国内外砂型涂料涂层检测技术现状

铸造用涂料的更新与迭代（12）

国内外砂型涂料涂层检测技术现状

《苏州兴业服务万里行》

涂层厚度的均匀性和精确度对铸件质量和涂料消耗至关重要。均匀且精确的涂层厚度可以保证铸件表面质量的一致性，提高铸件的性能和使用寿命。其砂型涂料涂层检测技术国内仍以接触式为主，而国外发达国家则以非接触无损检测为主，现简述如下：

01

国内接触式检测技术

人工检测波美度、比重或粘度调控涂层厚度

金相显微镜/体视显微镜

取砂型试样，在涂层位置制作缺口截面，直接观测涂层断面，读取涂层实际厚度；测量精度高，作为校准基准；缺点属于破坏性检测，不能在成品砂型上直接检测。

涂层厚度梳规（湿膜梳）、卡尺等

梳规用于涂料湿态检测，卡尺用于干膜厚度检测，可快速读取涂层干湿厚度，成本低，适合现场工艺抽检。

02

国外非接触无损检测技术

当前国外工业发达国家非接触在线测厚技术主要有：激光三角反射式、ATO光热法、3D结构光扫描式三种，可实现无损、数字化涂层厚度检测，适配自动化喷涂产线，各种设备技术特点与适用场景各有侧重，现概述如下：

01

激光三角反射式测厚仪

激光三角反射式测厚仪是应用最普及的砂型涂层检测设备，基于激光三角几何测距原理，通过捕捉涂层表面反射光斑位移计算干膜厚度，量程0.2～2.0mm，检测精度与速度优异，且结构简单、性价比高，可搭载机器人实现生产线在线单点抽检，适配水基、醇基常规铸造涂料。但该设备易受砂型粗糙度、环境光线与粉尘干扰，仅适用于干燥固化涂层，复杂型腔检测效果有限。

激光三角反射式位移传感器

02

手持ATO法非接触手持涂层测厚仪

采用光热光学（ATO）原理。短暂光源加热被测涂层表面，红外传感器捕捉温度衰减曲线，算法解析得到涂层厚度，手持非接触，可测湿膜、干膜。适合车间现场抽检砂型型腔、平面、转角位置涂层，仪器屏幕直接显示：单次厚度、最大值、最小值、平均值、标准差，方便统计涂层均匀性，图中读数106?μm为实测涂层厚度。但是该仪常规量程仅250?μm；适合薄涂层检测。可手持离线抽检，无法直接集成机器人做在线连续检测。

手持ATO法非接触手持涂层测厚仪

03

ATO光热法非接触涂层测厚仪

0ATO光热法测厚仪依托光热效应，利用涂层与砂型基体热物性差异，解析热波衰减信号获取涂层厚度，是三种设备中唯一支持湿态涂层检测的技术，可直接输出等效干膜厚度，实现喷涂前置质控。其量程0.05～1.0mm，单点检测时长小于1s，不受砂型粗糙度、涂料颜色与反光影响，检测角度宽容度高，可适配深腔、转角等复杂死角位置检测，支持与机器人在线检测。该设备缺点是对砂型湿度、涂料组分敏感，需针对不同涂料体系建立专属校准曲线。

可与机器人在线检测的ATO非接触涂层测厚仪

04

3D在线涂层厚度测定仪

3D在线涂层厚度测定仪基于结构光三维重建技术，通过比对砂型喷涂前后的三维点云模型，法向计算全域涂层厚度，输出厚度分布云图与均值、标准差等统计参数，可全面表征涂层均匀性，精准识别漏涂、堆涂等缺陷。该设备量程0.1～2.0mm，可搭载机器人完成复杂砂型全域扫描检测，数据可视化程度高，可支撑喷涂工艺优化与生产溯源。但其仅适配干态涂层，依赖喷涂前基准点云数据，设备成本高、检测耗时较长，且需算法滤波剔除砂型基体缺陷带来的点云噪声。

3D在线涂层厚度测定仪

03

三种非接触检测设备

综合性能对比

三种测厚设备核心性能与适配场景差异显著，综合对比结果如表所示：

对比项目

激光三角反射式测厚仪

ATO光热法测厚仪

3D在线涂层厚度测定仪

检测原理

激光三角几何光斑位移测距

光热效应，热波衰减信号解析

结构光三维点云前后比对

检测模式

单点/小幅面定点检测

单点/局部面域快速检测

全域面扫描，云图成像检测

湿涂层检测能力

不支持，仅检测干膜涂层

支持，可输出等效干膜厚度

不支持，仅检测干膜涂层

砂型粗糙度干扰

干扰较大，需基体标定补偿

干扰极小，工况适应性强

存在噪声干扰，需算法滤波

复杂型腔适配性

一般，受遮挡、反光影响大

优异，角度宽容、无检测死角

优异，全域扫描无盲区

核心输出数据

单点精准厚度数值

多点连续厚度数值

全域厚度分布云图+统计参数

综上所述，三种非触式检测技术互为补充：激光三角法适合产线快速批量抽检，性价比突出；ATO光热法可实现湿膜前置质控，适配复杂粗糙砂型工况；3D结构光扫描可实现全域可视化检测，适用于高端产线工艺优化与质量精准评定。国内用户可根据砂型结构、生产节拍与质控需求，逐步单一或组合使用，构建全流程砂型涂层智能检测体系，大幅提升铸件表面质量，助力铸造企业高质量发展。

注：本文经宋会宗博士审校