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AR カテゴリープロフィロメトリー｜粗さと仕上がり
歯科用工具。寸法および表面粗さ解析
はじめに
正確な寸法と最適な表面粗さは、歯科用ネジの機能にとって極めて重要です。歯科用ネジの寸法の多くは、半径、角度、距離、段差の高さなど、高い精度を必要とします。人体内に挿入される医療器具や部品にとって、滑り摩擦を最小限に抑えるために、局所的な表面粗さを理解することも非常に重要です。
寸法研究のための非接触形状測定
ナノベーア 3D非接触プロファイラー 色光ベースの技術を使用して、透明、不透明、鏡面、拡散、研磨、粗いなどのあらゆる材料表面を測定します。タッチプローブ技術とは異なり、非接触技術は狭い領域の内部を測定でき、先端が柔らかいプラスチック材料を押すことによって引き起こされる変形に起因する本質的な誤差が追加されることはありません。色光ベースの技術は、焦点変動技術と比較して優れた横方向および高さの精度も提供します。 Nanovea Profiler は、ステッチを行わずに大きな表面を直接スキャンし、数秒で部品の長さのプロファイルを作成できます。結果を操作する複雑なアルゴリズムを使用せずに表面を測定するプロファイラーの機能により、ナノからマクロ範囲の表面特徴と高い表面角度を測定できます。
測定目的
このアプリケーションでは、Nanovea ST400 光学プロファイラーを使用して、1 回の測定で歯科用ネジを平坦部とネジ部の特徴に沿って測定しました。表面粗さは平坦な領域から計算され、ねじ切り部分のさまざまな寸法が決定されました。
分析された歯科用ネジのサンプル ナノビア 光学プロファイラー。
歯科用ネジのサンプルを分析しました。
結果
3Dサーフェス
歯科用ネジの 3D ビューと疑似カラー ビューには、どちらかの側からネジ山が始まる平らな領域が表示されます。これは、さまざまな角度からネジの形態を直接観察するための簡単なツールをユーザーに提供します。フルスキャンから平坦な領域を抽出し、その表面粗さを測定しました。
2D表面解析
表面から線プロファイルを抽出して、ねじの断面図を表示することもできます。輪郭解析と段差解析を使用して、ネジの特定の位置の正確な寸法を測定しました。
まとめ
このアプリケーションでは、局所的な表面粗さを正確に計算し、1 回のスキャンで大きな寸法形状を測定する Nanovea 3D 非接触プロファイラーの機能を紹介しました。
データは、局所的な表面粗さが 0.9637 μm であることを示しています。ねじ山の間のねじの半径は 1.729 mm であることが判明し、ねじ山の平均高さは 0.413 mm でした。ねじ山の間の平均角度は 61.3°であると測定されました。
ここに掲載したデータは、解析ソフトで利用できる計算の一部に過ぎません。
作成者
Duanjie Li 博士、Jonathan Thomas、Pierre Leroux
インライン粗さ検査
インラインプロファイラによるエラーの即時検出
表面の粗さと質感は、製品の最終用途にとって極めて重要です。製品表面のインライン検査は、迅速かつ定量的で信頼性が高いため、不良品を即座に検出し、作業工程を決定することができます。
生産ラインの条件。生産性と効率を向上させるだけでなく、不良率も低減させる、,
再作業と無駄。.
