Oberflächenmessung 2D/3D
(Rauheit, Welligkeit, Ebenheit)
Die Oberflächenmessung dient zur Bestimmung der Merkmale Rauheit, Welligkeit und Ebenheit. Dabei wird die Oberflächenmessung meist nur als Rauheitsmessung verstanden, was außer Acht lässt, dass die Rauheit nur eines der Merkmale der Oberflächenstruktur ist. Aus den Oberflächenmessungen werden die 2D-Profil-Kenngrößen und die 3D-Flächen-kenngrößen zur quantitativen Charakterisierung der Oberflächenmerkmale (Spitzen, Täler, Riefen, Poren usw.) berechnet.
Wir führen als Steinbeis-Transferzentrum Oberflächenmessungen 2D und 3D von Bauteilen als Dienstleistung durch.
Unsere Leistungen
Oberfläche
Rauheit und
Welligkeit
Form-
abweichungen
Spezielle
Strukturen
Kenngrößen
- ISO 21920-2: Pt, Ra, Rz, Rzx, Rq, Rmr, Rdc, Rpk, Rk, Rvk, Wt, …
- ISO 25178-2: Sa, Sz, Sq, Sdq, Smr, Sdr, Str, …
- ISO 12781-1: FLTt
- ISO 4287 (zurückgezogen)
- ISO 13565-2 (zurückgezogen)
Ausstattung für Oberflächenmessung
- Weißlichtinterferometer (WLI)
- Weißlichtinterferometer mobil
- Konfokalmikroskop
- Konfokales Laser Scanning Mikroskop
- Rasterkraftmikroskop (AFM)
- Taktile Rauheitsmessgeräte
Optische Oberflächenmessung
Bei der optischen Oberflächenmessung wird die Oberfläche dreidimensional mit einem feinen Lichtstrahl abgetastet. Daraus werden sowohl die Profil-Kenngrößen 2D als auch die Flächen-Kenngrößen 3D zur quantitativen Beschreibung von Rauheit, Welligkeit und Ebenheit bestimmt. Diese Merkmale bestimmen die Funktion der Oberflächen hinsichtlich Reibung, Verschleiß, Dichtheit, Kontaktpressung und Einlaufverhalten. Die optischen Messgeräten erfassen dabei alle Merkmale der Oberflächenmikrostruktur mit einer deutlich höheren Genauigkeit als bei einer taktilen Messung mit einer Tastspitze. Zudem können auch Oberflächen von empfindlichen Materialien vermessen werden, da diese berührungslos arbeiten. Bei optisch nicht zugänglichen Messstellen werden Negativabformungen der Oberfläche angefertigt und diese anschließend vermessen. Damit sind auch Messungen der Ebenheit von hochpräzise gefertigten mit höherer Genauigkeit als mit Koordinatenmessmaschine.
Gerne erstellen wir Ihnen ein Angebot für Oberflächenmessungen.
Taktile Oberflächenmessung
Mit der taktilen (berührenden) Oberflächenmessung wird die Oberfläche als zweidimensionales Profil (Tastschnitt) erfasst und hieraus die Profil-Kennwerte 2D nach ISO 4287, ISO 13565-2 und ISO 21920-2 bestimmt. Neben den vielfach bekannten Rauheitswerten mittlere Rautiefe Rz und Rauheit Ra bieten die Normen eine umfangreiche Auswahl Kenngrößen zur gezielten quantitativen Charakterisierung von Oberflächenmerkmalen an. Diese Auswahl wurde die durch neue Norm ISO 21920-2 seit Dezember 2021 nochmals erheblich erweitert. Die Genauigkeit der taktilen Messung reicht aufgrund des Radius der Diamantspitze jedoch oftmals nicht aus, um alle Mikrostrukturen zu erfassen. Des Weiteren wird mit einer profilhaften Messung nur sein kleiner Teil der Oberfläche erfasst, der nicht repräsentativ ist, wodurch oftmals keine ausreichend mit der Funktion korrelierenden Rauheitswerte bestimmt werden können.
Rasterkraftmikroskopie (AFM)
Für sehr hochauflösende Oberflächenmessungen kommt die Rasterkraftmikroskopie (AFM – atomic force microscopy) zum Einsatz. Durch AFM-Messungen werden die Oberflächentopographie und die Materialeigenschaften mit Auflösungen im Nanometerbereich bestimmt. Damit werden typischerweise neben den Oberflächenstrukturen, die Leitfähigkeit, die Adhäsionskraft, der Elastizitätsmoduls, die magnetischen Domänen und die elektrostatisch geladenen Domänen des Materials mit hoher Ortsauflösung bestimmt. Die Rasterkraftmikroskopie erreicht die höchste Auflösung aller mikroskopischen Techniken.
Strukturanalysen Oberflächen
Trotz des großen Angebotes an Kennwerten in den ISO Normen können nicht alle Merkmale einer Oberflächenstruktur damit bewertet werden. Das sind beispielsweise Merkmale wie z.B. Poren, Fehlstellen, Texturen, Erhabenheiten. Diese werden durch spezielle Strukturanalysen bewertet.
