사출 성형 차량 컴포넌트의 긁힘 방지 기능은 자동차의 외관에 중요한 역할을 합니다. 컨포칼 현미경 검사는 스크래치 방지 기능을 개선해 주는 첨가제의 효과를 정량화하는 빠른 고정밀 방법입니다.
Croda International의 연구 과학자들은 표준화된 스크래치 테스트에서 첨가제의 긍정적인 효과를 입증하기 위해 Olympus LEXT™ OLS5000 컨포칼 현미경을 사용했습니다. 이 방법은 정밀도, 작업자 변동성 및 속도 측면에서 상당한 개선을 보여주었습니다. 플라스틱은 다기능성, 수명 및 저렴한 비용 덕분에 수많은 자동차 컴포넌트를 생산할 때 사용됩니다. 폴리머 소재의 특성이 개선되면서 차량에 보다 경량 소재를 사용하려는 움직임이 더해지면서 자동차 제조에 사용되는 플라스틱이 더욱 다양해졌습니다. 이 컴포넌트 중 대다수가 눈에 잘 띄므로 외관이 자동차의 미적 측면과 가치에 중요한 역할을 합니다. 스크래치 방지 소재를 사용하면 차량 외관의 마모와 파손의 영향을 최소화하여 오랜 사용 후에도 차량의 가치를 유지할 수 있습니다. 재료의 정확한 조성이 스크래치 방지를 결정하며, 상세한 테스트는 특정 재료의 스크래치 방지 수준을 입증할 수 있습니다. | CrodaCroda International PLC는 플라스틱의 스크래치 방지 기능을 개선해주는 이동성 첨가제를 공급하는 최고의 기업입니다. 이 첨가제는 폴리머가 소량(보통 최대 1%) 혼합된 생물 기반 식물 유래 물질입니다. 사출 성형 후 이 첨가제가 표면에 축적되어 스크래치 효과를 완화시키는 얇은 막을 형성합니다.  |
그림 1
LEXT 소프트웨어를 사용한 스크래치 테스트 데이터 시각화
 그림 2 스크래치 테스트를 위한 폴리머 플라크. | (그림 2). 마틴(Martin)은 "이 테스트는 밭을 가는 쟁기와 비슷하게 스크래치와 양쪽에 두 돌출부를 남깁니다."라고 덧붙입니다. 샘플에 스크래치를 만든 후 재료 플라크의 깊이, 폭 및 프로파일을 측정하여 성분 차이를 파악합니다. Croda의 초기 설정은 광시야 재료 현미경을 사용하여 스크래치 폭을 측정하고 백색광 간섭계를 사용하여 스크래치 프로파일을 시각화하여 깊이를 측정했습니다. 그러나 이 방식은 특히 간섭계를 설정하고 결과를 분석하는 복잡성 때문에 시간이 많이 소요되었습니다. 또한 간섭법 사용은 표면 프로파일의 사용자간 높은 변동성 및 아티팩트와도 연관되어 있었습니다. |
Croda의 스크래치 검사Croda는 스크래치 방지 첨가제를 공급하는 기업으로서 자사 제품이 플라스틱의 특성에 미치는 효과를 보여주기 위해 정기적으로 스크래치 테스트를 수행합니다. 마틴 리드(Martin Read)는 Croda 폴리머 첨가제 어플리케이션 담당 팀 리더이자 스크래치 방지 부문 수석 과학자입니다. 마틴(Martin)은 재료의 범위에 대해 언급하면서 "저희는 제스처 컨트롤 및 센서를 숨기는 표면에 사용되는 투명한 재질부터 광택 수준이 높은 소위 '피아노 블랙' 표면에 이르기까지 모든 것을 테스트합니다. 이러한 표면에서는 세척과 광택 처리로 인해 미세한 스크래치가 생길 위험이 높습니다." 스크래치 방지성에 대한 첨가제의 효과를 입증하기 위해 연구원들은 다양한 성분의 플라크를 생성하고 1~20N의 지정된 힘으로 표준화된 도구를 사용하여 스크래치를 만듭니다. 그림 2 (그림 2). 마틴(Martin)은 "이 테스트는 밭을 가는 쟁기와 비슷하게 스크래치와 양쪽에 두 돌출부를 남깁니다."라고 덧붙입니다. 샘플에 스크래치를 만든 후 재료 플라크의 깊이, 폭 및 프로파일을 측정하여 성분 차이를 파악합니다. Croda의 초기 설정은 광시야 재료 현미경을 사용하여 스크래치 폭을 측정하고 백색광 간섭계를 사용하여 스크래치 프로파일을 시각화하여 깊이를 측정했습니다. 그러나 이 방식은 특히 간섭계를 설정하고 결과를 분석하는 복잡성 때문에 시간이 많이 소요되었습니다. 또한 간섭법 사용은 표면 프로파일의 사용자 간 높은 변동성 및 아티팩트와도 연관되어 있었습니다.  그림 3 | 연구자들은 보다 정확한 데이터를 얻고 워크플로우 속도를 높이기 위해 Olympus LEXT™ OLS5000 컨포칼 현미경(그림 3)을 테스트하여 단일 장비로 모든 관련 매개변수를 측정했습니다. LEXT OLS5000 현미경은 고속 스캔 속도를 제공할 뿐 아니라 광범위한 3D 샘플의 상세하고 정량화 가능한 데이터를 제공할 수 있습니다.  