インライン粗さ検査における非接触式プロファイラの重要性
表面欠陥は、材料の加工や製品の製造に起因します。インライン表面品質検査により、最終製品の最も厳密な品質管理が保証されます。ナノベア 3D非接触形状計 非接触でサンプルの粗さを測定する独自の機能を備えたクロマチック共焦点技術を利用します。複数のプロファイラー センサーを設置して、製品のさまざまな領域の粗さと質感を同時に監視できます。解析ソフトウェアによってリアルタイムで計算された粗さのしきい値は、高速で信頼性の高い合否判定ツールとして機能します。
測定目的
本研究では、ポイントセンサーを搭載したナノベアーの粗さ検査コンベアシステムを用いて、アクリルとサンドペーパーサンプルの表面粗さを検査します。生産ラインにおいて、高速で信頼性の高いインライン粗さ検査をリアルタイムに提供するナノベアーの能力を紹介します。
結果および考察
コンベア式プロフィロメータシステムは、トリガモードと連続モードの2つのモードで動作させることができる。図2に示すように、トリガーモードでは、試料が光学式プロファイラヘッドの下を通過する際に表面粗さが測定されます。これに対し、連続モードでは、金属板や布地などの連続した試料の表面粗さをノンストップで測定することができます。複数の光学式プロファイラーセンサーを設置し、異なるサンプル領域の粗さをモニターし記録することができます。
リアルタイムの粗さ検査測定中、図4と図5に示すように、合格と不合格の警告がソフトウェアのウィンドウに表示されます。粗さの値が与えられた閾値の範囲内にある場合、測定された粗さは緑色でハイライトされます。しかし、測定された表面粗さが設定されたしきい値の範囲外である場合、ハイライトは赤色に変化する。これは、ユーザーが製品の表面仕上げの品質を判断するためのツールを提供するものである。
以下では、アクリルと紙やすりの2種類の試料を用いて、検査システムのトリガーモードと連続モードのデモンストレーションを行います。
トリガーモード。アクリル試料の表面検査
図1に示すように、一連のアクリル試料はコンベアベルト上に整列され、光学式プロファイラヘッドの下を移動します。図6の擬似カラー図は、表面の高さの変化を示しています。鏡面仕上げされたアクリルサンプルの一部は、図6bに示すように、サンディングされて粗い表面テクスチャを形成していた。
アクリルサンプルは光学式プロファイラヘッドの下を一定速度で移動するため、図7および図8に示すように表面形状が測定される。測定されたプロファイルの粗さ値も同時に計算され、閾値と比較されます。粗さの値が設定されたしきい値を超えると赤色のフェイルアラートが起動し、ユーザーは生産ライン上の不良品を即座に発見し、場所を特定することができるようになります。
連続モード。サンドペーパーサンプルの表面検査
図9に示すように、サンドペーパーサンプル表面の表面高さマップ、粗さ分布マップ、および粗さ閾値の合否マップを作成した。サンドペーパーサンプルは、表面高さマップに示されるように、使用部分にいくつかの高いピークがある。図9Cのパレット内の異なる色は、局所表面の粗さ値を表している。粗さマップは、サンドペーパーサンプルの無傷の領域で均質な粗さを示す一方、使用済みの領域は濃い青色で強調され、この領域で粗さの値が低下していることを示している。図9Dに示すように、このような領域を特定するために、粗さの合否のしきい値を設定することができます。
サンドペーパーがインラインプロファイラセンサーの下を連続的に通過すると、図10にプロットされているように、リアルタイムの局所粗さ値が計算され記録される。設定された粗さのしきい値に基づいて合否のアラートがソフトウェア画面に表示され、品質管理のための迅速かつ信頼性の高いツールとして機能する。生産ラインにおける製品の表面品質をその場で検査し、不良箇所をいち早く発見することができる。
まとめ
このアプリケーションでは、光学式非接触プロファイラーセンサーを搭載したナノベアコンベアプロフィロメーターが、信頼性の高いインライン品質管理ツールとして効果的かつ効率的に機能することを示しました。
生産ラインに設置することで、製品の表面品質をその場で監視することができる検査装置です。粗さの閾値は、製品の表面品質を判断するための信頼できる基準として機能し、ユーザーは不良品にいち早く気づくことができます。トリガーモードと連続モードの2つの検査モードがあり、さまざまな種類の製品の検査に対応します。
