绳结特征分析及绳结等级判定
铝（AL）合金上的绳纹现象是汽车合金板和车身面板表面结构化的一种表现。与此相关的质量指标是“橘皮纹”的形成，这基本上是指表面出现的不希望出现的波浪状起伏。绳纹或棱纹的出现是一种外观缺陷，可通过使用Polytec 公司的3D表面轮廓仪对大面积区域进行测量来量化，从而实现非接触式、可靠且可重复的绳纹等级表征。
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将绳纹作为汽车车身钣金用铝板的表面处理工艺
除了其他优势外，铝合金还能实现轻量化结构设计，并为汽车领域的减重提供创新解决方案。因此，在强度重量比至关重要的应用领域，对铝合金的需求正在迅速增长。 铝生产商向市场供应的是未加工的铝合金，这些材料必须经过轧制、拉伸和压制才能形成所需的形状。由于成形工艺的作用，合金的晶粒结构会发生重排，从而导致表面粗糙度增加，并呈现出“橘皮”状外观。
绳索结构形成的原因
在某些条件下，表面粗糙度会凝聚成较大的带状或“绳状”结构，这些结构与轧制方向平行，且与拉伸方向垂直。通常，此类结构的宽度在0.2至2毫米之间，长度在10至30毫米之间。绳状结构可通过目视识别，并会破坏表面外观。
利用Sa 参数确定绳索等级
在 对铝合金板材进行轧制和拉伸后，表面粗糙度通常会增加，并出现绳纹结构。根据ISO 25178 标准，可采用面积S纹理参数（即Sa 、Sq ）来表征这种新的表面粗糙度。Hotz等人¹发表了其利用Sa 参数进行的表征结果。Sa 参数描述了相对于最小二乘水平的平均偏差，并对应于线性表征中的Ra 、Wa或Pa参数。 一般而言，S-texture参数是针对尺度受限表面定义的。然而，ISO 25178-700标准确实允许在计算S-texture参数时采用面向应用的尺度限制。由于绳状结构的宽度达数毫米，因此Sa 参数可基于尺度受限的结构尺寸进行计算。
1W. Hotz, R. Müller, J. Timm, “铝制汽车外板绳纹测量”，《2009年材料试验会议论文集：科研与实践中的材料特性测定进展》，M. Borsutzki、S. Geisler 编，Stahleisen出版社，杜塞尔多夫（2009）365–370。
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利用印痕确定套绳等级
作为确定绳纹等级的第二种方法，可采用德国汽车工业协会（GAAI）的建议标准VDA 239-400，该方法利用表面压印进行判定。 压印法与复制带有凸起字体的信用卡的方法有许多相似之处：将纸张覆盖在凸起字体的表面，用铅笔摩擦，使凸起的字体表面显现出来——凹陷处保持明亮，凸起处则变暗。使用特制的胶带取下压印，并以300 dpi的分辨率进行扫描，从而生成灰度图像。
在此分辨率下，无关的小结构（粗糙度）会被过滤掉，不再可见。 当压痕过程正确完成时，灰度值即为高度的指示。软件会对灰度图像进行分析，并根据标准将绳纹程度评定为0（无绳纹）至9（非常强烈的绳纹）。虽然这种方法看似简单，但它既费时又费力，且精度不足、容易出错。使用Polytec 提供的TopMap 白光干涉仪，即可消除这些缺点。
为确保测量结果与GAAI标准具有可比性，TopMap 表面轮廓仪配备了专用算法，可对数据进行预处理并导出，以便后续进行绳纹等级判定。此外，其集成的表面计量软件还能根据VDA 239-400 GAAI标准计算RK参数。
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