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Categoria: Profilometria | Altezza e spessore del gradino

 

Topografia della superficie della vetroresina con la profilometria 3D

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 ACQUISIZIONE300 Hz
MEDIA1
SUPERFICIE MISURATA5 mm x 2 mm
DIMENSIONE DEL PASSO5 µm x 5 µm
MODALITÀ DI SCANSIONEVelocità costante

SPECIFICHE DELLA SONDA

MISURA GAMMA1 mm
Z RISOLUZIONE 25 nm
Z ACCURATEZZA200 nm
RISOLUZIONE LATERALE 2 μm

RISULTATI

VISTA A FALSI COLORI

Piattezza della superficie 3D

Rugosità superficiale 3D

Sa15,716 μmAltezza media aritmetica
Sq19,905 μmAltezza quadratica media
Sp116,74 μmAltezza massima del picco
Sv136,09 μmAltezza massima della fossa
Sz252,83 μmAltezza massima
Ssk0.556Skewness
Ssu3.654Curtosi

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.

PARLIAMO ORA DELLA VOSTRA APPLICAZIONE

Misurazione dei contorni con il profilometro di NANOVEA

Misura del profilo del battistrada in gomma

Misura del profilo del battistrada in gomma

Per saperne di più

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MISURA DEL PROFILO DEL BATTISTRADA IN GOMMA

UTILIZZANDO IL PROFILATORE OTTICO 3D

Misura del profilo del battistrada in gomma - NANOVEA Profiler

Preparato da

ANDREA HERRMANN

INTRODUZIONE

Come per tutti i materiali, il coefficiente di attrito della gomma è legato in parte alla sua rugosità superficiale. Nelle applicazioni dei pneumatici per veicoli, la trazione sulla strada è molto importante. La rugosità della superficie e il battistrada del pneumatico svolgono entrambi un ruolo in tal senso. In questo studio vengono analizzate la rugosità della superficie e le dimensioni del battistrada.

* IL CAMPIONE

IMPORTANZA

DELLA PROFILOMETRIA 3D SENZA CONTATTO

PER GLI STUDI SULLA GOMMA

A differenza di altre tecniche come le sonde a contatto o l'interferometria, quelle di NANOVEA Profilatori ottici 3D senza contatto utilizzare il cromatismo assiale per misurare quasi tutte le superfici. 

Il sistema Profiler, grazie alla sua configurazione aperta, consente di utilizzare un'ampia varietà di campioni di dimensioni diverse e non richiede alcuna preparazione del campione. Le caratteristiche da nano a macro gamma possono essere rilevate durante una singola scansione, senza alcuna influenza da parte della riflettività o dell'assorbimento del campione. Inoltre, questi profilatori hanno la capacità avanzata di misurare angoli di superficie elevati senza richiedere la manipolazione dei risultati da parte del software.

Misurare facilmente qualsiasi materiale: trasparente, opaco, speculare, diffusivo, lucido, ruvido ecc. La tecnica di misura dei profilatori senza contatto NANOVEA 3D offre una capacità ideale, ampia e facile da usare, per massimizzare gli studi sulle superfici insieme ai vantaggi della capacità combinata 2D e 3D.

OBIETTIVO DI MISURAZIONE

In questa applicazione presentiamo il NANOVEA ST400, un profilatore ottico 3D senza contatto che misura la superficie e i battistrada di uno pneumatico di gomma.

Un'area di superficie del campione sufficientemente grande da rappresentare l'intera superficie del pneumatico è stata selezionata a caso per questo studio. 

Per quantificare le caratteristiche della gomma, abbiamo usato il software di analisi NANOVEA Ultra 3D per misurare le dimensioni del contorno, la profondità, rugosità e area sviluppata della superficie.

NANOVEA

ST400

ANALISI: PNEUMATICI

La vista 3D e la vista a falsi colori dei battistrada mostrano il valore della mappatura dei disegni delle superfici 3D. Fornisce agli utenti uno strumento immediato per osservare direttamente le dimensioni e la forma dei battistrada da diverse angolazioni. L'analisi avanzata dei contorni e l'analisi dell'altezza dei gradini sono entrambi strumenti estremamente potenti per misurare le dimensioni precise delle forme dei campioni e del design.

