CN105259109B - 涂层附着力测试治具 - Google Patents

Abstract

一种涂层附着力测试治具，包含有基座、样品载台、设置于基座的第一位移机构、设置于第一位移机构的第二位移机构、以及设置于第二位移机构与样品载台之间的刀具固定座与不同方向的两个刀具；其中，样品载台、第一位移机构及第二位移机构均能够在受到驱动的情况下产生位移，从而使刀具可以朝向样品载台上的样品施加定值压力以进行切割；由此，测试治具能够精准地控制刀具切割的速度和压力，使每一次的割画情况都趋于一致，增加测试结果的可信度。

Description

涂层附着力测试治具

技术领域

本发明涉及一种测试治具，能够自动且精准地测试涂覆于样品的涂层的附着力。

背景技术

传统上，量测涂层附着力的测试方法是先使用一特定刀具在涂层表面割画出格阵图形，之后在格阵图形上粘贴和撕离胶带，通过检视涂层的剥离情形来判断涂层的附着力是否符合标准。一般来说，涂层的附着力可区分为以下6级：

传统上，割画格阵图形的工作多半依赖人工进行，其通常有以下几项缺点：(1)刀具与涂层表面的切割角度、切割压力及切割速度均难以精准控制，导致每次割画的结果通常缺乏一致性，降低了测试结果的可信度；(2)传统人工割画的方式是难以应用于面积小于1cm2的样品，或者是表面平整度较差的样品；(3)有可能割伤测试人员。因此，急切需要发明一种可以改善上述缺陷的测试治具。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种测试治具，能够更为精准地测试涂覆于样品的涂层的附着力。

本发明的另一目的在于提供一种测试治具，能够自动化地进行测试。

为了达成上述目的，本发明提供了一种涂层附着力测试治具，其包含有基座、样品载台、第一位移机构、第二位移机构、刀具固定座以及两个刀具。其中，样品载台设置于基座并能够被驱动而沿第一方向移动位置。第一位移机构也是设置于基座且位于该样品载台的上方，并具有能够被驱动而沿第二方向移动位置的第一定位件。第二位移机构设置于第一定位件，并具有能够被驱动而沿第三方向移动位置的第二定位件。刀具固定座设置于第二定位件，并具有第一面和第二面，以分别安装上述两个刀具。

由此，前述测试治具可以自动地控制样品载台以及刀具的移动，进而精准地控制刀具进行切割时的速度和压力，使每一次的割画情况趋于一致，增加测试结果的可信度。

优选：还可以再固定设置一个固定板于第二定位件上，让刀具固定座通过上述固定板而以能够移动的方式设置于第二定位件，并且设置荷重元，并使该荷重元的两端分别连接固定板和刀具固定座。由此，能够依据荷重元所测量到的压力来回馈控制第二定位件的位置，控制刀具在相同的压力的条件下割画涂层，克服样品表面平整度较差的问题。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的测试治具的立体图；

图2为本发明较佳实施例的样品设置区22的放大示意图；

图3为图2中样品固定单元的俯视图；

图4为本发明较佳实施例的测试治具的侧视图；

图5为本发明较佳实施例的测试治具的另一角度的侧视图；以及

图6为本发明较佳实施例的刀具与涂层之间的夹角的示意图。

(符号说明)

1...测试治具 10...基座

20...样品载台 22...样品设置区

24...样品固定单元 241...固定槽

242...压抵件 243...弹性件

30...第一位移机构 31...第一定位件

32...第二马达 33...第一滑轨

34...立柱 40...第二位移机构

41...第二定位件 42...第三马达

43...固定板 44...连接杆

45...压缩弹簧 46...第二滑轨

50...刀具固定座 51...第一面

52...第二面 60...刀具

61...刀刃 80...荷重元

S...样品

具体实施方式

为了能更加了解本发明的特点所在，本发明的涂层附着力测试治具提供了一较佳实施例并结合附图说明如下。

请参考图1～图3。以下为了方便说明，将第一方向设定在一直角坐标系的X轴方向，第二方向设定在上述直角坐标系的Y轴方向，第三方向设定在Z轴方向，且第一方向、第二方向及第三方向彼此互相垂直。需说明的是，本发明中所描述的第一方向、第二方向及第三方向不应以上述直角坐标系为限。

