DeFelsko生产的几种油漆和涂层厚度仪器可以测量各种基材上的粉末涂层厚度，包括钢、铝和木材--固化前或固化后。本文介绍了粉末涂料厚度测量解决方案，并列出了相应的ASTM标准测试文件。
粉末涂层厚度的测量可以在固化前和固化后进行。基材类型、粉末涂层厚度范围、零件形状和经济性决定了要采用的最佳方法。
对于未固化的粉末，可以用粉末梳子和采用特殊粉末探头的磁性涂层测厚仪进行高度测量。这些技术都是破坏性的，可能需要对零件进行重新喷涂。在固化过程中，涂层粉末的厚度通常会减少，因此这些程序需要确定一个减少系数来预测固化的薄膜厚度。
超声波仪器也可以测量未固化的粉末，但在测量时不需要接触到表面。它们不是测量粉末高度，而是自动显示预测的固化厚度结果。
对于固化后的测量，有各种手持式仪器可供选择。这些非破坏性的仪器根据基材的不同，采用磁、涡流或超声波原理。不太常见的方法包括千分尺测量，破坏性的干膜方法，如横断面，和重力（质量）测量。
我们首先讨论固化后的测量，因为固化后的厚度目标是粉末制造商和涂层指定者最经常提供的数值。干膜厚度（DFT）仪器很常见，价格合理，无破坏性，而且易于操作。它们采用磁性、涡流或超声波原理，取决于基材。
采用了三种操作原理。磁性 原理用于测量钢铁部件上的非磁性涂层。对于其他金属，如铝，只要涂层是不导电的，就采用涡流原理。对于非金属，采用超声波原理。
当零件是由钢制成时，使用机械或电子操作的磁性测厚仪进行测量。
机械式拉力计使用一个永久磁铁。通过测量将磁铁从涂层钢表面拉出所需的力来确定固化的厚度。磁性拉力计坚固、简单、便宜、便携，而且通常不需要任何校准调整。在生产过程中，如果质量目标只需要几个读数，它们是一个很好的、低成本的选择。
DeFelsko生产两种机械仪器。PosiTest FM是一个回滚式表盘模型，由一个连接在可旋转平衡臂一端的磁铁组成，并与一个校准的游丝相连。通过用手指旋转表盘，弹簧增加了对磁铁的作用力并将其从表面拉出。它在爆炸性环境中是安全的，通常由油漆承包商和小型粉末涂料操作使用。它的公差为±5%。
铅笔型模型，如我们的 PosiPen使用一个安装在螺旋弹簧上的磁铁，垂直于涂层表面工作。对于小零件或快速质量检查来说，铅笔型仪器是理想的选择。 PosiPen它有一个较小的探针尖，可以准确地放在小零件、难以到达的区域和弯曲的表面上。 其温度范围为-100至230 ºC (-150至450 ºF)，使其成为对刚出炉的热工件进行测量的理想选择。它的公差为±10%。
有多种电子仪器可用于测量金属部件的固化后粉末涂层厚度。它们在测量钢铁时采用磁力原理，在测量铝时采用涡流原理。测量结果显示在一个易于阅读的液晶显示器（LCD）上。典型的公差在±1%和±3%之间。
我们的基本电子解决方案被称为 PosiTest DFT.有两种型号可供选择，每种型号都能测量到1000微米（40密耳）。PosiTest DFT 铁质型号建议用于钢质基材，而PosiTest DFT 组合型号是在所有金属基材上进行测量的理想选择。
我们最受欢迎的粉末涂料生产商的仪器是 PosiTector 6000系列量具。它们是对金属基材上的粉末涂层厚度进行无损测量的理想选择。 各种型号的 PosiTector 6000包括用于钢基材的F系列，用于铝等非钢基材的N系列 ，以及用于测量任一应用的FN系列 。 更高精度的黑色金属或有色金属 微探头，量程可达625微米（25密耳），可用于测量较小的、难以到达的区域。Advanced 型号可存储、打印和下载读数。随着越来越多的客户购买涂层测厚仪来验证入库产品的质量，粉末涂料厂拥有永久记录质量控制数据的能力也变得越来越重要。一些粉末涂料生产商甚至采取了下一步措施，向客户提供不请自来的报告，显示涂层厚度读数，作为其工艺质量的证据。
