Wszystko kręci się wokół powierzchni

Rhopoint TAMS™ — innowacyjny nowy system pomiarowy do charakteryzowania jakości wizualnej powierzchni funkcjonalnych i dekoracyjnych

Metody pomiarowe stosowane do charakteryzowania wrażenia wizualnego były bardzo złożone i stanowiły domenę głównie ekspertów. Aby uzyskać szybką i nieskomplikowaną ocenę jakości wizualnej powierzchni, po kilku latach współpracy specjalistów z Volkswagen AG, Audi AG i angielskiej firmy Rhopoint Instruments Ltd. opracowano innowacyjne urządzenie pomiarowe, które odtwarza ludzką percepcję — Rhopoint TAMS™ (Total Appearance Measurement System).

Wygląd powierzchni lakierowanych ma pierwszorzędne znaczenie dla wszystkich firm zajmujących się powłokami premium, a w szczególności producentów samochodów, ponieważ pierwsze wrażenie wizualne jakości powierzchni produktu, jakie otrzymuje klient, może mieć znaczny wpływ na późniejszą decyzję o zakupie. Jakość powierzchni lakierowanych powinna być zatem postrzegana przez klienta jako wizualnie atrakcyjna, na co wpływa kolor, a w szczególności struktura powierzchni.

Konwencjonalne przyrządy pomiarowe opierają się na użytkownikach, którzy interpretują bardzo złożone wartości kilku urządzeń pomiarowych jako rzeczywisty wygląd wizualny. Może to prowadzić do niejednoznacznej komunikacji na temat natury powierzchni, np. między producentem a firmami dostarczającymi części dodatkowe. Trudności w korelacji między zmierzonymi wartościami a wrażeniem wizualnym mogą skutkować wykończeniem, które nie spełnia oczekiwań producenta, nawet jeśli wszystkie konwencjonalnie mierzone parametry mieszczą się w granicach tolerancji.

Aby zoptymalizować procesy lakiernicze, kilka lat temu Volkswagen AG zainicjował kompleksowy projekt innowacyjny, który dotyczył m.in. badania i ulepszania podstawowych procedur pomiaru lakierów samochodowych. Projekt doprowadził do opracowania całkowicie nowej technologii instrumentów przez Rhopoint Instruments Ltd. (Wielka Brytania), firmę specjalizującą się w ocenie percepcji wyglądu.

Ważną częścią projektu było intensywne badanie percepcji człowieka, które przeprowadzono w AUDI AG. Wspólne opracowanie definicji i modeli obliczeniowych było potrzebne do kompleksowego opisu wrażeń wizualnych obserwatora.

Ludzkie oko patrzy na powierzchnie, przechodząc przez dwa różne typy ogniskowania – ogniskowanie na małej odległości w celu oceny struktury powierzchni i defektów oraz ogniskowanie na odbiciach i konturach powierzchni w tzw. odległości wystawowej, tj. odległości ok. 1,5 m, którą obserwator zazwyczaj przyjmuje do oceny wizualnej.

Podczas tego mózg obserwatora przechodzi przez różne szacunki, a podstawą jego reakcji jest: „Czy produkt wygląda dobrze”? lub „Czy sąsiadujące części mają harmonijny i jednorodny efekt”?, procesy, które ostatecznie mają wpływ na decyzję o zakupie.

Rhopoint TAMS™ symuluje te procesy, imitując funkcje ludzkiego oka i mapując mechanizmy zachodzące w mózgu, wykorzystując technologię podwójnego ogniskowania obrazu oraz systemy obrazowania i przetwarzania na poziomie high-tech. Rhopoint TAMS™ rejestruje obrazy na różnych poziomach ostrości i oblicza charakterystyki za pomocą algorytmów percepcji.

