Note applicative sulla profilometria, la planarità e la deformazione - NANOVEA: Profilometri, tribometri, nanoindentatrici e graffiatori avanzati per il collaudo dei materiali

Ispezione della mappatura della rugosità con la profilometria 3D

nanovea — Lun, 01 maggio 2023 18:42:24 +0000

ISPEZIONE CON MAPPATURA DELLA RUGOSITÀ

USANDO LA PROFILOMETRIA 3D

Preparato da

DUANJIE, PhD

INTRODUZIONE

La rugosità e la consistenza della superficie sono fattori critici che influiscono sulla qualità finale e sulle prestazioni di un prodotto. Una comprensione approfondita della rugosità, della struttura e della consistenza della superficie è essenziale per selezionare le migliori misure di lavorazione e controllo. Per identificare in tempo i prodotti difettosi e ottimizzare le condizioni della linea di produzione, è necessaria un'ispezione in linea rapida, quantificabile e affidabile delle superfici dei prodotti.

IMPORTANZA DEL PROFILOMETRO 3D SENZA CONTATTO PER L'ISPEZIONE IN LINEA DELLE SUPERFICI

I difetti superficiali nei prodotti derivano dalla lavorazione dei materiali e dalla fabbricazione del prodotto. L'ispezione della qualità della superficie in linea garantisce il controllo di qualità più rigoroso dei prodotti finali. NANOVEA Profilatori ottici 3D senza contatto utilizzano la tecnologia della luce cromatica con la capacità unica di determinare la ruvidità di un campione senza contatto. Il sensore di linea consente la scansione del profilo 3D di un'ampia superficie ad alta velocità. La soglia di rugosità, calcolata in tempo reale dal software di analisi, funge da strumento pass/fail veloce e affidabile.

OBIETTIVO DI MISURAZIONE

In questo studio, il NANOVEA ST400, dotato di un sensore ad alta velocità, è stato utilizzato per ispezionare la superficie di un campione di Teﬂon con un difetto, per mostrare la capacità del NANOVEA di essere in grado di gestire la deﬁnizione di un campione di Teﬂon.

I proﬁlometri senza contatto forniscono un'ispezione rapida e affidabile delle superﬁci in una linea di produzione.

NANOVEA

ST400

RISULTATI E DISCUSSIONE

Analisi 3D della superficie del Ruvidità Campione standard

La superficie di un campione di rugosità è stata scansionata con un NANOVEA ST400 dotato di un sensore ad alta velocità che genera una linea luminosa di 192 punti, come mostrato in FIGURA 1. Questi 192 punti scansionano contemporaneamente la superficie del campione, aumentando notevolmente la velocità di scansione. Questi 192 punti scansionano la superficie del campione contemporaneamente, aumentando notevolmente la velocità di scansione.

La FIGURA 2 mostra viste in falsi colori della mappa dell'altezza della superficie e della mappa di distribuzione della rugosità del campione standard di rugosità. In FIGURA 2a, il campione di rugosità presenta una superficie leggermente inclinata, come rappresentato dal gradiente di colore variabile in ciascuno dei blocchi di rugosità standard. In FIGURA 2b, la distribuzione omogenea della rugosità è mostrata in blocchi di rugosità diversi, il cui colore rappresenta la rugosità nei blocchi.

La FIGURA 3 mostra esempi di Mappe Pass/Fail generate dal software di analisi in base a soglie di rugosità diverse. I blocchi di rugosità sono evidenziati in rosso quando la loro rugosità superficiale è superiore a un determinato valore di soglia. In questo modo l'utente può impostare una soglia di rugosità per determinare la qualità della finitura superficiale di un campione.

FIGURA 1: Scansione del sensore ottico a linee sul campione Roughness Standard

a. Mappa dell'altezza della superficie:

b. Mappa di rugosità:

FIGURA 2: Viste in falsi colori della mappa dell'altezza superficiale e della mappa di distribuzione della rugosità del campione standard di rugosità.

FIGURA 3: Mappa Passa/Scarta in base alla soglia di ruvidità.

Ispezione superficiale di un campione di Teﬂon con difetti

La mappa dell'altezza della superficie, la mappa della distribuzione della rugosità e la mappa della soglia di rugosità Passa/Scarta del campione di Teﬂon sono mostrate in FIGURA 4. Il campione di Teﬂon presenta una cresta al centro destro del campione, come mostrato nella mappa dell'altezza della superficie. Il campione di Teﬂon presenta una cresta al centro destro del campione, come mostrato nella mappa dell'altezza superficiale.

a. Mappa dell'altezza della superficie:

I diﬀerenti colori della palette di FIGURA 4b rappresentano il valore di rugosità della superficie locale. La mappa di rugosità mostra una rugosità omogenea nell'area intatta del campione di Teﬂon. Tuttavia, i difetti, sotto forma di un anello frastagliato e di una cicatrice da usura, sono evidenziati con colori brillanti. L'utente può facilmente impostare una soglia di rugosità Pass/Fail per individuare i difetti superficiali, come mostrato nella FIGURA 4c. Questo strumento consente agli utenti di monitorare in loco la qualità della superficie del prodotto nella linea di produzione e di scoprire in tempo i prodotti difettosi. Il valore di rugosità in tempo reale viene calcolato e registrato al passaggio dei prodotti dal sensore ottico in linea, che può servire come strumento rapido ma affidabile per il controllo della qualità.

b. Mappa di rugosità:

c. Mappa di soglia di ruvidità Pass/Fail:

FIGURA 4: Mappa dell'altezza della superficie, mappa della distribuzione della rugosità e Mappa di soglia di ruvidità Pass/Fail della superficie del campione di Teﬂon.

CONCLUSIONE

In questa applicazione, abbiamo dimostrato come il profilatore ottico senza contatto NANOVEA ST400 3D, dotato di un sensore ottico di linea, funzioni come strumento affidabile di controllo della qualità in modo efficace ed efficiente.

