Suchen

Messtechnik

Die Qualität technischer Oberflächen sicherstellen

Seite: 4/4

Firmen zum Thema

Spezifikationen und Kalibrierung

Zur Charakterisierung der Rauheit von technischen Oberflächen bildet bislang die 2D-Profilmesstechnik basierend auf internationalen Normen den Stand der Technik ab. Allerdings haben sich in den letzten Jahren die Anforderungen an das funktionale Verhalten von Oberflächen und damit auch von Bauteilen deutlich in Richtung einer höheren Komplexität verschoben. Beispiele sind der Lotus-Effekt, haptische Oberflächen und vieles andere mehr. “Mit den sich ändernden Anforderungen sind eher 3D-artige Oberflächenfeatures verbunden. Diese können aber mit einfachen Profilschnitten nicht mehr erfasst und charakterisiert werden. Um aussagekräftige Kenngrößen zur Beschreibung der Oberflächen und ihres funktionalen Verhaltens zu bekommen, sind flächenhafte Messungen und Auswertungen unumgänglich geworden”, erklärt Dr. Ludger Koenders, Fachbereichsleiter Oberflächenmesstechnik an der PTB Braunschweig. Optische Messmikroskope haben hier im Vergleich zu taktilen Geräten den großen Vorteil einer schnellen und berührungslosen Erfassung von Topographien.

Die flächenhaften Kenngrößen zur Rauheitsmessung sind in der ISO 25178-2 beschrieben, für taktile Geräte gibt es die 25178-601 und die 25178-701 bereits als Norm, die zum einen die Gerätemerkmale spezifizieren beziehungsweise die Bedingungen für die Kalibrierung vorgeben. Bei optischen Geräten ist dies aufgrund einer Vielzahl unterschiedlicher physikalischer Prinzipien der Messung und der jeweils anderen Parametern für die Einstellung der Geräte deutlich schwieriger. “Hier helfen zur Erreichung von aussagekräftigen und vergleichbaren Kenngrößen nur eine strikte Normung der Gerätespezifikationen sowie präzise Vorgaben bezüglich der Kalibrierung”, betont Koenders. Dies ist in den letzten Jahren im Fachausschuss 3.41 “Oberflächenmesstechnik im Mikro- und Nanometerbereich” von VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik umgesetzt worden sowie außerdem in der WG16 „Areal and profile surface texture“ des ISO Komitees TC 213 „Dimensional and geometrical product specifications and verification“.

Bildergalerie

Bildergalerie mit 5 Bildern

So entstanden im Fachausschuss 3.41 Richtlinien zur Kalibrierung von Interferenz-, Weißlicht- und Konfokal-Mikroskopen (VDI 2655 Blatt1.1 und 1.2) und für den Anwendungsfall Mikroformmessung (VDI 2655 Blatt 1.3). In der WG 16 des ISO/TC 213 sind auf internationaler Basis die Spezifikationen und die Grundlagen für die Kalibrierung für einige der wichtigsten optischen Mikroskopieverfahren erarbeitet worden. Einige liegen schon als Norm vor, andere haben bereits einen guten Arbeitsstand erreicht, so dass in absehbarer Zeit auch hier mit einer internationalen Norm zu rechnen ist.

„Nutzbar sind die Normen in allen Bereichen der industriellen Fertigung, wenn hohe Anforderungen an die Oberflächenstruktur und damit verbunden ihr funktionales Verhalten wichtig sind. Aus dem Automobilbau wären dies zum Beispiel gehonte Oberflächen. Zudem weiche Oberflächen, die bislang taktil nicht zerstörungsfrei abgetastet werden konnten”, so Koenders zu den Anwendungsbereichen.

Zu den Vorteilen sagt er: “Die optische Messtechnik arbeitet berührungslos und erfasst eine flächenhafte Topographie einfach schneller, als dies mit taktilen Messgeräten möglich ist. Insofern könnte sie auch in der Produktion an vielen Stellen eingesetzt werden, um die Qualität von Bauteiloberflächen im Prozess sicherzustellen. In Verbindung mit der flächenhaften Erfassung der Topographien kann sicherlich auch die Unsicherheit der Kenngrößen verringert werden.” In Untersuchungen an der PTB konnte gezeigt werden, dass mit 2D-Profilschnitten bei zunehmender Komplexität der Oberfläche der größte Anteil zur Messunsicherheit nicht aus der Rückführung herrührt, sondern aus der Oberfläche selbst. Hier könnte eine verbesserte Erfassung von Messmerkmalen sicherlich helfen. MM

* Dipl.-Ing. Annedore Bose-Munde ist Fachredakteurin für Wirtschaft und Technik in 99094 Erfurt, Tel: (03 61) 78 94 46 95, info@bose-munde.de, www.bose-munde.de

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de (ID: 44016654)

Über den Autor

Dipl.-Ing. Annedore Bose-Munde

Dipl.-Ing. Annedore Bose-Munde

Fachredakteurin für Wirtschaft und Technik