Mikrokoordinatenmesstechnik

Die optische Mikrokoordinatenmesstechnik und Rauheitsmessung kommt in den Bereichen Werkzeug- und Formenbau, in der Mikro- und Präzisionsfertigung, der Automobilindustrie, der Medizintechnik, der Spritzgussindustrie, der Luft- und Raumfahrtindustrie sowie der Elektrotechnik und der Forensik zum Einsatz.

Das Alicona μCMM ist die genaueste rein optische Koordinatenmessmaschine seiner Klasse und misst selbst Bauteile mit extrem komplexen Geometrien. Wir verbinden damit Vorteile aus der taktilen Koordinatenmesstechnik und der optischen Oberflächenmesstechnik und messen mit nur einem Sensor Maß, Lage, Form und Rauheit von Bauteilen.

Alicona µCMM
Funktionsprinzip

Die optische Koordinatenmessmaschine bietet hohe geometrische Genauigkeit von mehreren optischen 3D Messungen zueinander, was die Messung von kleinsten Oberflächendetails inklusive präziser Bestimmung der Lage der Einzelmessungen zueinander ermöglicht. Das Spektrum messbarer Oberflächen inkludiert von matten über polierte, spiegelnde Bauteile sämtliche industrieübliche Materialien und Verbundwerkstoffe wie Kunststoff, PKD, CFK, Keramik, Chrom, Silizium etc. Die einfache Bedienung wird durch singlebutton Lösungen, automatisierte Messabläufe und ergonomische Bedienelemente wie einem eigens entwickelten Controller umgesetzt. Luftgelagerte Achsen mit Linearantrieb ermöglichen die verschleißfreie Nutzung und eine hochpräzise, schnelle Messung.

EUni:Tr:ODS,MPE = (0.8 + L/600) μm ⎯ EUniZ:St:ODS,MPE = (0.15 + L/50) µm

Das Messsystem arbeitet mit der Fokus-Variation Technologie, bei dem es sich um ein flächenbasiertes Verfahren zur 3D-Oberflächenmessung im Mikro- und Nanobereich handelt. Das Funktionsprinzip basiert auf der geringen Tiefenschärfe einer Optik.

Rauheitsmessung unterschiedlich bearbeiteter Oberflächen

Untersucht werden unterschiedlich bearbeitete Oberflächen von zwei Probestücken aus gleichem Material. Als Ergebnis ist das Oberflächenmodell als 3D-Ansicht mit Falschfarben dargestellt. Deutlich zu erkennen sind die unterschiedlichen Strukturen der zwei Proben. Das Ergebnis der Rauheitsmessung ist im Profil mit den entsprechenden Rauheitswerten (Ra, Rq und Rz) dargestellt.

Mikrokoordinatenmesstechnik

Bei der optischen Messtechnik im Mikrobereich wenden wir ein Mikrokoordinatenmesssystem für Form- und Rauheitsmessungen basierend auf der Fokus-Variation Technologie der Firma Bruker Alicona an. Die Mikrokoordinatenmesstechnik und Rauheitsmessung kommt vor allem im Werkzeug- und Formenbau, in der Mikro- und Präzisionsfertigung, der Automobilindustrie, der Medizintechnik, der Spritzgussindustrie, der Luft- und Raumfahrtindustrie sowie der Elektrotechnik und der Forensik zum Einsatz.

Rauheitsmessung

Mögliche Messungen sind profilbasierte Rauheitsmessungen nach ISO 4287 und 4288 und flächenbasierte Rauheitsmessungen nach ISO 25178, ISO 1278-1 und ASME B46. Es können sämtliche gängige Rauheitsparameter ausgewertet werden inklusive Traglastflächenkurven (Abbott-Kurven) und Spektralanalysen.

Schneidkantenmessung

Mit dem integrierten Messmodul EdgeMasterModule ist eine vollautomatische Messung von Schneidkanten möglich. Die Kantenparameter wie Radien, Freiwinkel (α), Keilwinkel (β), Spanwinkel (γ), Kantensymmetrien (K) und Negativ- bzw. Stützfasen werden mit diesem Messmodul in rechtwinklig zur Schneidkante definierten Profilen automatisch gemessen. Zusätzliche Messoptionen wie die Messung von Kantenbrüchen und Messung von Schartigkeit der Schneidkanten sind möglich.

Probenstück 1
Probenstück 2

Rauheitsmessung – Beschichtungsanalyse

Das zu untersuchende Bauteil ist mit einer speziellen Beschichtung präpariert. Die Rauheit der Beschichtung ist mit einer bestimmten Profilbreite gemessen. Die Struktur der Beschichtung ist in der 3D-Ansicht mit Falschfarben deutlich zu erkennen.

Beschichtungsanalyse 1
Beschichtungsanalyse 2

Flächenbasierte Rauheitsmessung

Rauheiten können nicht nur im Profil, sondern auch an der gesamten erfassten Oberfläche gemessen werden. Als Ergebnis werden Oberflächentexturparameter (Sa, Sq, Sz,…) und statistische Kennwerte dargestellt.

Flaechenbasierte Rauheitsmessung 1
Flaechenbasierte Rauheitsmessung 2

Schneidekantenmessung

In folgendem Beispiel ist eine Schneidkante mit Stützfase im EdgeMasterModule gemessen und ausgewertet. Die Kantenparameter werden in rechtwinklig zur Schneidkante definierten Profilen automatisch gemessen.

Schneidkantenmessung
Schneidkantenmessung
Schneidkantenmessung
Schneidkantenmessung

Formmessung

Im folgenden Beispiel ist ein Bauteil mit einer Prägung im Mikrometerbereich zu sehen. Die Radien der Übergänge und die Tiefe der Prägung sind im Profil ausgewertet.

Prägung 1
Prägung 2

„Mit insgesamt 18 optischen Messsystemen und einer Vielzahl von Technikern und Ingenieuren an unseren Standorten in Baden-Württemberg und Bayern sind wir die Experten für sämtliche Aufgaben rund um das Thema optische Messtechnik“

Stefan Findeis, Dipl.-Ing.

Abteilungsleiter
Optische Messtechnik – Göppingen