Il sensore ottico a linea genera una linea luminosa di 192 punti che scansionano contemporaneamente la superficie del campione, aumentando notevolmente la velocità di scansione. Può essere installato nella linea di produzione per monitorare la rugosità superficiale dei prodotti in loco. La soglia di rugosità funziona come criterio affidabile per determinare la qualità della superficie dei prodotti, consentendo agli utenti di notare in tempo i prodotti difettosi.

I dati qui riportati rappresentano solo una parte dei calcoli disponibili nel software di analisi. I profilometri NANOVEA misurano virtualmente qualsiasi superficie in campi come quello dei semiconduttori, della microelettronica, del solare, delle fibre ottiche, dell'automotive, dell'aerospaziale, della metallurgia, della lavorazione, dei rivestimenti, del farmaceutico, del biomedicale, dell'ambientale e molti altri.

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Ispezione della superficie di saldatura con un profilometro 3D portatile

nanovea — Thu, 14 Jul 2022 15:16:39 +0000

Ispezione superficiale WELd

utilizzando un profilometro 3D portatile

Preparato da

CRAIG LEISING

INTRODUZIONE

Ispezione della superficie della saldatura con un profilometro 3D portatile Preparato da CRAIG LEISING INTRODUZIONE Può capitare che una particolare saldatura, tipicamente eseguita tramite ispezione visiva, debba essere analizzata con un livello di precisione estremo. Le aree specifiche di interesse per un'analisi precisa includono cricche superficiali, porosità e crateri non riempiti, indipendentemente dalle successive procedure di ispezione. La saldatura [...]

IMPORTANZA DEL PROFILOMETRO 3D SENZA CONTATTO PER L'ISPEZIONE DELLA SUPERFICIE DI SALDATURA

A differenza di altre tecniche come i tastatori o l'interferometria, la NANOVEA Profilometro 3D senza contatto, utilizzando il cromatismo assiale, può misurare quasi tutte le superfici, le dimensioni dei campioni possono variare ampiamente a causa della stadiazione aperta e non è necessaria alcuna preparazione del campione. L'intervallo da nano a macro si ottiene durante la misurazione del profilo di superficie senza alcuna influenza da parte della riflettività o dell'assorbimento del campione, ha una capacità avanzata di misurare angoli superficiali elevati e non è prevista alcuna manipolazione dei risultati da parte del software. Misura facilmente qualsiasi materiale: trasparente, opaco, speculare, diffusivo, lucido, ruvido ecc. Le funzionalità 2D e 2D dei Profilometri Portatili NANOVEA li rendono strumenti ideali per l'ispezione completa della superficie di saldatura sia in laboratorio che sul campo.

OBIETTIVO DI MISURAZIONE

In questa applicazione, il profilatore portatile NANOVEA JR25 viene utilizzato per misurare la rugosità superficiale, la forma e il volume di una saldatura, nonché l'area circostante. Questi dati possono fornire informazioni fondamentali per analizzare correttamente la qualità della saldatura e del processo di saldatura.

NANOVEA

JR25

RISULTATI DEL TEST

L'immagine sottostante mostra la vista 3D completa della saldatura e dell'area circostante, insieme ai parametri di superficie della sola saldatura. Il profilo della sezione trasversale 2D è mostrato di seguito.

il campione

Con il profilo della sezione trasversale 2D di cui sopra rimosso dal 3D, le informazioni dimensionali della saldatura vengono calcolate di seguito. Area superficiale e volume di materiale calcolati solo per la saldatura.

	BUCO	PICCO
SUPERFICIE	1,01 mm²	14,0 mm²
VOLUME	8,799e-5 mm³	23,27 mm³
PROFONDITÀ/ALTEZZA MASSIMA	0,0276 mm	0,6195 mm
PROFONDITÀ/ALTEZZA MEDIA	0,004024 mm	0,2298 mm

CONCLUSIONE

In questa applicazione, abbiamo dimostrato come il profilatore senza contatto NANOVEA 3D possa caratterizzare con precisione le caratteristiche critiche di una saldatura e della superficie circostante. In base alla rugosità, alle dimensioni e al volume, è possibile determinare un metodo quantitativo per la qualità e la ripetibilità e indagare ulteriormente. I campioni di saldatura, come l'esempio riportato in questa nota applicativa, possono essere facilmente analizzati con un profilatore NANOVEA standard da tavolo o portatile per test interni o sul campo.

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Topografia della superficie della vetroresina con la profilometria 3D

nanovea — Tue, 05 Apr 2022 15:00:22 +0000

TOPOGRAFIA DELLA SUPERFICIE IN VETRORESINA

USANDO LA PROFILOMETRIA 3D

Preparato da

CRAIG LEISING

INTRODUZIONE

La fibra di vetro è un materiale costituito da fibre di vetro estremamente sottili. Viene utilizzata come agente di rinforzo per molti prodotti polimerici; il materiale composito risultante, propriamente noto come polimero rinforzato con fibre (FRP) o plastica rinforzata con vetro (GRP), è chiamato "fibra di vetro" nell'uso popolare.

IMPORTANZA DELL'ISPEZIONE METROLOGICA DELLE SUPERFICI PER IL CONTROLLO DI QUALITÀ

Sebbene gli usi del rinforzo in fibra di vetro siano molteplici, nella maggior parte delle applicazioni è fondamentale che siano il più resistenti possibile. I compositi in fibra di vetro hanno uno dei più alti rapporti tra resistenza e peso disponibili e in alcuni casi, libbra per libbra, sono più resistenti dell'acciaio. Oltre all'elevata resistenza, è importante che la superficie esposta sia la più ridotta possibile. Ampie superfici in vetroresina possono rendere la struttura più vulnerabile agli attacchi chimici ed eventualmente all'espansione del materiale. Pertanto, l'ispezione delle superfici è fondamentale per il controllo della qualità della produzione.

