Đo màu sắc & độ bóng phục vụ kiểm soát chất lượng ngoại quan | Máy quang phổ CHNSpec DS‑87CG

Trong công tác kiểm soát chất lượng các sản phẩm như nhựa, lớp phủ, nội thất ô tô hay vỏ thiết bị gia dụng, "sự đồng nhất về màu sắc" thường là một tiêu chí kiểm tra quan trọng.

Nhiều doanh nghiệp sử dụng thiết bị đo màu (colorimeter) để chuyển đổi màu sắc mà mắt người cảm nhận được thành các dữ liệu cụ thể—chẳng hạn như các giá trị L, a, b và ΔE—nhằm đánh giá sự khác biệt về màu sắc giữa mẫu thử và mẫu chuẩn.

Tuy nhiên, trong thực tế kiểm tra, một vấn đề thường gặp là: ngay cả khi hai mẫu có dữ liệu màu sắc gần như tương đồng, người ta vẫn có thể nhận thấy sự khác biệt rõ rệt khi đặt chúng cạnh nhau.

Tại sao lại xảy ra hiện tượng này?

Một lý do là khái niệm "ngoại quan" (appearance) mà chúng ta cảm nhận không chỉ dừng lại ở màu sắc.

I. Đánh giá ngoại quan sản phẩm: Màu sắc và độ bóng là hai khía cạnh riêng biệt

Khi ánh sáng chiếu vào bề mặt một vật thể, nó sẽ trải qua các quá trình như hấp thụ, phản xạ và tán xạ.

Đặc tính phản xạ của vật thể ở các bước sóng ánh sáng khả kiến khác nhau sẽ quyết định màu sắc mà chúng ta nhìn thấy, trong khi các đặc tính phản xạ gương (specular reflection) lại ảnh hưởng đến cảm nhận của chúng ta về độ bóng.

Nói một cách đơn giản:

Màu sắc trả lời cho câu hỏi: "Vật đó có màu gì?", trong khi độ bóng trả lời cho câu hỏi: "Vật đó bóng hay mờ?"

Ví dụ, hãy xét hai tấm nhựa màu đen: dù dữ liệu màu sắc của chúng gần như giống hệt nhau, nhưng một tấm có thể có bề mặt bóng, trong khi tấm kia lại có bề mặt mờ—khi đặt cạnh nhau, sự khác biệt giữa chúng trở nên vô cùng rõ rệt.

Do đó, đối với các sản phẩm đòi hỏi sự đồng nhất cao về mặt thị giác, nếu chỉ dựa vào dữ liệu màu sắc thì có thể chưa phản ánh đầy đủ những khác biệt thực tế mà mắt người cảm nhận được.

II. Độ bóng được đo như thế nào?

Về cơ bản, việc đo độ bóng bao gồm đánh giá sự phản xạ gương — tức là sự phản xạ ánh sáng giống như gương — từ bề mặt vật liệu trong các điều kiện hình học nhất định.

Trong thực tế, các phép đo thường được thực hiện ở nhiều góc độ khác nhau, chẳng hạn như 20°, 60° và 85°. Trong đó, góc 60° là cấu hình hình học tiêu chuẩn để đo độ bóng, phù hợp để đánh giá độ bóng bề mặt của nhiều loại vật liệu khác nhau.

Độ bóng thường được biểu thị bằng Đơn vị Độ bóng (Gloss Units - GU).

Sự thay đổi trong các giá trị GU có thể giúp xác định liệu tình trạng bề mặt của sản phẩm có sự khác biệt giữa các lô sản xuất hay do những thay đổi trong quy trình sản xuất hay không.

Ví dụ, trong các quy trình như sơn phủ hoặc ép phun, bất kỳ thay đổi nào đối với trạng thái lớp phủ, bề mặt khuôn hoặc các điều kiện gia công đều có thể được phản ánh thông qua dữ liệu độ bóng của thành phẩm.