ASTM D7091描述了用磁性和涡流涂层测厚仪对金属基材进行的非破坏性测量。
磁性和涡流仪器测量金属上的粉末。非金属应用，如涂层塑料和木材，需要使用超声脉冲回波技术。
超声波测试的工作原理是，在临时应用于表面的凝胶（或水滴）的协助下，用一个探头（换能器）向涂层发送超声波脉冲。
这种相对较新的进展使工业界能够以可承受的价格进行非破坏性的质量控制。这种测量技术的一个好处是可以测量多层涂层系统中的各个层。
我们的超声波PosiTector 200 B是测量应用于非金属基材的粉末涂料厚度的理想选择。它的范围是13到1000微米（0.5到40密耳）。ASTM D6132描述了这种测试。
千分尺有时被用来检查涂层厚度。它们的优点是可以测量任何涂层/基体组合，但缺点是需要接触到裸基体。必须进行两次测量：一次是在有涂层的情况下，另一次是没有涂层的情况下。这两个读数之间的差异，即高度变化，被认为是涂层厚度。
有两种破坏性的技术可用。一种是将涂层部件切成横截面，通过显微镜观察切口来测量薄膜厚度。另一种技术是使用比例显微镜来观察通过固化涂层的几何切口。这种方法在非破坏性方法不可行时使用，或作为确认非破坏性结果的一种方法。ASTM测试方法D4138描述了用横断面仪器在刚性基材上进行的破坏性测量。
到目前为止，所描述的测量方法是在粉末涂料固化后进行的。但是，如果涂层应用不当，固化后的修正需要昂贵的额外劳动时间，可能会导致薄膜污染，并可能带来附着力和涂层系统的完整性问题。在固化前测量膜厚可以确定涂抹者是否需要立即纠正和调整。
虽然大多数粉末涂料规格都给出了固化厚度目标，但在固化和交联最终完成之前，有可能确定应用的粉末是否符合厚度规格。
我们有充分的理由希望准确预测固化厚度，特别是在移动的生产线上。 根据烘箱的长度，也就是被固化的部件的数量，以及固化过程和固化后手动测量薄膜厚度所需的时间，在操作者能够干预应用过程以进行任何必要的改变之前，会有相当长的延迟。
如果发现涂层缺陷，相当数量的涂层部件必须在维修循环中返工，如果返工被证明太昂贵，甚至可能不得不报废。对于一些操作来说，这些缺点对于满足现代精加工的要求来说已经无法接受。
在预固化、预胶化状态下测量粉末有助于确保正确的固化膜厚度。它使应用系统能够在固化前进行设置和微调。反过来，这将减少废品和过度喷洒的数量。准确的预测有助于避免剥离和重涂，因为这可能导致粘附和涂层完整性的问题。
ASTM D7378描述了三种测量方法，用于预测已应用的、预固化的涂层粉末的固化厚度。
A. 刚性的金属缺口（梳状）量具。
B. 带有特殊粉末探头的电子涂层测量仪。
C. 非接触式超声仪器。
程序A使用诸如廉价的DeFelsko粉末梳，其工作方式与湿膜测厚仪基本相同。梳子被拖过未固化的粉末，粉末高度被认为是一个范围值，介于做出标记并有粉末附着的最高编号的齿和没有留下标记且没有粉末附着的次高齿之间。
这些量具的价格相对便宜。有各种粉末梳型号可供选择，可在任何基材上进行75至1250微米（3至50密耳）的测量。它们只适合作为一种指导，因为流动后的固化膜可能会有所不同。测量仪留下的痕迹可能会影响固化膜的特性。