OBIETTIVO DI MISURAZIONE

In questa applicazione, il NANOVEA ST400 viene utilizzato per misurare la rugosità e la planarità della superficie di un composito in fibra di vetro. Quantificando queste caratteristiche della superficie è possibile creare o ottimizzare un materiale composito in fibra di vetro più resistente e duraturo.

NANOVEA

ST400

PARAMETRI DI MISURA

SONDA	1 mm
TASSO DI ACQUISIZIONE	300 Hz
MEDIA	1
SUPERFICIE MISURATA	5 mm x 2 mm
DIMENSIONE DEL PASSO	5 µm x 5 µm
MODALITÀ DI SCANSIONE	Velocità costante

SPECIFICHE DELLA SONDA

**MISURA GAMMA**	1 mm
Z RISOLUZIONE	25 nm
Z ACCURATEZZA	200 nm
RISOLUZIONE LATERALE	2 μm

RISULTATI

VISTA A FALSI COLORI

Piattezza della superficie 3D

Rugosità superficiale 3D

Sa	15,716 μm	Altezza media aritmetica
Sq	19,905 μm	Altezza quadratica media
Sp	116,74 μm	Altezza massima del picco
Sv	136,09 μm	Altezza massima della fossa
Sz	252,83 μm	Altezza massima
Ssk	0.556	Skewness
Ssu	3.654	Curtosi

CONCLUSIONE

Come mostrato nei risultati, il NANOVEA ST400 Optical Profilatore è stato in grado di misurare con precisione la rugosità e la planarità della superficie composita in fibra di vetro. I dati possono essere misurati su più lotti di compositi in fibra e/o un determinato periodo di tempo per fornire informazioni cruciali sui diversi processi di produzione della fibra di vetro e su come reagiscono nel tempo. Pertanto, l’ST400 è una valida opzione per rafforzare il processo di controllo qualità dei materiali compositi in fibra di vetro.

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Finitura superficiale della pelle lavorata utilizzando la profilometria 3D

nanovea — Wed, 20 Oct 2021 21:08:52 +0000

PELLE LAVORATA

FINITURA SUPERFICIALE CON LA PROFILOMETRIA 3D

Preparato da

CRAIG LEISING

INTRODUZIONE

Una volta completato il processo di concia della pelle, la superficie della pelle può essere sottoposta a diversi processi di rifinitura per ottenere un aspetto e un tocco diversi. Questi processi meccanici possono includere stiratura, smerigliatura, levigatura, goffratura, rivestimento, ecc. A seconda dell'uso finale della pelle, alcuni di essi possono richiedere una lavorazione più precisa, controllata e ripetibile.

IMPORTANZA DELL'ISPEZIONE PROFILOMETRICA PER LA RICERCA E LO SVILUPPO E IL CONTROLLO QUALITÀ

A causa dell'ampia variazione e dell'inaffidabilità dei metodi di ispezione visiva, gli strumenti in grado di quantificare con precisione le caratteristiche della micro e nano-scala possono migliorare i processi di rifinizione della pelle. La comprensione della finitura superficiale della pelle in un senso quantificabile può portare a una migliore selezione dei processi di lavorazione della superficie basata sui dati per ottenere risultati di finitura ottimali. NANOVEA 3D senza contatto Profilometri utilizzano la tecnologia confocale cromatica per misurare le superfici in pelle finite e offrono la massima ripetibilità e precisione sul mercato. Dove altre tecniche non riescono a fornire dati affidabili, a causa del contatto con la sonda, della variazione della superficie, dell'angolo, dell'assorbimento o della riflettività, i profilometri NANOVEA hanno successo.

OBIETTIVO DI MISURAZIONE

In questa applicazione, il NANOVEA ST400 viene utilizzato per misurare e confrontare la finitura superficiale di due campioni di pelle diversi ma lavorati da vicino. Dal profilo della superficie vengono calcolati automaticamente diversi parametri superficiali.

In questa sede ci concentreremo sulla rugosità superficiale, sulla profondità della fossetta, sul passo della fossetta e sul diametro della fossetta per una valutazione comparativa.

NANOVEA

ST400

RISULTATI: CAMPIONE 1

ISO 25178

PARAMETRI DI ALTEZZA

ALTRI PARAMETRI 3D

RISULTATI: CAMPIONE 2

ISO 25178

PARAMETRI DI ALTEZZA

ALTRI PARAMETRI 3D

PROFONDITÀ COMPARATIVA

Distribuzione della profondità per ogni campione.
Un gran numero di fossette profonde è stato osservato in CAMPIONE 1.

PASSO COMPARATIVO

Passo tra le fossette su CAMPIONE 1 è leggermente più piccolo
di CAMPIONE 2, ma entrambi hanno una distribuzione simile

DIAMETRO MEDIO COMPARATIVO

Distribuzioni simili del diametro medio delle fossette,
con CAMPIONE 1 che mostrano in media diametri medi leggermente inferiori.

CONCLUSIONE

In questa applicazione abbiamo dimostrato come il profilometro 3D NANOVEA ST400 possa caratterizzare con precisione la finitura superficiale della pelle lavorata. In questo studio, la capacità di misurare la rugosità superficiale, la profondità delle fossette, il passo delle fossette e il diametro delle fossette ci ha permesso di quantificare le differenze tra la finitura e la qualità dei due campioni che potrebbero non essere evidenti con un'ispezione visiva.

Complessivamente non sono state riscontrate differenze visibili nell'aspetto delle scansioni 3D tra il CAMPIONE 1 e il CAMPIONE 2. Tuttavia, nell'analisi statistica si nota una chiara distinzione tra i due campioni. Il CAMPIONE 1 contiene una maggiore quantità di fossette con diametri più piccoli, profondità maggiori e passo da fossetta a fossetta più piccolo rispetto al CAMPIONE 2.

