工業(yè)觸摸屏表面硬度測試：標(biāo)準(zhǔn)解讀與質(zhì)量管理實(shí)踐

一、表面硬度測試的價(jià)值與標(biāo)準(zhǔn)框架

在工業(yè)自動(dòng)化、智能制造、智能終端等領(lǐng)域，工業(yè)觸摸屏作為關(guān)鍵的人機(jī)交互界面，其表面硬度直接決定了產(chǎn)品的抗刮擦性能、耐用性以及長期使用的可靠性。一套科學(xué)、統(tǒng)一、嚴(yán)格的表面硬度測試體系，是控制產(chǎn)品質(zhì)量、提升用戶體驗(yàn)的重要保障。

GB/T 35133-2017《集團(tuán)企業(yè)經(jīng)營管理參考模型》為國家標(biāo)準(zhǔn)，其核心在于為制造業(yè)企業(yè)（尤其是集團(tuán)化企業(yè)）提供一套全面的經(jīng)營管理參考模型和質(zhì)量管理體系框架 。該標(biāo)準(zhǔn)將質(zhì)量管理視為集團(tuán)核心管控活動(dòng)之一，強(qiáng)調(diào)包括質(zhì)量策劃、控制、保證和改進(jìn)在內(nèi)的全過程管理 。在觸摸屏這類關(guān)鍵元器件的來料檢驗(yàn)、生產(chǎn)過程控制和成品驗(yàn)證中，建立標(biāo)準(zhǔn)化的表面硬度測試流程，正是該質(zhì)量管理理念在制造現(xiàn)場的具體實(shí)踐和深化 。

二、表面硬度測試的核心方法

工業(yè)觸摸屏表面硬度的測試，主要采用以下幾種經(jīng)過行業(yè)廣泛驗(yàn)證的方法。

1 鉛筆硬度測試法

這是目前應(yīng)用最廣泛的觸控屏表面硬度測試方法，其原理是使用已知硬度的鉛筆在樣品表面以特定速度和壓力劃動(dòng)，通過判定樣品是否出現(xiàn)永久性劃痕來評估其涂層硬度 。

• 測試設(shè)備與材料：主要包括鉛筆硬度測試儀（可固定鉛筆并施加標(biāo)準(zhǔn)載荷，如500g、750g或1000g）、一套從9H（最硬）到6B（最軟）的中華牌或三菱牌鉛筆、專用卷筆刀以及400#至600#的砂紙 。

  
  

• 測試流程：

  
  

1. 樣品準(zhǔn)備：確保測試樣品表面清潔、平整、無油污或灰塵 。

   
   

2. 鉛筆準(zhǔn)備：用卷筆刀削好鉛筆，露出約5-6mm的筆芯，然后在砂紙上沿垂直方向勻速研磨，直至筆芯端面平整、邊緣銳利 。

   
   

3. 安裝與固定：將鉛筆以45°或90°角（依據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)）固定于測試儀夾頭，在儀器平臺(tái)上固定好樣品 。

   
   

4. 進(jìn)行劃痕測試：施加規(guī)定重量（如1kgf或500gf）的載荷，以約0.5-1mm/s的速度向前推動(dòng)測試儀，使鉛筆在樣品表面劃出長度約20mm的痕跡 。

   
   

5. 結(jié)果判定：用軟布或橡皮擦拭劃痕區(qū)域，在良好光照條件下目視檢查。通常以未刮穿涂層的最硬鉛筆等級作為該樣品的表面硬度值。例如，若使用3H鉛筆劃痕可擦除且無可見劃痕，而4H鉛筆劃痕產(chǎn)生了不可擦除的劃傷，則樣品硬度判定為3H 。

   
   

2 其他輔助測試方法

為全面評估觸摸屏的機(jī)械強(qiáng)度，尤其是其在極端或長期使用環(huán)境下的性能，還可采用以下方法作為補(bǔ)充：

• 珠擊測試法（抗沖擊測試）：模擬尖銳或堅(jiān)硬物體撞擊屏幕表面的情況。測試時(shí)，將一定質(zhì)量（如25g至100g）的鋼珠從特定高度（通過一定長度的玻璃導(dǎo)管）自由下落，撞擊放置在厚泡棉上的觸摸屏樣品表面，隨后檢查屏幕外觀及功能是否正常 。