ここに掲載されているデータは、解析ソフトウェアで利用可能な計算の一部に過ぎません。ナノベアプロフィロメータは、半導体、マイクロエレクトロニクス、太陽電池、ファイバー、光学、自動車、航空宇宙、冶金、機械加工、コーティング、医薬品、バイオメディカル、環境などの分野で、ほぼすべての表面を測定することができます。
さて、次はアプリケーションについてです。
ブロック・オン・リング摩耗試験
ブロック・オン・リングの摩耗評価の重要性
摺動摩耗とは、荷重がかかった状態で、2つの材料が接触部で互いに滑り、材料が徐々に失われることである。自動車、航空宇宙、石油・ガスなど、機械やエンジンが稼働している様々な産業で必然的に発生する。このような摺動運動は、表面での深刻な機械的摩耗や材料移動を引き起こし、生産効率や機械性能の低下、あるいは機械の破損につながる可能性がある。
滑り摩耗には、凝着摩耗、二体摩耗、三体摩耗、疲労摩耗など、接触面で発生する複雑な摩耗メカニズムが関与することがよくあります。材料の摩耗挙動は、通常の荷重、速度、腐食、潤滑などの作業環境に大きく影響されます。多用途な トライボメータ さまざまな現実的な作業条件をシミュレートできるため、摩耗評価に最適です。
ブロック オン リング (ASTM G77) 試験は、さまざまなシミュレーション条件で材料の滑り摩耗挙動を評価する広く使用されている手法で、特定のトライボロジー用途における材料カップルの信頼できるランク付けを可能にします。
ブロック オン リング (ASTM G77) 試験は、さまざまなシミュレーション条件で材料の滑り摩耗挙動を評価する広く使用されている手法で、特定のトライボロジー用途における材料カップルの信頼できるランク付けを可能にします。
測定目的
このアプリケーションでは、ナノベアメカニカルテスターが、ステンレス鋼SS304とアルミニウムAl6061金属合金サンプルのYSとUTSを測定しています。これらのサンプルは、ナノベアの圧痕法の信頼性を示す、一般的に認識されているYSとUTSの値で選ばれました。
S-10 リング上の H-30 ブロックの滑り摩耗挙動は、Block-on-Ring モジュールを使用する Nanovea のトライボメータによって評価されました。 H-30 ブロックは硬度 30HRC の 01 工具鋼で作られていますが、S-10 リングは表面硬度 58 ～ 63 HRC の鋼タイプ 4620、リング直径約 34.98 mm です。摩耗挙動への影響を調査するために、乾燥した潤滑環境でブロック オン リング テストが実行されました。潤滑試験は USP 重鉱油で実施されました。 Nanovea の摩耗痕跡を調査しました。 3D非接触表面形状計。試験パラメータを表 1 にまとめます。摩耗率 (K) は、式 K=V/(F×s) を使用して評価しました。ここで、V は摩耗量、F は垂直荷重、s は滑り距離です。
結果および考察
図 2 は、乾燥環境と潤滑環境でのブロックオンリング テストの摩擦係数 (COF) を比較しています。乾燥した環境では、潤滑された環境よりもブロックの摩擦が大幅に大きくなります。 COF
最初の 50 回転のならし期間中に変動し、残りの 200 回転摩耗テストでは約 0.8 の一定 COF に達します。比較すると、USP 重鉱油潤滑で実行されたブロック オン リング テストは、500,000 回転摩耗テスト全体を通じて 0.09 という低い COF を一定に示しました。潤滑剤は、表面間の COF を最大 90 分の 1 に大幅に削減します。
図3，図4に乾式および潤滑式摩耗試験後のブロックの摩耗痕の光学画像と断面2次元プロフィールを示す。また，摩耗痕の体積と摩耗速度を表2に示す。72rpmの低回転数で200回転させた乾式摩耗試験後のスチールブロックは、9.45mm˙と大きな摩耗痕体積を示しています。これに対し、鉱物油潤滑剤を用いて197rpmの高速回転で50万回転させた摩耗試験では、0.03mm˙と大幅に小さい摩耗痕が形成されました。