Sono disponibili ulteriori studi. Aree di interesse particolari potrebbero essere ulteriormente analizzate con un modulo AFM o microscopio integrato. Le velocità del profilometro 3D NANOVEA vanno da 20 mm/s a 1 m/s per il laboratorio o la ricerca, per soddisfare le esigenze di ispezione ad alta velocità; può essere costruito con dimensioni, velocità, capacità di scansione personalizzate, conformità alla camera bianca di Classe 1, trasportatore di indicizzazione o per l'integrazione in linea o online.

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Topografia della superficie organica con un profilometro 3D portatile

nanovea — Tue, 17 Aug 2021 18:11:38 +0000

TOPOGRAFIA ORGANICA DELLA SUPERFICIE

UTILIZZANDO UN PROFILOMETRO 3D PORTATILE

Preparato da

CRAIG LEISING

INTRODUZIONE

La natura è diventata una fonte di ispirazione vitale per lo sviluppo di strutture superficiali migliorate. La comprensione delle strutture superficiali presenti in natura ha portato a studi di adesione basati sulle zampe di geco, studi di resistenza basati sulla variazione della struttura di un cetriolo di mare e studi di repellenza basati sulle foglie, oltre a molti altri. Queste superfici hanno una serie di potenziali applicazioni, dal settore biomedico a quello dell'abbigliamento e automobilistico. Affinché queste superfici abbiano successo, è necessario sviluppare tecniche di fabbricazione che consentano di imitare e riprodurre le caratteristiche della superficie. È questo processo che richiede identificazione e controllo.

IMPORTANZA DEL PROFILATORE OTTICO PORTATILE 3D SENZA CONTATTO PER LE SUPERFICI ORGANICHE

Utilizzando la tecnologia Chromatic Light, NANOVEA Jr25 Portable Profilatore ottico ha una capacità superiore di misurare quasi tutti i materiali. Ciò include gli angoli unici e ripidi, le superfici riflettenti e assorbenti che si trovano nell'ampia gamma di caratteristiche superficiali della natura. Le misurazioni 3D senza contatto forniscono un'immagine 3D completa per fornire una comprensione più completa delle caratteristiche della superficie. Senza funzionalità 3D, l’identificazione delle superfici naturali si baserebbe esclusivamente sulle informazioni 2D o sull’imaging al microscopio, che non fornisce informazioni sufficienti per imitare adeguatamente la superficie studiata. Comprendere l'intera gamma delle caratteristiche della superficie, tra cui struttura, forma, dimensione, tra molte altre, sarà fondamentale per il successo della fabbricazione.

La possibilità di ottenere facilmente sul campo risultati di qualità da laboratorio apre le porte a nuove opportunità di ricerca.

OBIETTIVO DI MISURAZIONE

In questa applicazione, il NANOVEA Jr25 viene utilizzato per misurare la superficie di una foglia. Esiste un elenco infinito di parametri di superficie che possono essere calcolati automaticamente dopo la scansione 3D della superficie.

Qui si esamina la superficie 3D e si seleziona
aree di interesse da analizzare ulteriormente, tra cui
quantificare e studiare la rugosità, i canali e la topografia della superficie

NANOVEA

JR25

CONDIZIONI DI PROVA

PROFONDITÀ DELL'ALETTA

Densità media dei solchi: 16,471 cm/cm2
Profondità media dei solchi: 97,428 μm
Profondità massima: 359,769 μm

CONCLUSIONE

In questa applicazione, abbiamo mostrato come il NANOVEA Il Profilatore ottico 3D senza contatto portatile Jr25 è in grado di caratterizzare con precisione sia la topografia che i dettagli su scala nanometrica di una superficie fogliare sul campo. Da queste misurazioni 3D della superficie, è possibile identificare rapidamente le aree di interesse e analizzarle con un elenco di studi infinito (Dimensione, Ruvidità Finitura Struttura, Forma Topografia, Planarità Curvatura Planarità, Area Volume, Altezza Passo e altri). Una sezione trasversale 2D può essere facilmente scelta per analizzare ulteriori dettagli. Grazie a queste informazioni, le superfici organiche possono essere ampiamente studiate con un set completo di risorse per la misurazione delle superfici. Aree speciali di interesse possono essere ulteriormente analizzate con un modulo AFM integrato su modelli da tavolo.

NANOVEA offre anche profilometri portatili ad alta velocità per la ricerca sul campo e un'ampia gamma di sistemi da laboratorio, oltre a fornire servizi di laboratorio.

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Topografia della lente di Fresnel

Andrew Shore — Tue, 20 Oct 2020 17:47:43 +0000

TOPOGRAFIA DELLE LENTI DI FRESNELUTILIZZO 3D PROFILOMETRO OTTICO SENZA CONTATTO

Preparato da

Duanjie Li e Benjamin Mell

INTRODUZIONE

Una lente è un dispositivo ottico a simmetria assiale che trasmette e rifrange la luce. Una lente semplice è costituita da un singolo componente ottico che converge o diverge la luce. Anche se le superfici sferiche non sono la forma ideale per la realizzazione di una lente, sono spesso utilizzate come la forma più semplice che il vetro può assumere per essere molato e lucidato.

Una lente di Fresnel è costituita da una serie di anelli concentrici, che sono parti sottili di una semplice lente con una larghezza di pochi millesimi di pollice. Le lenti di Fresnel hanno un'ampia apertura e una lunghezza focale ridotta, con un design compatto che riduce il peso e il volume del materiale richiesto, rispetto alle lenti convenzionali con le stesse proprietà ottiche. Grazie alla geometria sottile della lente di Fresnel, una quantità molto ridotta di luce viene persa per assorbimento.

