Oberflächenmessung
Die Oberflächenmessung dient dazu, die Mikrostrukturen einer Oberfläche zu erfassen und durch Kenngrößen quantitativ zu bewerten. Im engeren Sinne werden die kurzwelligen Unregelmäßigkeiten einer Oberfläche als Rauheit, die langwelligen als Welligkeit und die noch langwelligeren als Ebenheitsabweichungen einer Oberfläche bezeichnet. Die jeweiligen Anteile einer Oberflächenstruktur wirken sich in unterschiedlicher Weise auf die funktionellen Eigenschaften einer Oberfläche aus und sind daher getrennt zu bewerten.
Als Steinbeis-Transferzentrum führen wir Oberflächenmessungen als Dienstleistung durch und ermitteln zur Funktion passgenaue Kenngrößen nach den aktuellen Normen.
Wozu dient die Oberflächenmessung?
- Funktionalität sicherstellen: Die Mikrostruktur einer Oberfläche beeinflusst maßgeblich die mechanischen und physikalischen Eigenschaften eines Bauteils wie Maßhaltigkeit, Reibungsverhalten, Dichteigenschaften, Reinigungsfähigkeit, Schmierfilmaufbau, Verschleißverhalten, Werkstoffermüdung, optisches Erscheinungsbild uvm.
- Beschichtbarkeit bewerten: Die Oberfläche beeinflusst die Beschichtbarkeit eines Werkstücks. Neben der direkten Abhängigkeit der Schichthaftfestigkeit von der Rauheit spielt diese auch eine wichtige Rolle für die Reinigungsfähigkeit von Oberflächen vor dem Beschichten und Kleben.
- Qualitätssicherung: Sicherstellen, dass die Oberfläche den technischen Zeichnungen und Spezifikationen entspricht.
- Fertigungsprozesse kontrollieren: Durch Oberflächenmessung erkennt man, ob ein Bearbeitungsschritt wie Schleifen, Fräsen oder Polieren korrekt durchgeführt wurde.
- Ästhetik und Haptik: Besonders in Konsumgütern spielt das Aussehen und die Haptik eine Rolle.
Dienstleistungen
OPTISCHE OBERFLÄCHENMESSUNG
Die optische Oberflächenmessung dient der berührungslosen Erfassung der Mikrostruktur von Oberflächen mit Hilfe eines Lichtstrahls. Mit Hilfe der optischen Oberflächenmesstechnik ist es möglich, die Rauheit, Welligkeit und Ebenheit von Oberflächen dreidimensional und damit vollständig zu erfassen. Aus dem Ergebnis einer optischen Messung können die flächenhaften 3D-Kenngrößen und die profilhaften 2D-Kenngrößen berechnet werden. Die optische Messung einer Oberfläche erreicht eine wesentlich höhere Auflösung und Genauigkeit als die taktile Messung mit einer Tastnadel. Zudem können auch empfindliche Materialoberflächen berührungslos gemessen werden.
TAKTILE OBERFLÄCHENMESSUNG
Bei der taktilen (berührenden) Oberflächenmessung wird die Oberfläche als zweidimensionales Profil im sogenannten Tastschnittverfahren erfasst und daraus die 2D-Kenngrößen nach ISO 4287 (zurückgezogen), ISO 13565-2 (zurückgezogen) und ISO 21920-2:2021 ermittelt. Neben den weit verbreiteten Kenngrößen maximale Höhe der Rauheit Rz und dem arithmetischen Mittelwert der Höhe Ra aus dem Jahr 1974 bieten die aktuellen Normen eine umfangreiche Auswahl an Kenngrößen zur gezielten Charakterisierung von Oberflächeneigenschaften. Leider reicht die Genauigkeit der taktilen Messung oft nicht aus, um alle Mikrostrukturen einer Oberfläche zu erfassen, da der Radius der Diamantspitze als morphologischer Filter wirkt. Außerdem wird bei der Profilmessung nur ein kleiner, nicht repräsentativer Teil der Oberfläche erfasst. Darüber hinaus ist die taktile Messung mit einer harten Diamantspitze bei Werkstoffen mit unzureichender Härte problematisch. Durch die Riefenbildung infolge der Furchung kann die tatsächliche Oberflächenrauheit nicht genau bestimmt werden.
Taktile Rauheitsmessung (REM Aufnahme)
DRALLMESSUNG
Die Drallmessung dient der Beurteilung von spiralförmigen Mikrostrukturen auf der Dichtfläche von Wellen. Diese Drallstrukturen können zu einem Transport des abzudichtenden Mediums (flüssig oder gasförmig) zwischen Dichtung und Welle und damit zu einer Leckage führen. Zur Überprüfung der Drallfreiheit wird eine Drallmessung mit einer taktilen Rundheitsmessmaschine durchgeführt.
RASTERKRAFTMIKROSKOPIE
Für sehr hochauflösende Oberflächenmessungen wird die Rasterkraftmikroskopie (AFM – atomic force microscopy) eingesetzt. Die Rasterkraftmikroskopie erfasst die Topographie einer Oberfläche mit der höchsten Auflösung aller mikroskopischen Techniken. Dabei rastert eine an einer Blattfeder befestigte Messnadel die Oberfläche zeilenweise ab und erfasst die Struktur einer Oberfläche im Nanometerbereich.
EBENHEITSMESSUNG
Die Ebenheit gibt an, ob alle Punkte der Oberfläche in einer Ebene liegen. Die Ebenheit ist von Bedeutung, wenn zwei Oberflächen zusammengefügt werden müssen, um eine dichte Verbindung herzustellen.
Gerne erstellen wir Ihnen ein Angebot für eine Oberflächenmessung.
Oberflächenmessung
Das Ziel der Oberflächenmessung ist die Quantifizierung der geometrischen, topografischen und texturalen Eigenschaften einer Oberfläche. Solche Messungen sind entscheidend für die Beurteilung der Qualität von Oberflächen, sei es in der Fertigung, der Materialwissenschaft, der Qualitätskontrolle oder anderen Anwendungen.
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