図3は、潤滑摩耗試験での穏やかな摩耗に比べ、乾式摩耗試験での激しい摩耗の様子を示しています。乾式摩耗試験で発生する高熱と激しい振動は、金属片の酸化を促進し、激しい3体摩耗を引き起こします。潤滑摩耗試験では、鉱油が摩擦を減らし、接触面を冷却し、摩耗中に生じた摩耗粉を運び去ります。この結果、摩耗量は約8×10ˆと大幅に減少した。このような環境による耐摩耗性の大きな違いは、現実的な使用条件下での適切な滑り摩耗シミュレーションの重要性を示している。
試験条件にわずかな変化が加わると、摩耗の挙動が大きく変化することがあります。ナノベアのトライボメータは汎用性が高いため、高温、潤滑、トライボコロージョンの各条件で摩耗測定が可能です。高度なモーターによる正確な速度および位置制御により、0.001～5000rpmの速度で摩耗試験を行うことができるため、研究/試験ラボにとって、さまざまな⾰命条件での摩耗を調べるための理想的なツールとなっています。
試料の表面状態は、Nanovea社の非接触型光学式プロイオメーターで検査した。図5は、摩耗試験後のリングの表面形態を示しています。摺動摩耗により生じた表面形態と粗さをより良く表現するために、円筒形状を除去しています。200回転の乾式摩耗試験では、3体摩耗により著しい表面荒れが発生しました。乾式摩耗試験後のブロックとリングの粗さRaは、それぞれ14.1μmと18.1μmであるのに対し、より高速の50万回転潤滑摩耗試験では5.7μmと9.1μmとなりました。このテストは、ピストンリングとシリンダーの接触面に適切な潤滑を行うことの重要性を示しています。激しい摩耗は、無潤滑では接触面を素早く損傷させ、不可逆的なサービス品質の劣化、さらにはエンジンの破損につながる。
まとめ
この研究では、ASTM G77 規格に準拠したブロック オン リング モジュールを使用して、Nanovea のトライボメーターを使用してスチール金属カップルの滑り摩耗挙動を評価する方法を紹介します。潤滑剤は、材料対の摩耗特性において重要な役割を果たします。鉱油は、H-30 ブロックの摩耗率を約 8×10 分の 1 に減少させ、COF を約 90 分の 1 に減少させます。 Nanovea のトライボメーターは多用途性を備えているため、さまざまな潤滑、高温、摩擦腐食条件下での摩耗挙動を測定するための理想的なツールとなっています。
Nanovea のトライボメーターは、ISO および ASTM 準拠の回転モードおよび直線モードを使用して、正確で再現性のある摩耗および摩擦試験を提供します。また、オプションの高温摩耗、潤滑、および摩擦腐食モジュールも 1 つの事前統合システムで利用できます。 Nanovea の比類のない製品群は、薄いか厚いか、柔らかいか硬いコーティング、フィルム、および基材のあらゆる範囲のトライボロジー特性を決定するための理想的なソリューションです。
さて、次はアプリケーションについてです。
3次元形状測定による塗料オレンジピールの質感解析
3次元形状測定による塗料オレンジピールの質感解析
はじめに
基材の表面構造の大きさと頻度は、光沢塗装の品質に影響を与えます。塗料のオレンジピールテクスチャーは、その外観から名付けられたもので、基材の影響と塗料の塗布技術から発生することがあります。テクスチャーの問題は、一般的に、波長、およびそれらが光沢コーティングに与える視覚的効果によって定量化されます。小さなテクスチャは光沢の低下を招き、大きなテクスチャは塗膜表面に目に見える波紋を生じさせる。これらのテクスチャーの発生と基材や技術との関係を理解することは、品質管理上非常に重要である。
質感測定におけるプロフィロメトリの重要性
光沢テクスチャーの測定に使用される従来の2D測定器とは異なり、3D非接触測定は、表面特性を理解するために使用される3D画像を迅速に提供し、関心のある領域を迅速に調査する機能を追加します。スピードと3Dレビューがなければ、品質管理環境は、表面全体の予測可能性がほとんどない2D情報だけに頼ることになります。3Dでテクスチャーを理解することで、処理と管理手段を最適に選択することができます。このようなパラメーターの品質管理は、定量的で再現性が高く、信頼性の高い検査に大きく依存しています。ナノベア3D非接触 プロフィロメーター ナノベア・プロフィロメーターは、クロマティック共焦点技術を利用し、高速測定時に見られる急峻な角度を測定するユニークな機能を備えています。ナノベア・プロフィロメーターは、プローブの接触、表面のばらつき、角度、反射率によって、他の技術では信頼性の高いデータが得られない場合でも、成功します。