IMPORTANZA DELLA PROFILOMETRIA 3D SENZA CONTATTO PER L'ISPEZIONE DELLE LENTI FRESNEL

Le lenti Fresnel sono ampiamente utilizzate nell'industria automobilistica, nei fari, nell'energia solare e nei sistemi di atterraggio ottici per le portaerei. Stampare o stampare le lenti in plastica trasparente può rendere la loro produzione economicamente vantaggiosa. La qualità del servizio delle lenti di Fresnel dipende principalmente dalla precisione e dalla qualità della superficie del loro anello concentrico. A differenza della tecnica del tastatore, NANOVEA Profilatori ottici eseguire misurazioni superficiali 3D senza toccare la superficie, evitando il rischio di realizzare nuovi graffi. La tecnica della luce cromatica è ideale per la scansione precisa di forme complesse, come lenti di diverse geometrie.

SCHEMA DELLA LENTE DI FRESNEL

Le lenti Fresnel in plastica trasparente possono essere prodotte per stampaggio o per tranciatura. Un controllo qualità accurato ed efficiente è fondamentale per individuare stampi o timbri di produzione difettosi. Misurando l'altezza e il passo degli anelli concentrici, è possibile individuare le variazioni di produzione confrontando i valori misurati con quelli delle specifiche fornite dal produttore della lente.

La misurazione precisa del profilo della lente assicura che gli stampi o i timbri siano lavorati correttamente per adattarsi alle specifiche del produttore. Inoltre, lo stampo potrebbe usurarsi progressivamente nel tempo, perdendo la sua forma iniziale. Una deviazione consistente dalle specifiche del produttore della lente è un'indicazione positiva della necessità di sostituire lo stampo.

OBIETTIVO DI MISURAZIONE

In questa applicazione presentiamo NANOVEA ST400, un profilatore 3D senza contatto con sensore ad alta velocità, che fornisce un'analisi completa del profilo 3D di un componente ottico dalla forma complessa. Per dimostrare le straordinarie capacità della nostra tecnologia Chromatic Light, l'analisi del contorno viene eseguita su una lente di Fresnel.

NANOVEA ST400 Area ampia
Profiler ottico 3D

La lente Fresnel acrilica da 2,3" x 2,3" utilizzata per questo studio è composta da

una serie di anelli concentrici e un complesso profilo a sezione trasversale seghettata.

Ha una lunghezza focale di 1,5" e un diametro effettivo di 2,0",

125 scanalature per pollice e un indice di rifrazione di 1,49.

La scansione NANOVEA ST400 della lente di Fresnel mostra un notevole aumento dell'altezza degli anelli concentrici, spostandosi dal centro verso l'esterno.

2D COLORE FALSO

Rappresentazione dell'altezza

VISTA 3D

PROFILO ESTRATTO

PICCO E VALLE

Analisi dimensionale del profilo

CONCLUSIONE

In questa applicazione abbiamo dimostrato che il profilatore ottico senza contatto NANOVEA ST400 misura con precisione la topografia superficiale delle lenti Fresnel.

Le dimensioni dell'altezza e del passo possono essere determinate con precisione dal complesso profilo dentellato utilizzando il software di analisi NANOVEA. Gli utenti possono controllare efficacemente la qualità degli stampi o dei timbri di produzione confrontando le dimensioni dell'altezza e del passo dell'anello delle lenti prodotte con le specifiche dell'anello ideale.

I dati qui riportati rappresentano solo una parte dei calcoli disponibili nel software di analisi.

I profilatori ottici NANOVEA misurano virtualmente qualsiasi superficie in settori quali i semiconduttori, la microelettronica, il solare, le fibre ottiche, l'automotive, l'aerospaziale, la metallurgia, la lavorazione, i rivestimenti, il farmaceutico, il biomedicale, l'ambientale e molti altri.

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Ispezione delle parti lavorate

Andrew Shore — Tue, 08 Sep 2020 21:17:54 +0000

PARTI MACCHINE

ispezione dal modello CAD utilizzando la profilometria 3D

Autore:

Duanjie Li, PhD

Revisionato da

Jocelyn Esparza

INTRODUZIONE

La domanda di lavorazioni meccaniche di precisione in grado di creare geometrie complesse è in aumento in tutti i settori industriali. Dai settori aerospaziale, medico e automobilistico, agli ingranaggi tecnologici, ai macchinari e agli strumenti musicali, la continua innovazione ed evoluzione spinge le aspettative e gli standard di precisione a nuovi livelli. Di conseguenza, si assiste all'aumento della domanda di tecniche e strumenti di ispezione rigorosi per garantire la massima qualità dei prodotti.

Importanza della profilometria 3D senza contatto per l'ispezione dei pezzi

Il confronto delle proprietà dei pezzi lavorati con i loro modelli CAD è essenziale per verificare le tolleranze e l'aderenza agli standard di produzione. Anche l'ispezione durante il periodo di servizio è cruciale, poiché l'usura dei pezzi potrebbe richiederne la sostituzione. L'identificazione tempestiva di eventuali deviazioni dalle specifiche richieste aiuterà a evitare costose riparazioni, interruzioni della produzione e una reputazione compromessa.

A differenza della tecnica del tastatore, la NANOVEA Profilatori ottici eseguire scansioni di superfici 3D senza contatto, consentendo misurazioni rapide, precise e non distruttive di forme complesse con la massima precisione.

OBIETTIVO DI MISURAZIONE

In questa applicazione presentiamo NANOVEA HS2000, un profilatore 3D senza contatto con un sensore ad alta velocità, che esegue un'ispezione superficiale completa di dimensioni, raggio e rugosità.

Il tutto in meno di 40 secondi.

