С чего начать? Это важный вопрос для специалиста по измерению шероховатости поверхностей, поскольку существует две потенциальных сложности.
Сначала необходимо определиться с методом измерений. Измерения шероховатости поверхностей можно выполнять на разных приборах, каждый их которых имеет свои достоинства и недостатки, поэтому выбрать лучший для исследования конкретного образца может быть не так-то просто.
Вторым камнем преткновения может стать интерпретация полученных измерений. Полученные данные могут содержать сотни параметров шероховатости, и определить, какие из них актуальны для проводимого исследования, может быть действительно сложно.
В этом выпуске мы подробно расскажем, как справиться с этими сложностями, и поделимся идеями о том, как можно упростить каждый этап процесса измерения шероховатости.
Выполнение измерений шероховатости поверхности
Раньше такие измерения проводились с помощью простых ручных датчиков. Данные приходилось выгружать вручную, анализ выполнялся как отдельный процесс, и в целом измерения занимали очень много времени и не всегда были точными.
В современном мире существует множество приборов, которые заметно облегчают работу специалиста, имеют понятный интерфейс с отображением данных, сенсорные экраны, а также возможность подключения к Интернету и компьютерам для обработки данных. Все эти усовершенствования помогли заметно повысить продуктивность.
По мере развития технологий потребность в точности стала иметь гораздо большее значение, чем продуктивность. Максимальные требования к качеству поверхности ужесточились, точность измерений должна находиться в диапазоне 6-8 микродюймов, соответственно для измерений необходимы приборы высокого разрешения.
Сравнение приборов высокого разрешения: какой из них лучше подходит для измерения шероховатости поверхности?
Одним из таких приборов является атомно-силовой микроскоп, который способен выполнять измерения шероховатости с около атомным разрешением по высоте. Однако, этот микроскоп имеет малую скорость сканирования и ограниченную площадь сканирования. Такой метод измерений не подходит для крупных образцов, особенно имеющих изогнутую поверхность — для получения информативных результатов исследования таких образцов необходима большая площадь сканирования.
Учитывая такие требования в каждом отдельном случае, вам нужно подбирать оптимальный измерительный прибор, основываясь на ряде характеристик, таких как производительность, разрешение и диапазон сканирования.
В свою очередь, оптические приборы, например сканирующий лазерный конфокальный микроскоп, обеспечивают возможность быстро формировать 3D изображения относительно больших образцов с высоким разрешением. Неразрушающий метод измерений, используемый в этих приборах, также позволяет исследовать шероховатые поверхности с пустотами, которые очень сложно поддаются измерению ручным профилометром.
На 3D изображении вы сможете быстро найти нужную область интереса и точно определить, в какой области были получены конкретные данные. Благодаря этим преимуществам значительно уменьшается время измерений и повышается точность при работе с мелкими образцами и микроскопическими элементами.
В оптических системах, таких как сканирующий лазерный конфокальный микроскоп LEXT™ OLS5000, точность и воспроизводимость данных гарантируются после калибровки с применением отслеживаемых стандартов, поэтому вы можете выполнять контроль с абсолютной уверенностью в результатах.
Конфокальный микроскоп OLS5000 — это мощный инструмент, который поможет быстро просканировать поверхность образца и выполнить точные измерения.
Интерпретация значений параметров измерения шероховатости поверхности
Следующим этапом после завершения измерений является интерпретация результатов. Как правило, шероховатость выражается одним параметром, Ra. Однако, Ra представляет лишь ограниченные сведения о перепадах рельефа поверхности. Он не содержит данных о плотности распределения выступов или частотности и форме повторяющихся элементов.
Такая ограниченная информативность параметра Ra подтолкнула инженеров к определению дополнительных параметров шероховатости, которые описывают такие характеристики как частотность, форма, острота, объем и преобладающая ориентация. Программное обеспечение для нашего лазерного конфокального микроскопа LEXT OLS5000 обрабатывает около сотни параметров, которые удобно сгруппированы по категориям в соответствии с разными областями применения.
Например, параметры объема представляют данные об объеме выступов и углублений на поверхности — эта информация критически важна при контроле качества смазки и износа различных деталей. Параметры рельефа, такие как плотность пиков и средняя кривизна, описывают качество обработки поверхности и текстуры при аддитивном производстве. Важно понимать значения этих параметров и выделять те, которые наиболее информативны для конкретной области применения.
Практические советы для измерений шероховатости поверхности
Оптические системы, такие как наш конфокальный микроскоп LEXT, способны решать многие сложные задачи, связанные с измерениями шероховатости поверхности. Чтобы узнать больше об этом микроскопе и ознакомиться с практическими советами по измерению шероховатости поверхностей, посетите наш тематический информационный портал.
Узнайте о методах, технологиях и полезных советах онлайн на тематическом информационном портале Olympus.
См. также
Вебинар: 5 вещей, которые необходимо знать о метрологии поверхностей
Информационный портал по измерениям шероховатости поверхности
4 совета по использованию модуля расширенных оптических измерений для работы и исследований
