 의한 품질 보증에서도 높은 수준이 요구되고 있습니다. 여기에서는 품질 및 기능을 손상시키는 대표적인 도금 불량의 종류와 현상, 원인을 설명합니다.
또한, 최신 4K 디지털 마이크로스코프에 의한 도금 불량 검사의 최신 사례와 과제 해결 사례를 소개합니다.
- 도금 불량의 분류·종류와 원인
- 4K 디지털 마이크로스코프를 활용한 도금 불량의 검사 사례
- 4K 디지털 마이크로스코프에 의한 도금 검사의 과제 해결 사례
- 도금 검사·평가를 고도화·합리화하는 1대의 기기
도금 불량의 분류·종류와 원인
다양한 형상·소재(금속·플라스틱·세라믹 등)의 표면 처리에 많이 이용되는 「도금」. 재료 표면에 필요한 막 두께로 피복하여 장식 목적 뿐만 아니라, 내마모성·내부식성·내열성·내약품성·전기 전도성·윤활성·접착성·장식성 등 매우 다양한 기능을 부여할 수 있습니다. 한편, 각 공정에서 발생하는 도금 불량은 재료 및 제품의 품질 및 특성과 큰 연관이 있습니다.
금속 피막을 재료에 피복시키는 도금에서 나타나는 대표적인 도금 불량의 3가지 종류와 불량 현상 및 원인을 아래에서 소개합니다.
밀착 불량: 「박리」「팽창」
다양한 원인으로 바탕 표면과의 결합력이 저하되어 도금이 밀착되지 않는 현상. 또한, 도금 처리 후 밀착 불량이 나타나지 않은 경우라도, 후 공정의 굽힘 가공 시 바탕과 도금 피막의 유연성 차이가 원인이 되어 「팽창」이나 「박리」가 발생하는 경우가 있습니다.
이물질 부착 불량: 「거친 도금」
습식 도금에서 도금 피막 표면에 작은 돌기가 발생하는 현상. 도금조 안의 고체 부유물(금속 입자)이 도금층에 들어가는 것이 원인입니다.
미석출: 「얼룩」, 「불균일」, 「피트」, 「핀 홀」
외관상의 「광택 불균일」과 「얼룩」 중 대부분은 도금 표면의 부분적인 「부예짐」이나 환경 등에 의해 도금면이 본래의 색조를 잃어버리는 「변색」으로 인한 것입니다. 이런 현상들은 소재 표면의 거칠기 불균일이나 탈지 부족, 성형 공정에서 나타나는 불균일 등이 원인입니다.
(A.도금 피막 B.소재)
「피트」, 「핀 홀」은 모두 도금 피막 표면의 함몰형 결함입니다. 석출 불량으로 소재 표면까지 도달하지 않고 거시적(매크로)으로 확인할 수 있는 구멍이 「피트」, 소재 및 바탕층까지 도달하는 작은 구멍이 「핀 홀」입니다. 후자는 도금 피막의 「팽창」이나 소재의 「부식」 등 2차적인 불량·결함의 원인이 되기도 합니다.
이러한 불량을 정확하게 파악하려면 2D 사진 뿐만 아니라, Z방향(막 두께 및 구멍 깊이)의 정보가 필요합니다.
4K 디지털 마이크로스코프를 활용한 도금 불량의 검사 사례
재료 표면의 장식성 뿐만 아니라, 기능 부여의 역할을 하는 도금 불량은 제품의 외관 품질 외에도 기능·성능·내구성과 큰 관련이 있습니다. 또한, 최근에는 도금의 고기능화를 배경으로 불량 해석·신뢰성 평가에 대한 요구도 고도화되고 있습니다.
그러나 도금 피막은 얇고 광택이 있으며 대부분의 경우 그곳에 발생하는 불량은 미세하고 입체적입니다. 기존의 현미경으로 촬영한 사진(2D 화상)이나 측정기를 이용한 검사에서는 확실한 품질 보증이 실현되지만 여러 가지 과제가 있었습니다.
KEYENCE의 고해상도 4K 디지털 마이크로스코프 「VHX 시리즈」는 고분해능 HR 렌즈와 4K CMOS 등의 최첨단 기술을 채택하여 선명한 4K 화상으로 도금 상태를 정확하게 관찰·해석할 수 있습니다.
또한, 확대 화상에서 그대로 2D 치수 측정 및 3D 형상·프로파일 측정 등을 실시할 수 있기 때문에 도금 불량 검사를 통한 품질 관리·품질 보증에 요구되는 작업이 1대로 간편하고 빠르게 완결됩니다.
여기에서는 「VHX 시리즈」를 이용한 도금 불량의 최신 검사 사례를 소개합니다.
도금의 변색·부식
도금 피막의 핀 홀
도금 박리
도금의 크랙
거친 도금(이물질 부착)의 해석
도금 막 두께의 측정(수지 매립 샘플)
4K 디지털 마이크로스코프에 의한 도금 검사의 과제 해결 사례
도금면의 확대 관찰·불량 해석·각종 계측·측정 등은 난이도가 높고 기존의 현미경이나 측정기를 이용한 외관 검사에서 여러 가지 과제가 있었습니다.
여기에서는 KEYENCE의 최신 4K 디지털 마이크로스코프 「VHX 시리즈」를 이용한 도금 검사의 과제 해결 사례를 소개합니다.