  
  

• 維氏硬度測試：對于觸摸屏表面的玻璃蓋板，可采用維氏硬度計(jì)進(jìn)行更精確的顯微硬度測量。該儀器通過測量特定壓力下金剛石壓頭在材料表面留下壓痕的對角線長度，計(jì)算出材料的硬度值，結(jié)果更為精確 。

  
  

三、基于質(zhì)量管理體系的測試流程構(gòu)建

依據(jù)GB/T 35133-2017所倡導(dǎo)的全面質(zhì)量管理思想，企業(yè)應(yīng)將表面硬度測試從單一的檢測活動(dòng)，提升為覆蓋產(chǎn)品全生命周期的質(zhì)量管理流程 。

1 測試流程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

一個(gè)健全的測試流程應(yīng)包含以下環(huán)節(jié)：

• 測試環(huán)境控制：確保實(shí)驗(yàn)室溫度保持在23±2℃，濕度控制在50%±10%RH，避免環(huán)境條件對測試結(jié)果造成干擾 。

  
  

• 設(shè)備校準(zhǔn)與管理：定期對鉛筆硬度測試儀、砝碼等設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)，確保測試載荷和角度的精確性 。

  
  

• 明確的接受與拒收準(zhǔn)則：在檢驗(yàn)規(guī)范中清晰定義不同等級產(chǎn)品（如工業(yè)級、商用級）的表面硬度最低要求（例如，工業(yè)級觸摸屏表面硬度通常要求達(dá)到7H或以上） 。

  
  

• 取樣計(jì)劃與頻率：根據(jù)生產(chǎn)批次、材料變更等情況，制定科學(xué)的抽樣檢驗(yàn)方案，如每批次抽樣或定期抽檢。

  
  

• 數(shù)據(jù)分析與持續(xù)改進(jìn)：記錄所有測試數(shù)據(jù)，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)過程控制方法進(jìn)行分析。若發(fā)現(xiàn)硬度不合格率上升趨勢，需啟動(dòng)糾正與預(yù)防措施，反饋至研發(fā)、采購或生產(chǎn)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn) 。

  
  

2 構(gòu)建完整的測試與質(zhì)量管理體系

企業(yè)可以參考GB/T 35133-2017的建議，從集團(tuán)層面推行統(tǒng)一的質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合各下屬機(jī)構(gòu)或生產(chǎn)線的具體產(chǎn)品特性（如工業(yè)觸摸屏）進(jìn)行定制化開發(fā)和應(yīng)用 。這意味著不僅關(guān)注單一的硬度測試結(jié)果，更要將其置于從研發(fā)管理（如新材料選擇）、生產(chǎn)管理（如鍍膜工藝控制）到供應(yīng)鏈管理（如供應(yīng)商來料檢驗(yàn)）的完整鏈條中進(jìn)行管控 。例如，在研發(fā)階段，就應(yīng)對觸摸屏的表面處理工藝進(jìn)行充分驗(yàn)證；在生產(chǎn)階段，對關(guān)鍵工藝參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控；在來料檢驗(yàn)階段，對關(guān)鍵原材料進(jìn)行硬度測試 。

四、總結(jié)

工業(yè)觸摸屏的表面硬度測試，遠(yuǎn)不止于在實(shí)驗(yàn)室里用鉛筆劃幾下那么簡單。它是連接材料科學(xué)、工藝工程與質(zhì)量管理的重要橋梁。以GB/T 35133-2017等標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)，建立并執(zhí)行一套科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)且與業(yè)務(wù)流程深度融合的測試與質(zhì)量管理體系，對于制造業(yè)企業(yè)至關(guān)重要 。這不僅能有效提升工業(yè)觸摸屏產(chǎn)品本身的可靠性、耐用性和市場競爭力，更是企業(yè)構(gòu)建穩(wěn)健質(zhì)量管理體系、實(shí)現(xiàn)智能化轉(zhuǎn)型、在激烈市場中確立優(yōu)勢的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。