Profilometrie · Geometrie und Form

Geometrie- und Formmessung

Die Geometrie- und Formmessung gewinnt Maße aus einer 3D-Oberflächenkarte: Krümmungsradien, Winkel, Abstände, Durchmesser und vollständige Konturen, verglichen mit einem CAD-Modell oder einer Toleranz. NANOVEA-Profilometer erfassen diese Karte berührungslos, auch steile Flanken bis 87°, sodass die Form kleiner, empfindlicher oder spiegelnder Merkmale gemessen wird, ohne dass ein Taster sie berührt.

3D-Profilometrie-Scan von Dentalschrauben für die Geometrie- und Formmessung

Auf einen Blick

Maße
Krümmungsradius, relative Winkel, Abstände, laterale Maße und mittlerer Durchmesser.
Konturen
Konturanalyse extrahierter Profile mit eingepassten Geraden, Bögen und Winkeln.
CAD-Vergleich
Direkter Vergleich der gemessenen Oberfläche mit der CAD-Geometrie, mit toleranzbasierter Gut/Schlecht-Bewertung.
Schneidkanten
Span- und Keilwinkel, Kantenverrundung und K-Symmetriefaktor von Bohrern und Schneidwerkzeugen.
Steile Oberflächen
Oberflächenneigungen bis 87° mit Punktsensoren gemessen.
Jede Oberfläche
Spiegelnde, transparente, dunkle oder weiche Werkstoffe, berührungslos und ohne Vorbereitung.

Was die Geometriemessung zeigt

Viele Teile werden durch ihre Form in einem Maßstab bestimmt, der für einen Messschieber zu klein und für einen Taster zu empfindlich ist: Schneidkanten, Gewinde, Implantate, Steckverbinder, mikrogeformte Merkmale, Dichtlippen, Profilmuster, Schweißraupen. Die Geometrie- und Formmessung gewinnt ihre Maße aus einer 3D-Oberflächenkarte und prüft sie gegen die Konstruktion.

Von der 3D-Karte zu den Maßen

Ein einziger Scan erfasst das gesamte Merkmal. Anschließend lassen sich beliebig viele Profile extrahieren und auswerten:

  • Krümmungsradius von Hohlkehlen, Kanten und gekrümmten Flächen;
  • relative Winkel zwischen Flächen;
  • Abstände, laterale Maße und mittlere Durchmesser;
  • Konturanalyse, die Geraden und Bögen in ein Profil einpasst, um es vollständig zu bemaßen.

Da die gesamte Oberfläche gespeichert ist, lassen sich später weitere Maße gewinnen, ohne das Teil erneut zu messen.

Vergleich mit CAD

Bei bearbeiteten, gespritzten und gedruckten Teilen vergleicht die umfassendste Prüfung die gemessene Oberfläche mit ihrem CAD-Modell. Die Abweichung an jedem Punkt zeigt, wo Material fehlt oder zu viel ist, nicht nur, ob ein einzelnes Maß stimmt. Mit festgelegten Toleranzgrenzen entscheidet die Software automatisch über Gut oder Schlecht, wie bei der Prüfung bearbeiteter Teile von NANOVEA.

Schneidkanten und Werkzeuge

Die Kantenpräparation beeinflusst die Standzeit eines Werkzeugs stark. Zu den Kantengeometriemessungen an Bohrern und Schneidwerkzeugen gehören Span- und Keilwinkel, die Kantenverrundung sowie die Kantensegmente Sα und Sγ, also die Abstände von der Schneidenspitze bis dort, wo die Verrundung in Frei- und Spanfläche übergeht, und ihr Verhältnis K, das beschreibt, ob die Kante symmetrisch oder zu einer Fläche hin verschoben ist. Dank der Messbarkeit steiler Flanken bis 87° folgt der Sensor dem Kantenprofil ohne Abschattung.

Warum berührungslos für die Form

Die Spitze eines Tasters kann keine Radien auflösen, die kleiner sind als sie selbst, und seine Kraft kann dünne oder weiche Merkmale verformen. Kamerabasierte Verfahren haben Schwierigkeiten mit spiegelnden oder steilen Oberflächen und sind auf Fokusalgorithmen angewiesen. Die chromatisch-konfokale Messung bestimmt die Höhe direkt aus der reflektierten Wellenlänge, sodass laterale und Höhengenauigkeit von der Sensoroptik stammen und nicht von Pixelzahlen oder Stitching. Dieselbe Messung funktioniert an poliertem Metall, Keramik, Polymer, Gummi und Gewebe.