컨포칼 현미경 소개 Olympus LEXT OLS5000과 같은 컨포칼 레이저 스캐닝 현미경은 광시야 현미경 검사에 비해 해상도가 높고 3D로 정확한 측정을 수행할 수 있습니다. 광시야 현미경은 한 번에 전체 표본을 비추지만, 컨포칼 현미경은 핀홀을 사용하여 3D로 잘 정의된 지점의 빛을 감지하고 초점을 벗어난 빛을 폐기합니다. 그런 다음 스캐닝 알고리즘은 다양한 시각화 및 측정에 적합한 정밀한 3D 맵을 생성합니다. 컨포칼 현미경 검사를 통해 스크래치 검사 개선Croda의 연구자들은 LEXT OLS5000 현미경을 사용하여 두 자릿 수 이상의 크기로 결과의 정밀도를 개선할 수 있었습니다. 이렇게 개선된 정밀도는 10nm 수준 까지 측정할 수 있는 스크래치의 깊이와 프로파일 평가에서 가장 명확하게 드러납니다. |
 그림 4 슬라이스 시각화는 스크래치 테스트 결과를 입증하고 측정을 수행하는 직관적인 방법입니다. |  그림 5 |
마틴(Martin)은 다음과 같이 설명합니다."LEXT™ 시스템은 3D로 정확하게 측정할 수 있기 때문에 스크래치를 통해 간단히 슬라이스를 보고 훨씬 더 쉽게 깊이를 측정할 수 있습니다."(그림 4). 간섭계를 사용하여 스크래치 깊이와 프로파일을 측정하는 데 있어 중요한 과제는 폴리프로필렌과 같은 재료 프로파일에 스파이크가 있다는 것입니다. 이러한 아티팩트는 측정에 방해가 될 수 있고, 이것은 간섭계가 표면을 감지하지 못한 결과입니다. 마틴(Martin)은 다음과 같이 설명합니다."폴리프로필렌은 다공성 구조를 갖기 때문에 간섭계가 표면을 감지하지 못하며, 표면이 직선으로 보입니다." 동일한 샘플을 LEXT 현미경을 사용하여 측정했을 때 연구자들은 스크래치를 정확하게 표현하고 측정을 수월하게 해주는 더욱 매끄러운 스크래치 표면 이미지를 확보할 수 있었습니다(그림 4). 빠르고 정확한 측정이미징, 측정 및 분석의 속도 측면에서 훨씬 더 의미 있는 개선이 이뤄졌습니다. Croda 연구진은 스크래치 폭과 깊이 측정 모두에서 LEXT OLS5000 현미경을 사용하여 간섭법에 비해 10배~100배 더 빠르게 검사를 수행할 수 있다는 사실을 알게 되었습니다. 마틴(Martin)은 다음가 같이 말합니다."스크래치를 측정하기 위해 간섭계를 최대한 거칠게 설정해야 했고, 이 설정은 매우 난해합니다. 하나의 측정치를 확보하려면 약 1시간이 소요됩니다. 하지만 컨포칼 현미경을 사용하면 2분 이내에 플라스틱 표면에 있는 스크래치 10개를 측정하고 처리할 수 있습니다." | "올림푸스 현미경이 얼마나 빠른지 확인했기 때문에 기존 시스템을 사용하면서 얼마나 많은 시간을 낭비했는지 생각하면 화가 납니다." 응용 과학자 디미트리스 브게노폴로스(Dimitris Vgenopoulos) 작동자 간 변동성도 간섭계의 주요 과제입니다. 마틴(Martin)이 지적하듯이 "기존 방법으로는 저희 부서의 전체 인원 4명이 모두 같은 샘플에서 다른 결과를 얻을 수 있었습니다." LEXT OLS5000 현미경의 자동 샘플 측정 및 분석 방법은 워크플로우를 단순화 및 표준화함으로써 인간 오류가 발생할 위험을 줄여줍니다. |
요약스크래치 방지 첨가제는 차량의 미관을 개선하고 그 가치를 더 오래 유지할 수 있도록 보장합니다. 스크래치 테스트에서 정밀한 측정치는 이 첨가제의 긍정적인 효과를 안정적으로 검증할 수 있는 수단이 됩니다. Croda의 원래 스크래치 측정 방법은 광학 현미경 검사 및 간섭법을 토대로 하여 시간이 많이 걸리고 이는 표면 프로파일의 아티팩트와 관련이 있었습니다. Croda 연구진은 올림푸스 LEXT OLS5000 컨포칼 현미경을 사용함으로써 광학 현미경 및 간섭법에 비해 더 정확한 측정치를 확보하고 작동자 변동성을 줄일 수 있었습니다. 또한 10배~100배 더 빠르게 측정을 수행할 수 있었습니다. 즉, LEXT 현미경은 검사 효율과 데이터 품질을 모두 개선해 주었습니다. | 글쓴이마르쿠스 파비치(Markus Fabich) |