程序B使用传统的磁性或涡流涂层测厚仪，但有一个特别设计的粉末探头来测量涂层粉末的厚度。探针中的三个微针可以穿透涂层粉末，直至基材。探头被手动压到粉末的表面，以实现高度测量。这个程序只适用于金属基材。当粉末在固化过程中流动时，可能会在粉末中留下痕迹，这些痕迹可能不会被覆盖。
程序A和程序B的结果只是对未固化的涂层粉末进行高度测量。但是厚度规格通常是以固化粉末的厚度来表示的。由于涂层粉末在固化过程中通常会减少厚度，这两个程序需要建立一个减少系数来预测每个特定涂层粉末的固化膜厚度。
这个减少系数是通过在测量未固化粉末厚度的同一位置测量固化粉末厚度而获得的。为了获得最佳精度，应在固化前后对不同的厚度进行测量。
这里显示了一个测量结果的样本图。从这个图中，可以确定一个减少系数，并应用于所有未来的干式涂层粉末厚度测量，以预测固化的厚度。
ASTM D7378的程序C描述了一种相对较新的仪器，如PosiTest PC Powder Checker。它是一种超声波设备，可以无损地用于未固化的粉末，以预测固化膜的厚度。
PosiTest PC 粉末检查仪是手持式的，由电池供电，开箱即可使用，适用于大多数粉末。其简单的操作和坚固的设计使其能够被生产线上的操作员快速有效地使用。
非接触式涂层厚度仪器具有非破坏性的优势。这意味着在测量之后，被测部件可以重新投入到工艺中而不被损坏。
操作时，按下 "检查标记"，并在离部件约19毫米（0.75英寸）处保持1至3秒。预测的固化厚度结果立即出现在显示屏上。
粉末厚度测量中通常使用的standard 是mil，其中1mil等于千分之一英寸（1/1000"）。因此，如果制造商规定的厚度是2到5密耳，那么粉末的最终固化厚度应该在0.002到0.005英寸之间。
公制的测量单位称为微米，其中25.4微米等于1密耳。施工人员必须根据产品规格表均匀地涂抹粉末。
粉末涂料仍然是所有表面处理技术中增长最快的一种。它是一种有吸引力的、像油漆一样的保护性涂层，具有持久性，并且高度抗裂、抗划痕和抗褪色。 它提供了一个无缝的涂层，其颜色、纹理和表面处理的选择几乎没有限制。
粉末涂料是一种低成本、一步到位的工艺，不需要连续涂抹和长时间固化。 所使用的粉末颗粒是一种精细研磨的颜料和树脂颗粒的混合物。 带电的粉末颗粒被转移到一个接地的表面。 粉末应用有多种工艺。 这些应用的范围从较薄涂层（0.001"-0.010"）的静电喷涂到较厚涂层（0.007"-0.040"）的流化床浸泡。
在固化过程中，粉末被熔化成一个光滑的涂层。 根据工艺的不同，粉末要么是热固化（对流或红外），要么是紫外线固化。使用的粉末可以是热塑性的（回流后的化学成分相同）或热固性的（与自身或其他反应性成分化学交联）。
粉末涂料在金属表面的应用已有50多年的历史。 最近的进展将其应用范围扩大到陶瓷、塑料（尼龙和聚碳酸酯）和MDF（中密度纤维板）。 目前正在进行研究，以扩大粉末涂料的使用范围，包括硬木、复合地板和刨花板等基材。
与热固化粉末不同，紫外线固化粉末将熔化和成膜阶段与最终固化阶段分开。短波红外和对流热使熔化过程的温度相对较低。其结果是在较低的温度下进行固化，并改善流动性。固化所需的紫外线波长和时间是基于颜色和预期的薄膜厚度。涂层厚度可以从20到100微米（1到4密耳）。紫外线固化的最大挑战是目前所需粉末的成本，以及需要定位紫外线以确保100%覆盖。