本发明的涂层附着力测试治具1的主要组件包含有：基座10、样品载台20、第一位移机构30、第二位移机构40、刀具固定座50、两个刀具60、以及控制器(未图示)，各组件的结构以及相互间的关系详述如下。

请首先参考图1。样品载台20设置于基座10上，且其能够在第一马达(未图示，位于样品载台20的下方)的驱动下沿X轴方向移动位置。本实施例是以样品载台20与基座10二者形成为线性滑轨组这一情况为例。此外，样品载台20的中央设有样品设置区22，以供样品的设置。

请接着参考图2和图3，图2为样品设置区22的放大示意图，可以看到样品设置区22内设有三十个样品固定单元24，该三十个样品固定单元24以六乘五的阵列方式进行排列，并且每一个样品固定单元24用于固定一个样品S。图3为样品固定单元24的俯视图，其中，样品固定单元24包含有固定槽241、压抵件242及弹性件243，样品S、压抵件242及弹性件243都收容设置于固定槽241内，样品S的三个侧面与固定槽241的内壁抵接，并且其中一个侧面与压抵件242邻接，弹性件243的两端分别抵顶固定槽241的内壁和压抵件242，从而使样品S能够受压抵件242的压抵而稳定地定位于固定槽241。

请参考图1和图4，第一位移机构30设置于基座10，并包含有第一定位件31、第二马达32及第一滑轨33。其中，第一滑轨33通过两个立柱34而沿着Y轴方向且呈水平地设置于基座10及样品载台20的上方，第一定位件31为滑块且滑动设置于第一滑轨33上，第二马达32设置于第一滑轨33的一侧，以驱动第一定位件31沿着Y轴方向移动位置。

请参考图1和图5，第二位移机构40设置于第一位移机构30的第一定位件31上，且具有第二定位件41、第三马达42及沿着Z轴方向延伸的第二滑轨46；其中，第二定位件41为滑块且滑动设置于第二滑轨46上，并能够在第三马达42的驱动下而沿着Z轴方向位移。

在本实施例中，第二位移机构40还选择性地设有一个固定板43、三根连接杆44及三个压缩弹簧45，固定板43固定设置于第二定位件41上，连接杆44的一端固定设置于固定板43上，且另一端呈能够活动地连接于刀具固定座50，并且各连接杆44均呈同轴地套设有一压缩弹簧45，各压缩弹簧45的两端分别抵顶固定板43和刀具固定座50，能够减少刀具固定座50的振动。

附带说明的是，本实施例的第一马达、第二马达32及第三马达42都使用步进马达，也可以使用其它类型的驱动器。上述连接杆44与压缩弹簧45的数量也不以三个为限。

刀具固定座50通过固定板43而设置于第二定位件41上，刀具固定座50具有实质上平行于X轴方向的第一面51(如图5)，以及实质上平行于Y轴方向的第二面52(如图4)。此外，刀具固定座50与固定板43之间还设有荷重元80(Load Cell)，绘示于图2，荷重元80是用于测量刀具60施加于涂层的压力，因此，荷重元80的两端能够分别连接固定板43和刀具固定座50。

两个刀具60分别设置在刀具固定座50的第一面51和第二面52上，使刀具60能够沿平行于X轴的方向以及平行于Y轴的方向割画涂层。此外，刀具60的刀刃61与样品载台20之间的夹角是可调整的，在本实施例中，是将刀刃61与样品载台20之间的夹角θ调整至15度角(如图6)。

控制器(未图示)用于驱动第一马达、第二马达32及第三马达42，并能够同步地控制各马达的移动步数和移动速度，进而控制各刀具60的位置、速度及压力，以及样品载台20的位置和移动速度。在本实施例中，控制器设置于基座10，并能够使用烧录器将编辑后的马达控制指令烧录至控制芯片，由此控制各马达。此外，在其它可能的情况下，控制器也可以是计算机主机，并能够通过执行适当的程序来驱动和控制各马达。

