MASTERBOND,EP29LP,車(chē)輛掃描儀校準(zhǔn)的參考表面
在由 Phoenix Scientific Inc. 記錄的應(yīng)用中，為了驗(yàn)證車(chē)輛掃描儀的準(zhǔn)確性，制造商使用了參考表面。1 參考表面必須準(zhǔn)確地代表測(cè)試路面，具備均勻的散射、反射和吸收特性。保持嚴(yán)格的公差對(duì)確保光束表面的平整度至關(guān)重要，因?yàn)檫@些特性使參考表面能夠校準(zhǔn)激光。通過(guò)機(jī)械加工或研磨來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)非常困難且成本高昂。此外，光束在移動(dòng)到測(cè)試設(shè)施時(shí)保持平整也存在問(wèn)題。解決方案是使用自流平環(huán)氧樹(shù)脂，使光束硬化為平整的表面。為了準(zhǔn)確性和成本效益，Phoenix Scientific Inc.（PSI）最終選擇了所需的表面處理方法，即預(yù)處理光束方法。
應(yīng)用
PSI 最初考慮了使用水槽進(jìn)行校準(zhǔn)。這個(gè)帶有 Mylar 的 PVC 雨水槽最終被排除了，因?yàn)橥ㄟ^(guò)獨(dú)立的方式（如測(cè)量棒）來(lái)驗(yàn)證平整度并不實(shí)際。剛性光束也被考慮過(guò)，但其穩(wěn)定性受到風(fēng)吹、顛簸條件以及 Mylar 表面的濕氣和污垢的影響。
PSI 選擇了預(yù)處理光束的方法，這種方法允許在 14 英尺的全掃描長(zhǎng)度上制造一個(gè)平整的參考表面。PSI 進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析，以確定一種支撐策略，最小化撓曲。研究預(yù)測(cè)在 20°C 溫度范圍內(nèi)撓曲小于 0.001 英寸。平整度與撓曲同樣關(guān)鍵，然而問(wèn)題更加復(fù)雜。盡管通過(guò)機(jī)械加工或研磨表面可以達(dá)到公差目標(biāo)，但光束的尺寸和在運(yùn)輸?shù)郊庸S過(guò)程中可能影響平整度的風(fēng)險(xiǎn)使得這一選項(xiàng)的實(shí)用性受到限制。PSI 選擇了應(yīng)用自流平環(huán)氧樹(shù)脂以被動(dòng)地管理平整度部分的公差。
選擇自流平環(huán)氧樹(shù)脂的一些擔(dān)憂包括必須保持光束的平整度。任何由于重量加載變化引起的變形必須最小化。選擇低放熱的環(huán)氧樹(shù)脂至關(guān)重要，該環(huán)氧樹(shù)脂可以在大數(shù)量特定厚度下應(yīng)用。應(yīng)用過(guò)程將在低濕度環(huán)境中進(jìn)行，歷時(shí)多天，并且必須固化為堅(jiān)硬、光滑的表面。此外，環(huán)氧樹(shù)脂必須能夠承受極端溫度，特別是在高溫條件下而不被損壞。選擇了一根 15 英尺長(zhǎng) × 4 英寸寬 × 8 英寸高的鋁 6061-T6 I-beam，覆蓋了 Master Bond 自流平 EP29LP 環(huán)氧樹(shù)脂。
粘合劑
校準(zhǔn)光束上的固化環(huán)氧樹(shù)脂表面反射了上方的熒光燈。圖片由 Phoenix Scientific Inc. 提供。
Master Bond EP29LP 被證明是在考慮到時(shí)間穩(wěn)定性、耐用性和成本時(shí)最好的參考表面。這種化合物解決了關(guān)鍵的平整度問(wèn)題。它還具有低粘度，固化過(guò)程緩慢，使得環(huán)氧樹(shù)脂可以流動(dòng)至平整狀態(tài)而不會(huì)過(guò)早硬化。PSI 指出，保持環(huán)境干燥是慢固化過(guò)程的關(guān)鍵因素，這允許 EP29LP 自流平。該化合物還被輕輕混合，以防氣泡影響環(huán)氧樹(shù)脂在表面的均勻性。
關(guān)鍵參數(shù)和要求
根據(jù)結(jié)構(gòu)分析的預(yù)測(cè)，撓曲公差被發(fā)現(xiàn)小于 0.001 英寸，在分析的溫度范圍內(nèi)光束長(zhǎng)度為 15 英尺。PSI 將該公差閾值 0.001 英寸最大公差適用于平整度維度。
為了實(shí)現(xiàn)撓曲公差，設(shè)計(jì)工程師根據(jù)分析的要求在兩個(gè)位置支撐光束。這種策略將最小化由于光束重量引起的加載變形。軸的名義平整度應(yīng)遠(yuǎn)低于 0.1 英寸，以確保自流平環(huán)氧樹(shù)脂的成功應(yīng)用。光束應(yīng)有一個(gè)凹槽或擋板用于環(huán)氧樹(shù)脂，環(huán)氧樹(shù)脂必須覆蓋表面，深度至少為 0.1 英寸。
環(huán)氧樹(shù)脂最關(guān)鍵的屬性是低放熱，以避免在應(yīng)用過(guò)程中燃燒。PSI 推薦使用低粘度的環(huán)氧樹(shù)脂，以便在三天的固化過(guò)程中流體能夠自流平。固化應(yīng)在低濕度環(huán)境中進(jìn)行，以獲得光滑的表面質(zhì)量。
結(jié)果
EP29LP 環(huán)氧樹(shù)脂成功達(dá)到了 0.001 英寸最大平整度公差標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)雙光束支撐和自流平環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)用提供的足夠撓曲和平整度，810nm 激光沿光束中心線掃描，成功地用參考表面校準(zhǔn)了掃描儀。研究人員指出了應(yīng)用中必要的三種環(huán)氧樹(shù)脂特性：低粘度、慢固化時(shí)間和低放熱。EP29LP 具備這三種特性，使其成為理想的選擇。
參考文獻(xiàn)
- 參考表面用于掃描儀校準(zhǔn)，Phoenix Scientific Inc. http://www.phnx-sci.com/PPS/Downloads_files/AN2002-01%20Ref%20Surface%20…. 2002年1月29日
http://ydzhly.com/masterbond-/EP29LP/