Na podstawie tej wiedzy możliwe jest specjalne rejestrowanie wrażenia wizualnego wyglądu. Wybrano łatwo zrozumiałe zmienne pomiarowe, które umożliwiają jasną komunikację między wszystkimi odpowiedzialnymi wewnętrznymi i zewnętrznymi ogniwami w łańcuchu dostaw pojazdu.

Rhopoint TAMS™ wykorzystuje cztery parametry do wytworzenia kompleksowego opisu wrażeń wizualnych: kontrast, ostrość obrazu, falistość i dominujący rozmiar struktury (wymiar).

Kolor powierzchni wpływa na siłę odbitego kontrastu

Kontrast jest związany z kolorem powierzchni; białe i metaliczne powierzchnie mają niski kontrast, podczas gdy głębokie czarne powierzchnie mają wysoki kontrakt (100%).

Powierzchnie o niskiej i wysokiej ostrości

Ostrość określa dokładność obrazów odbijanych przez powierzchnię, 100% oznacza idealne odbicie.

Falistość jest miarą wrażenia wizualnego, jakie fale powierzchniowe wywołują u obserwatora z odległości salonu (1,5 m) i jest pochodną ludzkich odczuć. Powierzchnie o niskiej falistości są zwykle preferowane przez widza.

Powierzchnia o gładkiej powierzchni i powierzchnia o falistej fakturze „skórki pomarańczy”.

Wymiar, z drugiej strony, wskazuje dominujący rozmiar struktury postrzegany z odległości oglądania salonu. Dominujący rozmiar struktury jest ważny dla określenia harmonii dwóch sąsiadujących części.

Powierzchnia z małą dominacją struktury i powierzchnia z dużą dominacją struktury

Chociaż te parametry same w sobie mogą być użyte do oceny, znaczącą zaletą Rhopoint TAMS™ jest to, że te parametry można połączyć, aby utworzyć dwie nowe wartości: współczynnik jakości i współczynnik harmonii.

Współczynnik jakości (Q) to indywidualna wartość, która podsumowuje ogólny wygląd powierzchni, gdzie 100% oznacza całkowicie gładką powierzchnię z doskonałym wrażeniem wizualnym.

Współczynnik harmonii (H) został opracowany w celu oceny akceptacji dwóch sąsiadujących części. Wartość >1,0 wskazuje, że jakość wizualna sąsiadujących części jest odczuwana przez obserwatora jako zakłócająca.

Te dwie wartości są decydującym warunkiem wstępnym, aby umożliwić ocenę PASS/FAIL w celu ostatecznej kontroli jakości na linii produkcyjnej i/lub ustalenia limitów interwencji.

Oparty na metrologii optycznej, Rhopoint TAMS™ stanowi znaczący krok naprzód w pomiarach samochodowych i wysokiej jakości powłok o wysokim połysku, ponieważ kwantyfikuje wrażenia wizualne i ułatwia interpretację i przekazywanie wyników. Technologia Rhopoint TAMS™ zapewnia kompleksowy widok szerokiej gamy powierzchni, od stali jako materiału nośnego po różne warstwy pośrednie, takie jak KTL i wypełniacz, aż po warstwę wierzchnią. Rhopoint TAMS™ pomaga zatem zoptymalizować wykończenie powierzchni i zapewnia nowe kryteria jakości, które nie podlegają subiektywnym wpływom oceny wizualnej.

Uniwersalna technologia Rhopoint TAMS™ sprawi, że w przyszłości inne metody oceny specyficzne dla klienta staną się wykonalne, w czym Przemysł 4.0 odgrywa ważną rolę.

Jako wieloletni partner dystrybucyjny Rhopoint Instruments, Konica Minolta Sensing będzie zajmować się marketingiem i dystrybucją Rhopoint TAMS™ za pośrednictwem swojej globalnej sieci dystrybucyjnej. Nowe urządzenie stanowi doskonałe uzupełnienie kompleksowej oferty rozwiązań firmy Konica Minolta w zakresie pomiaru koloru i światła dla przemysłu motoryzacyjnego i jego dostawców.