고배율로도 도금 표면을 선명하게 표현
기존의 과제: 현미경의 경우
도금 표면의 고배율 관찰에서는 요철 때문에 초점 조정이 어려워 작업 공정 수가 증가했습니다. 또한, 해상도 부족으로 정확하게 평가하지 못하는 경우가 있었습니다.
4K 디지털 마이크로스코프 「VHX 시리즈」는
고분해능 HR 렌즈와 4K CMOS를 통해 고배율의 관찰에서도 깊은 피사계 심도를 실현합니다. 도금 표면의 요철에 영향을 받지 않고 전체에 초점이 맞는 선명한 고배율로 관찰할 수 있습니다.
풀 포커스 화상과 자유로운 줌을 실현
기존의 과제: 현미경의 경우
고배율일수록 요철이 있는 대상 물체의 일부에만 초점이 맞기 때문에 관찰에 시간이 걸렸습니다. 또한, 배율에 따라 렌즈 교환·관리가 필요하므로 확대 관찰에 따라 작업이 번잡해지거나 작업 공정 수가 증가하는 원인이 되었습니다.
4K 디지털 마이크로스코프 「VHX 시리즈」는
「라이브 심도 합성」으로 요철이 있는 대상 물체 전체에 풀 포커스가 맞는 화상을 순식간에 취득할 수 있습니다. 지금까지 초점 조정에 걸렸던 시간을 절감할 수 있는 동시에 전체상을 관찰함으로써 해석·평가의 효율화가 실현됩니다.
또한, 고분해능 HR 렌즈와 전동 리볼버를 탑재하여 20~6000배까지 렌즈 교환이 필요 없는 「심리스 줌」을 실현했습니다.
배율에 맞춰 자동으로 렌즈를 전환하여 초점을 조정하기 때문에 신속하게 확대할 수 있습니다. 촬영한 화상에 렌즈 및 배율의 정보를 모두 기록할 수 있으므로 데이터도 효율적으로 관리할 수 있습니다.
- A.고분해능 HR 렌즈
- B.전동 리볼버
확대 관찰에서 그대로 3D 형상·프로파일 측정이 가능
기존의 과제: 현미경의 경우
Z축(높이·깊이)을 모르기 때문에 입체적인 불량을 판별·측정할 수 없었습니다. 또한, 별도의 3D 측정에 대응하는 측정기를 사용할 필요가 있으므로 검사 공정과 작업 공정 수의 증가가 과제였습니다.
4K 디지털 마이크로스코프 「VHX 시리즈」는
풍부한 메뉴를 이용하여 간단한 조작으로 3D 형상과 프로파일 측정을 실시할 수 있습니다.
따라서 이물질이나 흠집 또는 피트 및 핀 홀을 정량적으로 평가할 수 있습니다. 「VHX 시리즈」 1대를 통해 확대 관찰부터 2D·3D 측정까지 효율적으로 실현됩니다.
자동 면적 계측에 의한 평가의 정량화
기존의 과제: 현미경의 경우
육안으로 결정을 카운트하는 경우, 정량적으로 평가할 수 없었습니다. 또한, 계측은 별도로 전용 계측기나 소프트웨어를 이용해야 했기 때문에 검사 공정과 공정 수의 증가가 과제였습니다.
4K 디지털 마이크로스코프 「VHX 시리즈」는
자동 계측으로 지정한 범위 내의 면적 계측 및 결정 입도·입자 카운트를 쉽게 실행할 수 있습니다. 뿐만 아니라, 2치화 처리 및 계측 결과의 목록 표시, 막대 그래프화, 그리고 리포트 작성까지 간단한 조작으로 완결됩니다.
조명 전환으로 도금 표면의 외관 평가를 효율화
기존의 과제: 현미경의 경우
조명 조건을 변경하면서 도금 표면을 관찰할 때 다른 조명 조건의 화상을 실시간으로 비교하며 해석·평가할 수가 없었습니다. 또한, 이전과 같은 조명 조건을 빠르게 재현하기가 어려웠습니다.
4K 디지털 마이크로스코프 「VHX 시리즈」는
다양한 조명 조건의 화상을 순식간에 취득하여 선택할 수 있는 「멀티 라이팅」 기능으로 조명에 따라 표정이 바뀌는 도금면의 해석·평가를 효율화할 수 있습니다.
또한, 다른 조명 조건의 화상을 나열하여 표시할 수도 있기 때문에 종합적인 판단에 따른 해석·평가를 원활하게 진행할 수 있습니다.
- A.동축 낙사
- B.링 조명
- C.동축 편사
- D.MIX광
도금 검사·평가를 고도화·합리화하는 1대의 기기
고해상도 4K 디지털 마이크로스코프 「VHX 시리즈」는 지금까지의 현미경으로는 관찰·해석·정량 평가가 어려웠던 도금 불량을 선명한 4K 화상으로 크게 효율화합니다. 또한, 지금까지는 불가능했던 2D·3D 측정 및 2치화 계측, 리포트 작성까지 1대로 끊김 없이 실행할 수 있습니다.
「VHX 시리즈」는 여기에서 소개한 내용 외에도 여러 편리한 기능이 탑재되어 있습니다.
「VHX 시리즈」에 관한 자세한 내용을 알아보시려면 아래의 버튼을 클릭하여 카탈로그를 다운로드하시거나 부담 없이 상담·문의해 주시기 바랍니다.
