從注塑到裝車——應力雙折射儀如何護航車載透明件全流程質量?

隨著智能座艙和自動駕駛技術的快速發展,現代汽車對透明部件的性能要求已從單純的防護功能升級為集光學性能、結構強度和智能交互于一體的復合型需求。在確保行車安全的前提下,這些部件必須滿足三大核心指標:卓越的成像清晰度、優異的抗沖擊性能,以及出色的光學穩定性。本文將深入探討車載透明部件的質量控制體系,重點解析先進檢測技術在其中的關鍵作用。

車載透明部件的分類

現代車載透明部件主要分為無機玻璃和有機高分子兩大材料體系。無機玻璃憑借其優異的表面硬度和光學穩定性,廣泛應用于前擋風玻璃和儀表盤保護罩;而高分子材料則因其出色的抗沖擊性和成型靈活性,成為HUD顯示模塊和智能交互面板的首選。值得注意的是,隨著曲面顯示技術的發展,高分子材料的應用比例正逐年提升。

在性能指標方面,除了傳統的光學透過率和機械強度外,現代車載透明部件還需特別關注:

  1. 動態環境下的光學穩定性(消除彩虹紋和眩光)
  2. 復雜應力狀態下的尺寸穩定性
  3. 極端溫度條件下的性能保持率

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測量儀器的原理介紹

應力雙折射測量儀通過測量對透明產品對偏光前后的變化,得到產品的雙折和應力的信息。

目前市場大概非為三類,第一種是將產品放在兩個偏光片中間去旋轉偏光片,用肉眼去分辨顏色的變化,憑借經驗去找到對應的數值,這種方式不管是效率和精確度都非常低。

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第二種是采用激光的方式,受限于激光光斑的大小,所以要得到整個樣品的應力雙折射分布需要大量的時間去掃描,且機械位移結構也會影響測量結果。

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第三種是采用偏光感應器的方式,將5um×5um大小的偏光片通過獨特的方式制成偏光陣列片,對應CCD的每一個像素點,可以在10秒內完成整個樣品的雙折射和應力信息,目前市場上主流的產品是這一款,畢竟時間就是金錢。

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從產品的源頭(原材料)減輕成本和質量控制壓力

企業對成本的控制的第一步就是前期供應商的產品性價比的把控,若是前期選購性價比高的產品,不但可以節省成本,還可以減輕質量控制的壓力。通過對不同原材料和不同成型工藝產品應力雙折射信息比較,選擇性價比最高的產品。

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不同成型工藝:

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用良好的研發設計降低產品的缺陷

任何產品,如果存在設計不良缺陷,都會成倍的增加質量控制壓力,因此,良好的研發設計,是進項質量控制的重點。

大部分的車載透明部件都會先通過光學仿真進項設計、開發再到模具的制作和工藝的調整。

比如注塑成型是將融化的高分子材料填充至模具里,隨著溫度的差異一邊固化一邊流動,研發者必須把握流動狀況來提升產品良率。

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雖然可以通過模擬軟件大概推測模流方向,但是并不能保證實際成品無法準確得知。但是通過應力雙折設備的軸方位信息,就可以準確的知道實際的模流方向,就是這么神奇!

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當然真正高端的儀器設備怎么能少數據功能,例如PA系列配備的500萬像素的CCD,十秒就可以采集500萬個點的應力雙折射數據,然后再搭配軟件的分析功能,研發人員的福音。

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精確、高效的產品質量控制方案

量產作為產品走向市場的最后一步,雖然有其他設備進行檢測,不過應用于產線卻仍然存在很多問題。

  • 產品缺陷不能及時發現和解決;
  • 不易用簡單有效的數字進行良品、不良品判斷等。

國高材分析測試中心率先引入WPA-200設備,為產業客戶提供從材料研發到量產的全鏈條應力檢測服務,解決了許多量產中的痛點。

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技術參數:

項目具體參數輸出項目

相位差【nm】,軸方向【°】,相位差與應力換算【MPa】

測量波長

520nm、543nm、575nm

雙折射測量范圍

0~3500nm

測量小分辨率

0.1nm

測量重復精度

<0.1nm

測量模式

單波長測定、三波長測定

視野尺寸

24x32mm~100x133mm

3.0x4.0mm~12.9x17.2mm

測量樣品尺寸范圍

24x32mm~100x133mm

送樣要求:

1.透明或半透明材料(不適用于完全不透明材料);

2.表面平整、無劃痕,避免散射光干擾測量; 

3.厚度均勻; 

4.尺寸在200mm*200mm以內的樣品 

5.若要轉換成應力分布圖,需準備厚度3-5mm、直徑≤30mm的圓形制件采集材料的光彈性系數

咨詢電話:020-66221668

測量實例:

1. 玻璃制品:

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汽車擋風玻璃

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汽車儀表盤玻璃制品

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3D玻璃蓋板

2. 注塑成型品:

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儀表注塑成型蓋板

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PC蓋板

3. 鏡頭:

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