NANOVEA

HS2000

MODELLO CAD

Una misura precisa delle dimensioni e della rugosità superficiale del pezzo lavorato è fondamentale per assicurarsi che sia conforme alle specifiche, alle tolleranze e alle finiture superficiali desiderate. Di seguito vengono presentati il modello 3D e il disegno tecnico del pezzo da ispezionare.

VISTA A FALSI COLORI

La vista in falsi colori del modello CAD e la superficie della parte lavorata scansionata sono confrontate in FIGURA 3. La variazione di altezza sulla superficie del campione può essere osservata dal cambiamento di colore.

Dalla scansione superficiale 3D vengono estratti tre profili 2D, come indicato in FIGURA 2, per verificare ulteriormente la tolleranza dimensionale del pezzo lavorato.

CONFRONTO TRA PROFILI E RISULTATI

I profili da 1 a 3 sono mostrati nelle FIGURE da 3 a 5. Il controllo quantitativo delle tolleranze viene effettuato confrontando il profilo misurato con il modello CAD per rispettare i rigorosi standard di produzione. I profili 1 e 2 misurano il raggio di diverse aree del pezzo lavorato curvo. La variazione di altezza del profilo 2 è di 30 µm su una lunghezza di 156 mm, il che soddisfa il requisito di tolleranza di ±125 µm.

Impostando un valore limite di tolleranza, il software di analisi può determinare automaticamente il superamento o il fallimento del pezzo lavorato.

La rugosità e l'uniformità della superficie del pezzo lavorato svolgono un ruolo importante nel garantirne la qualità e la funzionalità. La FIGURA 6 mostra l'area della superficie estratta dalla scansione madre del pezzo lavorato, utilizzata per quantificare la finitura superficiale. La rugosità superficiale media (Sa) è stata calcolata pari a 2,31 µm.

CONCLUSIONE

In questo studio abbiamo mostrato come il profilatore senza contatto NANOVEA HS2000, dotato di un sensore ad alta velocità, esegua un'ispezione superficiale completa di dimensioni e rugosità.

Le scansioni ad alta risoluzione consentono agli utenti di misurare la morfologia dettagliata e le caratteristiche superficiali dei pezzi lavorati e di confrontarli quantitativamente con i loro modelli CAD. Lo strumento è inoltre in grado di rilevare qualsiasi difetto, compresi graffi e cricche.

L'analisi avanzata dei contorni è uno strumento impareggiabile non solo per determinare se i pezzi lavorati soddisfano le specifiche stabilite, ma anche per valutare i meccanismi di guasto dei componenti usurati.

I dati qui riportati rappresentano solo una parte dei calcoli possibili con il software di analisi avanzata di cui è dotato ogni profilatore ottico NANOVEA.

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Ispezione della rugosità in linea

nanovea — Mon, 11 May 2020 05:32:46 +0000

Rilevamento istantaneo degli errori con i profilatori in linea

La rugosità e la consistenza della superficie sono fondamentali per l'utilizzo finale di un prodotto. L'ispezione in linea della superficie del prodotto, veloce, quantificabile e affidabile, consente di rilevare immediatamente i prodotti difettosi e di determinare il lavoro da eseguire.
condizioni della linea di produzione. Non solo migliora la produttività e l'efficienza, ma riduce anche i tassi di difettosità,
rielaborazione e sprechi.

IMPORTANZA DEL PROFILATORE SENZA CONTATTO PER L'ISPEZIONE DELLA RUGOSITÀ IN LINEA

I difetti superficiali derivano dalla lavorazione dei materiali e dalla fabbricazione del prodotto. L'ispezione della qualità della superficie in linea garantisce il controllo di qualità più rigoroso dei prodotti finali. La Nanovea Profilometri 3D senza contatto utilizzano la tecnologia confocale cromatica con una capacità unica di determinare la ruvidità di un campione senza contatto. È possibile installare più sensori profilatori per monitorare contemporaneamente la rugosità e la struttura di diverse aree del prodotto. La soglia di rugosità calcolata in tempo reale dal software di analisi funge da strumento pass/fail veloce e affidabile.

OBIETTIVO DI MISURAZIONE

In questo studio, il sistema di trasporto per l'ispezione della rugosità Nanovea, dotato di un sensore puntiforme, viene utilizzato per ispezionare la rugosità superficiale dei campioni di acrilico e carta vetrata. Si dimostra la capacità del profilometro senza contatto Nanovea di fornire un'ispezione della rugosità in linea rapida e affidabile in una linea di produzione in tempo reale.

RISULTATI E DISCUSSIONE

Il sistema di profilatura a nastro può funzionare in due modalità: modalità Trigger e modalità continua. Come illustrato nella Figura 2, la rugosità superficiale dei campioni viene misurata quando passano sotto le teste del profilatore ottico in modalità Trigger. La modalità continua, invece, consente di misurare ininterrottamente la rugosità superficiale di un campione continuo, come lamiere e tessuti. È possibile installare più sensori del profilatore ottico per monitorare e registrare la rugosità di diverse aree del campione.

Durante la misurazione della rugosità in tempo reale, le finestre del software visualizzano gli avvisi di superamento e di insuccesso, come mostrato nelle Figure 4 e 5. Quando il valore della rugosità rientra nelle soglie stabilite, la rugosità misurata è evidenziata in verde. Quando il valore della rugosità rientra nelle soglie stabilite, la rugosità misurata è evidenziata in verde. Tuttavia, l'evidenziazione diventa rossa quando la rugosità della superficie misurata è al di fuori dell'intervallo dei valori di soglia impostati. Ciò fornisce all'utente uno strumento per determinare la qualità della finitura superficiale di un prodotto.

Nelle sezioni seguenti, vengono utilizzati due tipi di campioni, ad esempio acrilico e carta vetrata, per dimostrare le modalità Trigger e Continuous del sistema di ispezione.