測定目的
このアプリケーションでは、Nanovea HS2000Lが光沢塗料のオレンジピールテクスチャを測定しています。3次元表面スキャンから自動的に算出される表面パラメータは無数にあります。ここでは、スキャンした3次元表面について、塗料のオレンジピールテクスチャの特徴を数値化し、解析しています。
結果および考察
Nanovea HS2000Lは、オレンジピールペイントの等方性と高さパラメータを定量化しました。オレンジピールのテクスチャは、94.4%の等方性でランダムパターン方向を定量化しました。高さパラメータは、24.84μmの高低差のあるテクスチャを定量化しました。
図4の支持率曲線は、深度分布をグラフ化したものである。これはソフトウェア内のインタラクティブな機能で、様々な深さでの分布とパーセンテージを見ることができます。図5の抽出されたプロファイルは、オレンジピールテクスチャの有用な粗さ値を示しています。144ミクロンの閾値以上のピーク抽出は、オレンジの皮の質感を示しています。これらのパラメータは、関心のある他の領域やパラメータに簡単に調整することができます。
結論
このアプリケーションでは、Nanovea HS2000L 3D非接触プロフィロメーターが、光沢塗装のオレンジピールテクスチャのトポグラフィーとナノメータ詳細の両方を正確に特性評価します。3D表面測定から関心のある領域をすばやく特定し、多くの有用な測定値（寸法、粗さ仕上げテクスチャ、形状フォームトポグラフィー、平坦度反り平面度、ボリューム面積、ステップハイトなど）で分析します。素早く選択された2D断面図は、光沢テクスチャに関する表面測定リソースの完全なセットを提供します。AFMモジュールを使用することで、特殊な領域の分析も可能です。ナノベアーの3Dプロフィロメーターの速度は、<1 mm/sから500 mm/sまであり、研究アプリケーションから高速検査のニーズまで対応できます。ナノベアーの3Dプロフィロメーターは、お客様のアプリケーションに適した幅広い構成があります。
非接触式プロフィロメータによるペニーの3次元表面解析
コインの非接触形状測定の重要性
通貨は商品やサービスと交換されるため、現代社会では高く評価されています。硬貨や紙幣の通貨は多くの人の手に渡ります。物理的な通貨の継続的な転送により、表面の変形が生じます。ナノベアの3D プロフィロメーター 異なる年に鋳造されたコインの地形をスキャンして、表面の違いを調査します。
コインの特徴は、一般的なオブジェクトであるため、一般の人々にとって容易に認識できます。 Nanovea の高度な表面解析ソフトウェアである Mountains 3D の強みを紹介するには、1 ペニーが最適です。当社の 3D 表面形状計で収集された表面データにより、表面の減算と 2D 輪郭抽出による複雑な形状の高度な分析が可能になります。制御されたマスク、スタンプ、または金型を使用した表面減算により製造プロセスの品質を比較し、輪郭抽出により寸法解析により公差を特定します。 Nanovea の 3D プロフィロメーターと Mountains 3D ソフトウェアは、ペニー硬貨のような一見単純な物体のサブミクロンの地形を調査します。
測定目的
Nanovea社の高速ラインセンサーを使用して、5枚のペニーの上面全体をスキャンしました。各ペニーの内側と外側の半径は、Mountains Advanced Analysis Softwareを使用して測定されました。各ペニー表面から関心領域の抽出と表面の直接減算を行い、表面の変形を定量化しました。
結果および考察
3Dサーフェス
Nanovea HS2000 プロフィロメーターは、1円玉の表面を取得するために、10um x 10um のステップサイズで 20mm x 20mm の領域を 400 万点スキャンするのにわずか 24 秒しかかかりませんでした。以下は、スキャンのハイトマップと3Dビジュアライゼーションです。3D表示では、目では見えない細かな部分まで高速度センサーが拾っていることが分かります。1円玉の表面には、たくさんの小さな傷が見えます。3Dビューで見たコインの質感と粗さを調査。