本实施例的各组件的结构以及相互间的关系已说明完毕，以下将说明测试治具1的使用方式。

当需要进行测试时，首先将样品S固定在样品设置区22。之后，控制器驱动第一马达、第二马达32及第三马达42，使刀具60对应地移动到样品S的位置并切入样品S的涂层。此时控制器通过荷重元80测量刀具60的压力来进行控制，之后根据测试方法的规范，以一定的间距且在相等压力的条件下分别沿着平行于X轴的方向或平行于Y轴的方向切割出多道切割线，直到完成方格阵列图形。

需说明的是，当使用其中一个刀具60进行切割时，操作人员可选择性地调整未使用的刀具60的位置或角度，避免未使用的刀具60意外碰触样品载台20。

由于本实施例已预先在第一面51与第二面52上设置不同方向的刀具60，因此，在测试过程中不需要旋转刀具固定座50，也不需要拆装样品S，可以简化测试过程并节省测试时间。

本实施例通过各马达来自动化地且精准地控制每一次的切割的角度、速度及压力，除了使测试结果更为可信，也可避免割伤测试人员。再者，由于步进马达的控制精度通常都很高，使刀具60能够小范围地割画涂层，因此本发明更可适用于测试小面积的样品S。

另一方面，本实施例也可用于测试表面呈曲面的样品。详细而言，控制器能够根据荷重元80实时检测到的压力，使刀具60在样品的曲面的不同位置下仍可保持相同压力而割画出方格阵列图形。

最后，必须再次说明的是，本发明于前述实施例中所揭露的构成组件仅为举例说明，并非用来限制本申请的范围，凡是其它容易想到的结构变化，或与其它等效组件的替代变化，也应为本申请的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种涂层附着力测试治具，其特征在于，包含有：

基座；

样品载台，其设置于所述基座并能够被驱动而沿第一方向移动位置；

第一位移机构，其设置于所述基座且位于所述样品载台的上方，并且具有能够被驱动而沿第二方向移动位置的第一定位件；

第二位移机构，其设置于所述第一定位件，并且具有能够被驱动而沿第三方向向下移动位置的第二定位件；

刀具固定座，其设置于所述第二定位件，并且具有第一面和第二面；以及

两个刀具，分别设置于所述第一面和所述第二面，

其中，所述涂层附着力测试治具还具有荷重元，

所述第二位移机构还包含固定设置于所述第二定位件的固定板，

所述刀具固定座通过所述固定板以能够移动的方式设置于所述第二定位件，

所述荷重元的两端分别连接所述固定板和所述刀具固定座，

所述第二位移机构还包含有至少一根连接杆，该至少一根连接杆的一端呈固定地连接于所述固定板，并且该连接杆的另一端呈能够移动地连接于所述刀具固定座，

所述第二位移机构还包含有至少一个压缩弹簧，该至少一个压缩弹簧套设于所述至少一根连接杆，并且两端分别抵顶所述固定板和所述刀具固定座。

2.如权利要求1所述的涂层附着力测试治具，其特征在于，

各所述刀具具有刀刃，所述刀刃与所述样品载台之间的夹角呈15度角。

3.如权利要求1所述的涂层附着力测试治具，其特征在于，

利用三个驱动器分别驱动所述样品载台、所述第一定位件及所述第二定位件，所述三个驱动器皆为步进马达。

4.如权利要求1～3中任一项所述的涂层附着力测试治具，其特征在于，

所述第一位移机构具有第一滑轨，

所述第二位移机构具有第二滑轨，

所述第一定位件和所述第二定位件皆为滑块，并分别对应地滑动设置于所述第一滑轨和所述第二滑轨上。

5.如权利要求4所述的涂层附着力测试治具，其特征在于，

所述涂层附着力测试治具还包含有控制器，该控制器控制各所述刀具进行切割时的速度和压力。

6.如权利要求1～3中任一项所述的涂层附着力测试治具，其特征在于，

所述样品载台设有至少一个样品固定单元，

所述至少一个样品固定单元包含有固定槽、压抵件及弹性件，

所述压抵件和所述弹性件收容设置于所述固定槽，并且，所述弹性件的两端分别抵顶所述固定槽的内壁和所述压抵件。