Optyczna lub stykowa analiza powierzchni: Która metoda pomiaru jest kiedy odpowiednia?

Pomiary chropowatości i falistości od dawna stanowią integralną część kontroli jakości. Tradycyjnie rozumie się przez to pomiar dwuwymiarowy. Wynikiem skanowania dotykowego jest przekrój powierzchni. Uzyskane właściwości można opisać za pomocą dużej liczby parametrów w ramach norm DIN EN ISO 4287 / 4288 i DIN EN ISO 13565-1/2. Relief przekroju można porównać z dwuwymiarowym zdjęciem, które jednak nie pozwala na stwierdzenie struktury powierzchni. Jeśli jednak proces produkcyjny wymaga precyzyjnie zdefiniowanych struktur powierzchni, konieczne są optyczne urządzenia pomiarowe.

Równowaga między gładkim a szorstkim

Stwierdzenie to zostało zilustrowane na przykładzie cienkich blach teksturowanych stosowanych w przemyśle motoryzacyjnym. Jak najgładsze podłoże jest podstawą do uzyskania pierwszorzędnej powłoki lakierniczej. Jednak formowanie arkuszy w prasach wymaga określonej minimalnej chropowatości. Jest ona niezbędna dla przylegania oleju, aby ograniczyć do minimum zakłócenia procesu. Jeżeli należy skontrolować jakość powierzchni takiej blachy, można zastosować zarówno metody stykowe, jak i optyczne. Parametry 2D Ra i Rpc używane do analizy chropowatości, jak również wartość Wsa wg SEP 1941, są porównywalne. Niemniej jednak informacje te nie są wystarczające: Aby zapewnić, że powierzchnia spełnia ścisłe wymagania przemysłu motoryzacyjnego, należy zebrać dodatkowe dane statystyczne powierzchni.

Optyczne metody pomiarowe do analizy powierzchni

Producenci blach stosują do tego celu optyczne urządzenia pomiarowe – na przykład eksplorator MarSurf CM. Ten mikroskop konfokalny jest używany do określenia częstotliwości występowania cząstek, jak również ich wielkości i objętości w danym obszarze. Ponadto możliwe są stwierdzenia dotyczące wielkości wgłębień (pustych objętości) i ich lokalizacji. Tylko te informacje dostarczają wartościowych wyników w zakresie technologii procesu, pozwalających sklasyfikować mikrostrukturę powierzchni. Odpowiednie parametry tekstury 3D, jak również operatory do ich określania, są opisane w jeszcze młodej normie DIN EN ISO 25178. Jest to pierwsza międzynarodowa norma dotycząca bezdotykowego pomiaru i specyfikacji tekstur powierzchni 3D.

Wniosek

Kwalifikowana analiza powierzchni obrabianych maszynowo opiera się na wyborze właściwej metody pomiarowej. Jeśli dwuwymiarowy przekrój profilu nie jest już wystarczający do oceny struktur powierzchni, należy zastosować trójwymiarowe ścieżki optyczne. Optyczny pomiar chropowatości powierzchni jest wciąż mniej rozpowszechniony niż wariant stykowy. Praktyka pokazuje, że obie metody doskonale się uzupełniają i są coraz częściej stosowane.