Modalità Trigger: Ispezione della superficie del campione acrilico

Una serie di campioni acrilici sono allineati sul nastro trasportatore e si muovono sotto la testa del profilatore ottico, come illustrato nella Figura 1. La vista in falsi colori della Figura 6 mostra la variazione dell'altezza della superficie. Alcuni dei campioni acrilici finiti a specchio sono stati levigati per creare una struttura superficiale ruvida, come mostrato nella Figura 6b.

Mentre i campioni acrilici si muovono a velocità costante sotto la testa del profilatore ottico, viene misurato il profilo della superficie, come illustrato nelle Figure 7 e 8. Il valore di rugosità del profilo misurato viene calcolato contemporaneamente e confrontato con i valori di soglia. L'allarme rosso viene lanciato quando il valore di rugosità supera la soglia impostata, consentendo agli utenti di individuare immediatamente il prodotto difettoso sulla linea di produzione.

Modalità continua: Ispezione della superficie del campione di carta vetrata

Mappa dell'altezza della superficie, mappa della distribuzione della rugosità e mappa della soglia di passaggio/errore della rugosità della superficie del campione di carta vetrata, come mostrato nella Figura 9. Il campione di carta vetrata presenta un paio di picchi più alti nella parte utilizzata, come mostrato nella mappa dell'altezza della superficie. I diversi colori nella palette della Figura 9C rappresentano il valore di rugosità della superficie locale. La mappa della rugosità mostra una rugosità omogenea nell'area intatta del campione di carta vetrata, mentre l'area usata è evidenziata in colore blu scuro, a indicare il valore ridotto della rugosità in questa regione. È possibile impostare una soglia di rugosità Pass/Fail per individuare tali regioni, come mostrato nella Figura 9D.

Mentre la carta vetrata passa continuamente sotto il sensore del profilatore in linea, il valore di rugosità locale in tempo reale viene calcolato e registrato, come illustrato nella Figura 10. Gli avvisi di superamento/errore vengono visualizzati sullo schermo del software in base ai valori soglia di rugosità impostati, fungendo da strumento rapido e affidabile per il controllo della qualità. La qualità della superficie del prodotto nella linea di produzione viene ispezionata in loco per scoprire in tempo le aree difettose.

CONCLUSIONE

In questa applicazione, abbiamo dimostrato che il profilometro per nastri trasportatori Nanovea, dotato di un sensore ottico di profilazione senza contatto, funziona come strumento affidabile di controllo della qualità in linea in modo efficace ed efficiente.

Il sistema di ispezione può essere installato nella linea di produzione per monitorare la qualità superficiale dei prodotti in loco. La soglia di rugosità funziona come criterio affidabile per determinare la qualità della superficie dei prodotti, consentendo agli utenti di notare in tempo i prodotti difettosi. Sono previste due modalità di ispezione, la modalità Trigger e la modalità continua, per soddisfare le esigenze di ispezione su diversi tipi di prodotti.

I dati qui riportati rappresentano solo una parte dei calcoli disponibili nel software di analisi. I profilometri Nanovea misurano virtualmente qualsiasi superficie in campi come quello dei semiconduttori, della microelettronica, del solare, delle fibre, dell'ottica, dell'automotive, dell'aerospaziale, della metallurgia, della lavorazione, dei rivestimenti, del farmaceutico, del biomedicale, dell'ambientale e molti altri.

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Analisi della superficie 3D di un centesimo con la profilometria senza contatto

nanovea — Tue, 11 Feb 2020 14:35:45 +0000

Importanza della profilometria senza contatto per le monete

La valuta è molto apprezzata nella società moderna perché viene scambiata con beni e servizi. Le monete e le banconote circolano nelle mani di molte persone. Il trasferimento costante di valuta fisica crea deformazione superficiale. Il 3D di Nanovea Profilometro scansiona la topografia delle monete coniate in anni diversi per indagare le differenze superficiali.

Le caratteristiche delle monete sono facilmente riconoscibili al grande pubblico poiché si tratta di oggetti comuni. Un centesimo è l'ideale per presentare la forza del software avanzato di analisi delle superfici di Nanovea: Mountains 3D. I dati di superficie raccolti con il nostro profilometro 3D consentono analisi di alto livello su geometrie complesse con sottrazione di superficie ed estrazione di contorni 2D. La sottrazione della superficie con una maschera, un timbro o uno stampo controllati confronta la qualità dei processi di produzione mentre l'estrazione del contorno identifica le tolleranze con l'analisi dimensionale. Il software Profilometro 3D e Montagne 3D di Nanovea indaga la topografia submicronica di oggetti apparentemente semplici, come i penny.

Obiettivo di misurazione

L'intera superficie superiore di cinque monetine è stata scansionata utilizzando il sensore di linea ad alta velocità di Nanovea. Il raggio interno ed esterno di ciascun penny è stato misurato con il software Mountains Advanced Analysis. Un'estrazione dalla superficie di ciascun penny in un'area di interesse con sottrazione diretta della superficie ha quantificato la deformazione superficiale.

Risultati e discussione

Superficie 3D

Il profilometro Nanovea HS2000 ha impiegato solo 24 secondi per scansionare 4 milioni di punti in un'area di 20 mm x 20 mm con una dimensione di passo di 10um x 10um per acquisire la superficie di un centesimo. Di seguito sono riportate una mappa dell'altezza e una visualizzazione 3D della scansione. La vista 3D mostra la capacità del sensore ad alta velocità di rilevare piccoli dettagli impercettibili all'occhio. Sulla superficie del penny sono visibili molti piccoli graffi. La texture e la rugosità della moneta viste nella vista 3D sono studiate.

Analisi dimensionale

I contorni del centesimo sono stati estratti e l'analisi dimensionale ha permesso di ottenere i diametri interni ed esterni del bordo. Il raggio esterno è stato in media di 9,500 mm ± 0,024, mentre il raggio interno è stato in media di 8,960 mm ± 0,032. Ulteriori analisi dimensionali che Mountains 3D può eseguire su fonti di dati 2D e 3D sono le misure di distanza, l'altezza dei gradini, la planarità e il calcolo degli angoli.