次元解析
ペニーの輪郭を抽出し，寸法解析を行った結果，エッジの内径と外径が判明した。外側の半径は平均9.500mm±0.024、内側の半径は平均8.960mm±0.032となりました。Mountains 3Dは、2Dおよび3Dデータソースに対して、距離測定、ステップ高、平面性、角度計算などの寸法解析を行うことができます。
サーフェスサブトラクション
図5は、サーフェスサブトラクション解析の対象領域を示したものである。2007年の1円玉を基準面として、4つの古い1円玉の表面を分析した。2007年版の表面から減算することで、穴や峰のあるペニー間の差がわかる。表面体積の差は、穴や峰の体積を足したものである。RMS誤差は、ペニー表面同士がどの程度一致しているかを示すものである。
結論
Nanovea社のHigh-Speed HS2000Lは、異なる年に鋳造された5枚の硬貨をスキャンしました。3DソフトウェアMountainsは、輪郭抽出、寸法分析、表面減算を用いて各コインの表面を比較しました。この分析では、表面の特徴の違いを直接比較しながら、硬貨の内側と外側の半径を明確に定義しています。ナノメートルレベルの分解能であらゆる表面を測定できるナノベアの3Dプロフィロメーターと、マウンテンズの3D解析機能を組み合わせれば、研究および品質管理への応用は無限に広がります。
さて、次はアプリケーションについてです。
ポリマー・チューブの寸法と表面仕上げ
高分子チューブの寸法・表面解析の重要性
ポリマー材料で作られたチューブは、自動車、医療、電気、その他多くの分野に及ぶ多くの業界で一般的に使用されています。この研究では、Nanovea を使用して、さまざまなポリマー材料で作られた医療用カテーテルを研究しました。 3D非接触形状計 を使用して、表面粗さ、形態、および寸法を測定します。感染症、物理的外傷、炎症など、カテーテルに関する多くの問題は、カテーテル表面と関連する可能性があるため、表面粗さはカテーテルにとって極めて重要です。また、摩擦係数のような機械的特性も、表面特性を観察することで研究することができます。これらの定量的なデータを得ることで、カテーテルが医療用途に使用できることを確認することができる。
光学顕微鏡や電子顕微鏡と比較して、角度/曲率を測定できること、透明度や反射率に関わらず材料表面を測定できること、最小限の試料準備、非侵襲性のため、軸色相を用いた3D非接触プロフィロメトリはカテーテル表面の特性評価に非常に適しています。従来の光学顕微鏡とは異なり、表面の高さを求めることができ、寸法を求めたり、形状を除去して表面の粗さを求めるなど、計算機による解析に使用することができる。また、電子顕微鏡とは異なり、試料調製が少なく、非接触であるため、試料調製による汚染や誤差を恐れることなく、迅速にデータを収集することができる。
測定目的
このアプリケーションでは、Nanovea 3D 非接触型プロフィロメータを使用して、TPE（熱可塑性エラストマー）製とPVC（ポリ塩化ビニル）製の2つのカテーテルの表面をスキャンします。2つのカテーテルの形態、径方向寸法、高さ方向のパラメータを取得し、比較することができます。
結果および考察
3Dサーフェス
ポリマー製チューブは湾曲していますが、ナノベア3D非接触型プロフィロメーターはカテーテルの表面をスキャンすることができます。スキャンした画像から3D画像を取得し、表面を素早く、直接目視で検査することができます。
2次元解析
半径方向外側の寸法は、オリジナルのスキャンからプロファイルを抽出し、そのプロファイルに円弧をフィットさせることによって得られた。これは、品質管理アプリケーションのための迅速な寸法分析を行う3D非接触プロフィロメーターの能力を示しています。また、カテーテルの長さ方向に複数のプロファイルを簡単に取得することができます。
表面解析粗さ
半径方向外側の寸法は、オリジナルのスキャンからプロファイルを抽出し、そのプロファイルに円弧をフィットさせることによって得られた。これは、品質管理アプリケーションのための迅速な寸法分析を行う3D非接触プロフィロメーターの能力を示しています。また、カテーテルの長さ方向に複数のプロファイルを簡単に取得することができます。