由于紫外线固化不需要高温固化，可以大大减少冷却过程所需的空间、传送带和货架。与热固化不同，紫外线提供了即时固化，大大增加了产量。由于减少了加热所需的能源和设备，工艺上的节约也很明显。紫外线粉末也易于清洗和回收，同时提供一个无VOC的过程。
由于较低的工艺温度允许对热敏感的基材（如中密度纤维板和塑料）进行粉末喷涂，可用的市场得到了扩大。使用紫外光固化，作为热固化的散热器的大质量部件（如发动机组）的粉末涂料成本也大大降低。
涂料被设计成在制造商规定的严格厚度范围内使用时才能发挥其预期功能。这可以确保最佳的产品性能。涂料成品的许多物理和外观特性都受到膜厚的影响。膜厚可以影响涂层的颜色、光泽、附着力、弹性、抗冲击性和硬度。当膜厚不在公差范围内时，涂装后组装的部件的配合会受到影响。因此，涂层必须在一定的最小和最大膜厚规格内应用，以优化其预期用途。
当粉末涂料应用不足时，它不能提供足够的覆盖和保护。 例如，金属需要足够的涂层厚度以充分保护其不受环境影响，如腐蚀（钢）或氧化（铝）。 此外，粉末涂料厚度不足可能会导致表面光洁度差，出现不理想的外观或颜色。
粉末涂层厚度还可能影响应用的抗冲击性、灵活性、硬度、边缘覆盖率、抗碎裂性、耐候性、抗盐雾性和保持光泽的能力。 制造商会提供一份粉末涂料材料的生产规格表。 粉末喷涂者试图喷涂符合该规格的均匀涂层。 粉末涂料的测量结果使喷涂者能够根据规范调整其喷涂工艺。
例如，在中密度纤维板（MDF）上，粉末涂料的厚度通常在1到8密耳（25到200微米）之间，对于热塑性涂料来说甚至更高。通常情况下，更厚的密尔覆盖率会使表面处理更加耐用。工厂规格通常要求规定±1密耳的公差。这种质量水平不能仅仅通过观察来确定。
无论是为了满足ISO、质量和客户对过程控制的要求，还是为了控制成本，精确测量涂层厚度还有其他好处。当公司未能检查和验证来料的涂层质量时，他们就会浪费金钱来返工。通过检查他们的应用设备，他们确保涂层的应用符合制造商的建议。涂抹过厚的薄膜有可能导致不完全固化，并会大大降低整体效率。过多的粉末涂料可能导致附着力差，并倾向于从基材上剥落或脱落。定期检测可以减少内部返工和客户因涂饰缺陷而退货的数量。
高科技的质量控制设备可以帮助公司最大限度地提高涂料的使用率，并提高他们的底线。在过去，昂贵而复杂的颜色和厚度测试设备主要是为了满足预算较大的公司。然而，在过去的几年里，质量控制测试设备的价格已经下降，同时在技术上有所进步，这使得购买这些设备对于预算紧张的小公司来说更加实用和实惠。
技术的进步是厚度测试设备日益普及的关键。这些改进帮助制造商生产出更小、更便携、更坚固、更容易使用的设备。厚度计的价格也下降了，因为用于生产厚度计的材料更丰富。同样的材料被大量生产，用于手机和电脑中。
粉末涂层厚度的测量可以采用不同的方法，这取决于基材以及测试是在粉末固化之前还是之后进行。ASTM有一系列的文件描述了这些技术。
DAVID BEAMISH（1955 - 2019），DeFelsko公司的前总裁，该公司是一家总部设在纽约的手持式涂层测试仪器制造商，产品销往世界各地。他拥有土木工程学位，在这些测试仪器的设计、制造和销售方面拥有超过25年的经验，涉及各种国际行业，包括工业涂装、质量检测和制造业。他主持培训研讨会，是各种组织的积极成员，包括NACE、SSPC、ASTM和ISO。