Normen

NormAnwendungsbereich
ISO 25178-2Flächenhafte Oberflächenbeschaffenheit: Begriffe, Definitionen und Kenngrößen

Oberflächentextur derselben Merkmale nach Formabzug.

ISO 12181Geometrische Produktspezifikation: Rundheit

Rundheit kreisförmiger Merkmale, aus der 3D-Karte extrahiert.

ISO 12780Geometrische Produktspezifikation: Geradheit

Geradheit von Kanten und Linien, aus der 3D-Karte extrahiert.

ISO 12781-1Geometrische Produktspezifikation: Ebenheit

Ebenheit planer Flächen am gemessenen Teil.

Die Parametergrenzen des Geräts können von den in der jeweiligen Norm festgelegten abweichen.

Aus demselben 3D-Scan

Geräte für diese Prüfung

Jedes Gerät wird auftragsbezogen gefertigt. Schicken Sie uns Ihre Proben: Wir führen Ihre Prüfung zuerst in unserem Labor durch und konfigurieren das Gerät dann anhand des Ergebnisses.

Veröffentlichte Ergebnisse

In unserem eigenen Labor gemessen, auf den Geräten, die wir entwickeln und bauen, und mit allen Prüfparametern veröffentlicht.

Alle Anwendungsberichte zur Profilometrie →

Unabhängige veröffentlichte Forschung

NANOVEA-Geräte kommen in 15 veröffentlichten Studien zum Thema Oberflächengeometrie und -form zum Einsatz – von Forschenden an Universitäten und in Industrielaboren weltweit.

Alle 15 Studien →

NANOVEA-Labor für Werkstoffprüfung

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Unser Labor misst Geometrie, Form, Rauheit und Volumen auf denselben Profilometern, die wir bauen, und berichtet die Ergebnisse mit allen Messeinstellungen.

Ihre Proben prüfen die Menschen, die die Geräte entwickeln – Sie erhalten also nicht nur Messwerte, sondern auch Beratung zur Methode.

Laborprüfungen Oberflächenprofilometrie

Häufige Fragen

Wie wird Geometrie mit einem optischen Profilometer gemessen?

Das Profilometer erfasst eine dichte 3D-Höhenkarte des Teils. Anschließend werden Profile entlang beliebiger Linien extrahiert, und die Software passt Geraden, Bögen und Ebenen ein, um Radien, Winkel, Abstände und Durchmesser zu berechnen, oder vergleicht die gesamte Oberfläche mit dem CAD-Modell, um Abweichungen zu zeigen.

Was ist ein CAD-Vergleich?

Die gemessene Oberfläche wird am CAD-Modell des Teils ausgerichtet und an jedem Punkt der Höhenunterschied berechnet. Das Ergebnis zeigt, wo und um wie viel das Teil über oder unter dem Nennmaß liegt; Toleranzgrenzen machen daraus eine automatische Gut/Schlecht-Entscheidung.

Wie steil darf eine messbare Oberfläche sein?

Chromatisch-konfokale Punktsensoren messen je nach Sensor Oberflächenneigungen bis 87°. So lassen sich Flanken, Gewindeprofile, Schneidkanten und andere steile Merkmale direkt messen.

Welche Schneidkantenparameter lassen sich messen?

Span- und Keilwinkel, die Kantenverrundung sowie die Segmente der Kantenpräparation Sα (auf der Freiflächenseite) und Sγ (auf der Spanflächenseite), deren Verhältnis der K-Faktor ist, der die Kantensymmetrie beschreibt. Sie bestimmen Standzeit und Schneidleistung des Werkzeugs und werden aus Profilen quer zur Kante gemessen.

Warum Geometrie berührungslos messen?

Ein Taster hat eine endliche Spitzengröße, die kleinen Radien und scharfen Kanten nicht folgen kann, und seine Kontaktkraft kann dünne oder weiche Merkmale verformen. Die optische Messung erfasst feine Kanten, kleine Radien und empfindliche Teile genau und misst die gesamte Oberfläche statt einzelner Tastpunkte.