以非破壞方式準確量測產品厚度的方法

在產品檢測等場合，厚度的量測是一大難題。若是薄膜狀等單純且厚度均一的產品，量測起來較容易，但若是沖壓加工品或塑膠成型品等複雜形狀，要以非破壞方式且準確地量測厚度便十分困難。

關於厚度的量測，以往一般會使用卡規或遊標卡尺，但對於複雜形狀的物體，在某些情況下量具物理上無法觸及。此時，只能進行破壞性試驗，也就是將樣品切斷後再量測，但破壞性試驗也可能因樣品材質，而在切斷時產生變形，進而影響量測值。

能解決這些問題的，就是KEYENCE的3D掃描型三次元量測儀『VL 系列』。在此，我們將淺顯易懂地介紹難以量測厚度的形狀及材料、傳統量測方法的課題，以及透過KEYENCE『VL 系列』的解決方案等內容。

關於難以量測厚度的形狀與素材
關於板厚、肉厚的量測方法及其各自的課題
- 傳統量測方法的課題總結
以非破壞方式準確量測產品厚度的方法
實現非破壞且準確的厚度量測

關於難以量測厚度的形狀與素材

產品及零件的素材有金屬、塑膠等，而適合的加工方法也因產品的形狀及用途而異。在此，首先介紹難以量測厚度的形狀與素材。

沖壓加工品

沖壓加工是利用塑性變形的一種塑性加工，是將金屬等材料壓入模具中，透過施加壓力使其變形的加工方式。加工種類有「剪（剪斷加工）」、「彎（彎曲加工）」、「抽（抽引加工）」，由於能以短時間、低成本進行加工，因此適合大量生產。此外，沖壓加工品也容易因加工中的應力或摩擦等因素產生厚度誤差，因此有時需要在加工後量測工件的厚度。

彎曲加工品

彎曲加工泛指將金屬或塑膠等素材進行彎曲的加工。彎曲的方法有力學上施力折彎的方式，以及加熱使其變形彎曲的方式。此外，使用模具將金屬等材料彎曲的加工，是沖壓加工的一種，也稱為「折彎加工」。由於是施加壓力使其變形，因此也會產生板厚的變化。

切削加工品

切削加工是使用銑床（銑削加工）或車床（車削加工）等設備，將金屬等材料削切成目標形狀的加工方式。在切削加工中，由於是將旋轉的刀具壓向工件，因此會產生因壓力或振動造成的變形，以及熱膨脹造成的變形等。這些因素都會使厚度產生變化，因此加工後的量測已成為不可或缺的一環。

壓鑄產品

壓鑄是鑄造技術的一種，是將熔融的非鐵金屬注入模具中成型的方法。壓鑄與其他鑄造方式不同，由於會施加壓力，因此尺寸精度高，且能製作出板金加工或沖壓加工難以實現的複雜3D形狀是其特徵。另一方面，壓鑄產品多為3D形狀或自由曲面，在許多情況下，厚度等的量測相當困難。

塑膠成型品

塑膠成型是將熔融的塑膠注入模具等之中，來製作零件、產品的成型方法。塑膠成型中最普遍的方法是『射出成型』，將加熱熔融的塑膠注入、充填至模具內，再經加壓、冷卻後成型。其特徵是能高速成型薄壁或複雜形狀的成型品，但由於遊標卡尺等工具無法伸入，且依素材不同，也可能因量測儀的接觸而產生變形，因此可說是難以量測厚度的產品。

寶特瓶容器等

在塑膠成型品中，寶特瓶等容器是內部遊標卡尺等工具無法觸及、難以量測厚度的代表性產品。寶特瓶容器等，一般是透過『預成型』與『吹塑成型』這兩道製程來成型。

關於板厚、肉厚的量測方法及其各自的課題

在此介紹量測產品厚度（如一般板厚、肉厚）的方法，並一併解說各種量測方法所面臨的課題。

遊標卡尺或卡規等

量測產品厚度的普遍方法是使用遊標卡尺或卡規。遊標卡尺是量測長度（外徑）或內徑的量測儀，透過量爪夾住量測對象來量測厚度。卡規是量測工件內徑、外徑或厚度的夾尺總稱，與遊標卡尺同樣，透過測頭夾住量測對象來量測厚度。

這兩種工具雖然都能輕鬆量測，但根據樣品形狀，有時量爪或測頭無法觸及量測位置。此外，由於是點量測，因此不適合用來掌握最大值、最小值等工件的整體厚度分佈。再者，因為是接觸式量測儀，也必須注意量測位置是否會產生變形。

紅外線式、放射線式測厚儀

作為非接觸的厚度量測方法，也會使用紅外線式或放射線式測厚儀。紅外線式測厚儀是利用紅外線能穿透特定物質的性質來量測厚度。放射線式測厚儀則是量測放射線被樣品吸收的量來計算厚度。這些方法的優點是能非接觸量測，但課題是需要大規模的量測設備。此外，與其他量測儀同樣，也不適合用來掌握工件的整體形狀。