結論
このアプリケーションでは、Nanovea 3D 非接触型プロフィロメータを使用して、ポリマー製チューブの特性を評価する方法を示しました。具体的には、医療用カテーテルの表面計測、半径方向の寸法、表面粗さを取得しました。TPEカテーテルの外径半径は2.40mmであるのに対し、PVCカテーテルは1.27mmであることが判明しました。TPEカテーテルの表面は、PVCカテーテルよりも粗いことがわかった。TPEのSaは0.9740μmであるのに対し、PVCは0.1791μmであった。今回は医療用カテーテルを使用しましたが、3D非接触形状測定はさまざまな表面に適用することができます。取得できるデータや計算は、ここに示したものに限られるものではありません。
さて、次はアプリケーションについてです。
3次元形状測定によるハニカムパネルの表面仕上げ
はじめに
ハニカムパネル表面の粗さ、気孔率、テクスチャーは、最終的なパネル設計のために定量化することが重要です。これらの表面品質は、パネル表面の美観と機能特性に直接関連する可能性があります。表面の質感と気孔率をより良く理解することで、パネル表面の加工と製造性を最適化することができます。ハニカムパネルの定量的で正確かつ信頼性の高い表面測定は、アプリケーションや塗装の要件に応じた表面パラメータを制御するために必要です。ナノベア3D非接触センサーは、これらのパネル表面を正確に測定することができる独自のクロマティックコンフォーカル技術を利用しています。
測定目的
この研究では、高速ライン センサーを備えた Nanovea HS2000 プラットフォームを使用して、表面仕上げの異なる 2 つのハニカム パネルを測定し、比較しました。ナノベアをご紹介します 非接触表面形状計は、高速かつ正確な 3D プロファイリング測定と表面仕上げの包括的な詳細分析を提供する機能を備えています。
結果および考察
表面仕上げを変化させた2つのハニカムパネル試料、すなわち試料1および試料2の表面を測定した。試料1と試料2の表面のフォールスカラーと3Dビューをそれぞれ図3、図4に示す。粗さと平坦度の値は高度な解析ソフトウェアによって計算され、表1で比較されています。サンプル2はサンプル1に比べ、よりポーラスな表面を呈しています。その結果、試料1の粗さSaが4.27μmであるのに対し、試料2は14.7μmと高い粗さを有していることがわかる。
ハニカムパネル表面の2次元プロファイルを図5で比較し、サンプル表面の異なる位置での高さ変化を視覚的に比較することができます。サンプル1では、最も高い山部と最も低い谷部の位置で、高さの変化が約25μmであることが観察されます。一方、サンプル2は、2Dプロファイル全体でいくつかの深い孔があることがわかります。高度な解析ソフトは、図 4.b 試料 2 の表に示すように、比較的深い 6 つの孔の位置を自動的に特定し、その深さを測定する機能を備えています。この6つの孔のうち、最も深い孔は、最大深度が90μm近くあります（ステップ4）。
Sample 2 の細孔径と分布をさらに調べるために、空隙率評価を行い、次節で考察する。スライス図を図 5 に、結果を表 2 にまとめました。図5で青色で示された細孔は、試料表面に比較的均質に分布していることがわかります。細孔の投影面積は、試料表面全体の18.9%を構成しています。1mm²当たりの気孔の体積は約0.06mm³です。気孔の平均深さは42.2μmで、最大深さは108.1μmです。
まとめ
このアプリケーションでは、高速ラインセンサを搭載したナノベア HS2000 プラットフォームが、ハニカムパネルサンプルの表面仕上げを高速かつ正確に分析・比較するための理想的なツールであることを紹介しています。高解像度のプロファイルスキャンと高度な解析ソフトウェアの組み合わせにより、ハニカムパネルサンプルの表面仕上げを包括的かつ定量的に評価することができます。
ここに掲載されているデータは、解析ソフトウェアで利用可能な計算のごく一部を示しているに過ぎません。ナノベアプロフィロメータは、半導体、マイクロエレクトロニクス、太陽電池、光ファイバー、自動車、航空宇宙、冶金、機械加工、コーティング、製薬、バイオメディカル、環境、その他多くの産業における幅広い用途で、ほぼあらゆる表面を測定することが可能です。