III. Tại sao cần đánh giá đồng thời màu sắc và độ bóng?

Mặc dù màu sắc và độ bóng là những đặc điểm ngoại quan riêng biệt, chúng thường được phân tích cùng nhau trong quá trình kiểm soát chất lượng thực tế.

Chẳng hạn, khi so sánh một mẫu sản phẩm với tiêu chuẩn và phát hiện sự khác biệt bằng mắt thường, người ta có thể xác định rõ hơn:

Liệu màu sắc đã bị thay đổi, hay độ bóng bề mặt đã khác đi?

Nếu có sự khác biệt đáng kể về dữ liệu màu sắc, quá trình điều tra có thể tập trung vào nguyên liệu đầu vào, công thức phối màu và các quy trình sản xuất. Ngược lại, nếu màu sắc tương đồng nhưng độ bóng khác nhau, trọng tâm điều tra nên chuyển sang tình trạng bề mặt vật liệu và các kỹ thuật gia công.

Cách tiếp cận này giúp chuyển đổi nhận định mang tính chủ quan — rằng "các sản phẩm trông có vẻ khác nhau" — thành hai khía cạnh có thể định lượng được: sự khác biệt về màu sắc và sự khác biệt về độ bóng.

Hơn nữa, phương pháp này còn hỗ trợ việc ghi chép dữ liệu và truy xuất nguồn gốc, mang lại lợi ích lớn cho công tác quản lý lô hàng, kiểm tra nguyên liệu đầu vào và kiểm soát chất lượng trong suốt quá trình sản xuất.

IV. Có thể đo đồng thời màu sắc và độ bóng không?

Trong các quy trình kiểm tra truyền thống, màu sắc và độ bóng thường được đo riêng biệt bằng máy đo màu (colorimeter) và máy đo độ bóng (glossmeter). Nếu một mẫu cần thực hiện cả hai phép đo này, người dùng sẽ phải thao tác đặt mẫu, đo đạc và ghi lại dữ liệu riêng biệt cho từng chỉ số.

Để giải quyết vấn đề này, thiết bị quang phổ để bàn CHNSpec DS-87CG45/0 đã tích hợp cả chức năng đo màu và đo độ bóng vào trong cùng một thiết bị.

Thiết bị sử dụng cấu trúc quang học 45/0 để đo màu, với dải bước sóng từ 360–740 nm. Máy đạt độ lặp lại phép đo màu là ΔE*ab ≤ 0,02 và độ sai lệch giữa các thiết bị (inter-instrument agreement) là ΔE*ab ≤ 0,2. Ngoài ra, thiết bị còn được tích hợp chức năng đo độ bóng ở góc 60° với dải đo từ 0–400 GU.

Nhờ đó, dữ liệu về cả màu sắc và độ bóng của một mẫu có thể thu thập được chỉ trong một lần đo duy nhất.

V. Từ "Quan sát màu sắc" đến "Đánh giá ngoại quan"

Mặc dù ΔE là thước đo then chốt trong kiểm soát chất lượng màu sắc, nhưng ngoại quan thực tế của một sản phẩm không chỉ được quyết định bởi duy nhất một điểm dữ liệu.

Đối với các sản phẩm có yêu cầu cụ thể về bề mặt—chẳng hạn như nhựa, lớp phủ, nội thất ô tô hay vỏ thiết bị gia dụng—thì màu sắc và độ bóng đóng vai trò là những khía cạnh bổ trợ cho nhau trong quá trình đánh giá.

Bằng cách xem xét cả tính đồng nhất về màu sắc lẫn độ bóng, chúng ta có được cái nhìn đa chiều hơn về sự khác biệt ngoại quan giữa các sản phẩm.

Đây chính là giá trị thực sự của phương pháp đo lường tích hợp cả màu sắc và độ bóng: nó không chỉ đơn thuần là kết hợp hai chức năng đo lường, mà còn chuyển đổi những khác biệt về ngoại quan—vốn trước đây chỉ dựa vào mô tả trực quan chủ quan—thành dữ liệu có thể đo lường, so sánh và lưu trữ.