破壞性檢測

在遊標卡尺或卡規無法觸及，又沒有超音波測厚儀、紅外線式、放射線式測厚儀或雷射位移計式測厚儀的情況下，以往只能進行物理性地切斷樣品來量測的『破壞性檢測』。雖然透過物理切斷並量測剖面能確實得知厚度，但若樣品為塑膠成型品等，會因切割而產生變形量，因此存在著難以取得準確數值的課題。

此外，由於會破壞樣品，不僅浪費且無法進行全檢。再者，量測時仍是使用遊標卡尺或卡規，因此同樣是點量測，不適合掌握工件的整體形狀。

傳統量測方法的課題總結

量測厚度的方法有很多種，但共通點是難以掌握整體樣貌。由於是點量測，因此難以掌握板厚、肉厚最大值與最小值等整體狀況，若想得知這些資訊，就必須增加量測點，非常耗費心力與時間。

以非破壞方式準確量測產品厚度的方法

能解決傳統量測方法難以掌握工件整體厚度的課題，並能以非破壞方式準確得知板厚、肉厚的推薦量測方法，就是KEYENCE的3D掃描型三次元量測儀『VL 系列』。

『VL 系列』能以完全非接觸的方式量測3D形狀，因此無須使樣品變形，即可量測板厚、肉厚。無須擔心因接觸或切斷造成的變形，不論形狀為何，皆能實現正反面的全面量測。此外，放置在平台上的對象物，單次掃描最快僅需8秒，還能排除因量測人員造成的差異或誤差，隨時都能獲得準確的量測值。在此，我們將介紹使用KEYENCE的3D掃描型三次元量測儀『VL 系列』來量測產品厚度的優點。

優點1：將與設計厚度的差異以色彩分佈圖可視化

KEYENCE的3D掃描型三次元量測儀『VL 系列』的特徵，是能輕易掌握傳統量測方法無法實現的整體形狀。透過360°掃描樣品，以非接觸方式捕捉整體形狀，便能輕易地檢查所需位置的板厚、肉厚。此外，還能設定目標減少值，將相對於設計厚度的板厚、肉厚增減狀況可視化，藉此管理潛在的不良位置，避免遺漏。

也支援色彩分佈圖顯示，能一目了然地掌握相對於設計厚度的板厚、肉厚目標減少值。透過以整個面而非單點來捕捉，能輕鬆、準確且迅速地評估板厚、肉厚。

優點2：即使是複雜形狀也能以非破壞方式輕易量測厚度

使用傳統的量測方法，難以量測複雜形狀的板厚、肉厚，必須進行伴隨切斷的破壞性試驗。然而，若使用KEYENCE的3D掃描型三次元量測儀『VL 系列』，任何人都能輕易地以非破壞方式量測剖面形狀，並管理板厚、肉厚。

此外，『VL 系列』能自動辨識樣品尺寸，從小型到大型物件都能全自動掃描。因此，無論量測人員的經驗如何，任何人都能零差異地實現準確的厚度量測。再者，也無須固定治具或進行其他繁瑣設定，能大幅減輕量測的作業。

優點3：自由曲面的剖面厚度也能輕易量測

對於帶有曲面的自由曲面剖面，無法使用遊標卡尺量測。此外，在重疊或被周圍包圍的形狀中，測針無法觸及，即使是三次元量測儀也無法量測。對於這種傳統量測方法無法量測的形狀，若使用KEYENCE的3D掃描型三次元量測儀『VL 系列』，便能完整掃描，並在想量測的位置建立虛擬剖面，輕易地量測厚度。

此外，透過匯入3D CAD圖檔，能輕易地與量測數據進行比較，檢視與設定值的偏差。只要將與設定值的偏差以色彩分佈圖可視化，任何人都能判斷厚度的最小值、最大值及偏差等。

實現非破壞且準確的厚度量測

使用KEYENCE的3D掃描型三次元量測儀『VL 系列』，以往難以量測、或必須進行破壞性試驗才能量測的厚度，現在也能輕鬆、確實且迅速地完成。

即使是複雜形狀或自由曲面等以往難以量測的產品，也能建立虛擬剖面來量測厚度。
可比較與設定厚度的差異，並將差異以色彩分佈圖顯示，讓評估結果一目了然。
由於能以非接觸方式量測厚度，因此即使是塑膠或薄板產品，也無須擔心變形，可直接進行厚度量測。
由於是非接觸量測，因此不會有因量測人員造成的差異或誤差，能獲得穩定的結果。
能輕易地對多筆量測數據進行定量比較與分析，OK/NG的判斷也變得很簡單。
單次掃描最快僅需8秒，能在短時間內獲得準確的板厚、肉厚量測值。

以往因產品材質或形狀而難以進行的厚度量測，現在只要使用KEYENCE的3D掃描型三次元量測儀『VL 系列』，無論形狀或材質為何，都能以非破壞方式準確地量測板厚、肉厚。

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