さて、次はアプリケーションについてです。
高速スキャンと非接触プロフィロメトリー
はじめに
素早く簡単にセットアップできる表面測定は時間と労力を節約し、品質管理、研究開発、生産施設には不可欠です。ナノベア 非接触表面形状計 は、3D と 2D の両方の表面スキャンを実行して、あらゆる表面のナノスケールからマクロスケールの形状を測定できるため、幅広い使いやすさを提供します。
太陽電池の表面粗さと特徴
ソーラーパネルテストの重要性
太陽電池のエネルギー吸収を最大化することは、再生可能な資源としてこの技術が生き残るための鍵である。何層ものコーティングとガラスの保護により、太陽電池が機能するために必要な光の吸収、透過、反射を可能にしている。一般消費者向けの太陽電池のほとんどは15～18%の効率で動作するため、そのエネルギー出力を最適化することは継続的な戦いである。
表面の粗さが光の反射率に極めて重要な役割を果たすことは、研究によって明らかになっている。ガラスの初期層は、光の反射を軽減するために可能な限り平滑でなければならないが、その後の層はこのガイドラインに従わない。それぞれの空乏ゾーンで光が散乱する可能性を高め、セル内での光の吸収を増加させるために、各コーティングの界面にはある程度の粗さが必要である1。これらの領域の表面粗さを最適化することで、太陽電池がその能力を最大限に発揮できるようになります。ナノベアHS2000高速センサーを使用すれば、表面粗さを迅速かつ正確に測定することができます。
測定目的
この研究では、ナノベアの能力を紹介する。 プロフィロメーター 太陽電池の表面粗さと幾何学的特徴を測定することにより、高速センサー付きHS2000を使用します。このデモンストレーションでは、ガラスで保護されていない単結晶太陽電池を測定しますが、この方法は他のさまざまなアプリケーションにも使用できます。
試験方法と手順
太陽電池の表面測定には、以下の試験パラメータを使用した。
結果および考察
下に描かれているのは、太陽電池の2Dフォールスカラー図と、それぞれの高さパラメータを持つ表面の領域抽出です。両方の表面にガウシアンフィルターを適用し、抽出された領域を平坦化するために、より積極的なインデックスを使用しました。これにより、カットオフ指数より大きな形状（またはうねり）は除外され、太陽電池の粗さを表す特徴が残されます。
グリッドラインの幾何学的特性を測定するために、グリッドラインの方向に対して垂直なプロファイルを撮影したのが次の図である。グリッドラインの幅、段差、ピッチは、太陽電池の任意の位置で測定することができます。
結論
この研究では、単結晶太陽電池の表面粗さと特徴を測定するナノベア HS2000 ラインセンサーの能力を展示することができました。複数のサンプルの正確な測定を自動化し、合否判定を設定できるナノベアラインセンサは、品質管理検査に最適な選択肢です。
参考
1 ショルツ，ルボミールラダニ，リボルミュレロヴァ，ヤルミラ"Influence of Surface Roughness on Optical Characteristics of Multilayer Solar Cells " Advances in Electrical and Electronic Engineering, vol.12, no.6, 2014, pp.631-638.
さて、次はアプリケーションについてです。
デニムの耐摩耗性の比較
はじめに
ファブリックの形態と機能は、その品質と耐久性によって決まります。生地は日々使用されることにより、毛羽立ち、毛玉、変色などの磨耗や劣化が生じます。衣料品に使用される生地の品質が悪いと、消費者の不満やブランド毀損につながることが多い。
繊維の機械的特性を定量化しようとすると、多くの課題が生じます。糸の構造、さらには生産された工場によって、試験結果の再現性が低くなることがあります。そのため、異なる試験所での試験結果を比較することは困難です。繊維の摩耗性能の測定は、繊維生産チェーンのメーカー、流通業者、小売業者にとって非常に重要です。十分に管理され、再現性のある耐摩耗性測定は、布地の信頼できる品質管理を保証するために極めて重要です。
クリックすると、アプリケーションノートの全文をご覧いただけます。