Sottrazione di superficie

La Figura 5 mostra l'area di interesse per l'analisi di sottrazione della superficie. Il penny del 2007 è stato utilizzato come superficie di riferimento per i quattro penny più vecchi. La sottrazione della superficie dal penny del 2007 mostra le differenze tra i penny con fori/picchi. La differenza di volume totale della superficie si ottiene sommando i volumi dei fori/pezzi. L'errore RMS si riferisce al grado di concordanza tra le superfici dei penny.

Conclusione

Il sistema High-Speed HS2000L di Nanovea ha scansionato cinque monete coniate in anni diversi. Il software Mountains 3D ha confrontato le superfici di ciascuna moneta utilizzando l'estrazione dei contorni, l'analisi dimensionale e la sottrazione della superficie. L'analisi definisce chiaramente il raggio interno ed esterno tra i penny, confrontando direttamente le differenze tra le caratteristiche della superficie. Grazie alla capacità del profilometro 3D di Nanovea di misurare qualsiasi superficie con una risoluzione di livello nanometrico, combinata con le capacità di analisi di Mountains 3D, le possibili applicazioni di ricerca e controllo qualità sono infinite.

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Finitura superficiale dei pannelli alveolari con la profilometria 3D

nanovea — Fri, 01 Nov 2019 19:25:37 +0000

INTRODUZIONE

La rugosità, la porosità e la struttura della superficie del pannello a nido d'ape sono fondamentali da quantificare per la progettazione finale del pannello. Queste qualità superficiali possono essere direttamente correlate all'estetica e alle caratteristiche funzionali della superficie del pannello. Una migliore comprensione della struttura e della porosità della superficie può aiutare a ottimizzare la lavorazione e la producibilità della superficie del pannello. Una misurazione quantitativa, precisa e affidabile della superficie del pannello a nido d'ape è necessaria per controllare i parametri della superficie per i requisiti di applicazione e verniciatura. I sensori 3D senza contatto Nanovea utilizzano un'esclusiva tecnologia confocale cromatica in grado di misurare con precisione le superfici dei pannelli.

OBIETTIVO DI MISURAZIONE

In questo studio, la piattaforma Nanovea HS2000 dotata di un sensore di linea ad alta velocità è stata utilizzata per misurare e confrontare due pannelli a nido d'ape con diverse finiture superficiali. Mostriamo la Nanovea profilometro senza contattodi fornire misurazioni di profilatura 3D rapide e precise e un'analisi approfondita e completa della finitura superficiale.

RISULTATI E DISCUSSIONE

Sono state misurate le superfici di due campioni di pannelli a nido d'ape con diverse finiture superficiali, ovvero il Campione 1 e il Campione 2. Le viste in falso colore e in 3D delle superfici dei Campioni 1 e 2 sono mostrate rispettivamente nella Figura 3 e nella Figura 4. I valori di rugosità e planarità sono stati calcolati con un software di analisi avanzato e sono confrontati nella Tabella 1. Il Campione 2 mostra una maggiore porosità della superficie. Il Campione 2 presenta una superficie più porosa rispetto al Campione 1. Di conseguenza, il Campione 2 possiede una rugosità maggiore. Di conseguenza, il Campione 2 possiede una rugosità Sa più elevata, pari a 14,7 µm, rispetto al valore Sa di 4,27 µm del Campione 1.

I profili 2D delle superfici dei pannelli a nido d'ape sono stati confrontati nella Figura 5, consentendo agli utenti di avere un confronto visivo della variazione di altezza in diversi punti della superficie del campione. Possiamo osservare che il campione 1 presenta una variazione di altezza di ~25 µm tra il picco più alto e la posizione più bassa della valle. D'altra parte, il campione 2 mostra diversi pori profondi lungo il profilo 2D. Il software di analisi avanzata è in grado di individuare e misurare automaticamente la profondità di sei pori relativamente profondi, come mostrato nella tabella della Figura 4.b Campione 2. Il poro più profondo tra i sei è quello che si trova nel profilo 2D. Il poro più profondo tra i sei ha una profondità massima di quasi 90 µm (Passo 4).

Per approfondire la dimensione e la distribuzione dei pori del campione 2, è stata eseguita una valutazione della porosità, discussa nella sezione seguente. La figura 5 mostra una vista a fette e la tabella 2 riassume i risultati. Si può osservare che i pori, contrassegnati in blu nella Figura 5, hanno una distribuzione relativamente omogenea sulla superficie del campione. L'area proiettata dei pori costituisce 18,9% dell'intera superficie del campione. Il volume per mm² dei pori totali è di ~0,06 mm³. I pori hanno una profondità media di 42,2 µm e la profondità massima è di 108,1 µm.

CONCLUSIONE

In questa applicazione, abbiamo dimostrato che la piattaforma Nanovea HS2000, dotata di un sensore di linea ad alta velocità, è uno strumento ideale per analizzare e confrontare la finitura superficiale dei campioni di pannelli a nido d'ape in modo rapido e preciso. Le scansioni profilometriche ad alta risoluzione abbinate a un software di analisi avanzato consentono una valutazione completa e quantitativa della finitura superficiale dei campioni di pannelli a nido d'ape.

I dati qui riportati rappresentano solo una piccola parte dei calcoli disponibili nel software di analisi. I profilometri Nanovea misurano virtualmente qualsiasi superficie per un'ampia gamma di applicazioni nei settori dei semiconduttori, della microelettronica, dell'energia solare, delle fibre ottiche, dell'industria automobilistica, aerospaziale, della metallurgia, della lavorazione, dei rivestimenti, dell'industria farmaceutica, biomedica, ambientale e in molti altri settori.

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