ANALISI AVANZATA DEI CONTORNI

ANALISI DELL'ALTEZZA DEL GRADINO

ANALISI: SUPERFICIE IN GOMMA

La superficie della gomma può essere quantificata in numerosi modi utilizzando gli strumenti software integrati, come mostrato nelle figure seguenti a titolo di esempio. Si può osservare che la rugosità superficiale è di 2,688 μm e che l'area sviluppata rispetto all'area proiettata è di 9,410 mm² contro 8,997 mm². Queste informazioni ci permettono di esaminare la relazione tra la finitura superficiale e la trazione di diverse formulazioni di gomma o anche di gomma con diversi gradi di usura superficiale.

CONCLUSIONE

In questa applicazione, abbiamo mostrato come il sistema NANOVEA Il profilatore ottico 3D senza contatto può caratterizzare con precisione la rugosità superficiale e le dimensioni del battistrada della gomma.

I dati mostrano una rugosità superficiale di 2,69 µm e un'area sviluppata di 9,41 mm² con un'area proiettata di 9 mm². Sono state utilizzate diverse dimensioni e raggi dei battistrada in gomma. misurato anche.

Le informazioni presentate in questo studio possono essere utilizzate per confrontare le prestazioni di pneumatici con diversi disegni del battistrada, formulazioni o diversi gradi di usura. I dati qui riportati rappresentano solo una parte della calcoli disponibili nel software di analisi Ultra 3D.

PARLIAMO ORA DELLA VOSTRA APPLICAZIONE

Analisi della superficie delle scaglie di pesce mediante profilatore ottico 3D

Analisi della superficie delle scaglie di pesce mediante profilatore ottico 3D

Per saperne di più

ANALISI DELLA SUPERFICIE DELLE SCAGLIE DI PESCE

utilizzando il PROFILATORE OTTICO 3D

Profilometro a squame di pesce

Preparato da

Andrea Novitsky

INTRODUZIONE

La morfologia, i modelli e altre caratteristiche di una squama di pesce vengono studiati utilizzando NANOVEA Profilatore ottico 3D senza contatto. La natura delicata di questo campione biologico, insieme alle sue scanalature molto piccole e ad alto angolo, evidenzia anche l'importanza della tecnica senza contatto del profilatore. I solchi sulla squama sono chiamati circuli, e possono essere studiati per stimare l'età del pesce, e anche per distinguere periodi di diverso ritmo di crescita, simili agli anelli di un albero. Si tratta di informazioni molto importanti per la gestione delle popolazioni ittiche selvatiche al fine di prevenire la pesca eccessiva.

Importanza della profilometria 3D senza contatto per gli studi biologici

A differenza di altre tecniche come le sonde a contatto o l'interferometria, il profilatore ottico 3D senza contatto, utilizzando il cromatismo assiale, può misurare quasi tutte le superfici. Le dimensioni dei campioni possono variare notevolmente grazie alla messa in scena aperta e non è necessaria alcuna preparazione del campione. Le caratteristiche da nano a macro gamma sono ottenute durante la misurazione del profilo della superficie senza alcuna influenza da parte della riflettività o dell'assorbimento del campione. Lo strumento offre una capacità avanzata di misurare angoli di superficie elevati senza manipolazione dei risultati da parte del software. È possibile misurare facilmente qualsiasi materiale, sia esso trasparente, opaco, speculare, diffusivo, lucido o ruvido. La tecnica offre una capacità ideale, ampia e facile da usare per massimizzare gli studi sulle superfici, insieme ai vantaggi delle capacità combinate 2D e 3D.

OBIETTIVO DI MISURAZIONE

In questa applicazione, presentiamo NANOVEA ST400, un profilatore 3D senza contatto con un sensore ad alta velocità, che fornisce un'analisi completa della superficie di una scala.

Lo strumento è stato utilizzato per scansionare l'intero campione, insieme a una scansione a più alta risoluzione dell'area centrale. Per il confronto è stata misurata anche la rugosità della superficie esterna e interna della scala.

NANOVEA

ST400

Caratterizzazione superficiale 3D e 2D della scala esterna

La vista 3D e la vista a falsi colori della scala esterna mostrano una struttura complessa simile a un'impronta digitale o agli anelli di un albero. Ciò fornisce agli utenti uno strumento immediato per osservare direttamente la caratterizzazione della superficie della squama da diverse angolazioni. Vengono mostrate diverse altre misure della scala esterna e il confronto tra il lato esterno e quello interno della scala.

Profilometro 3D con scansione a scala di pesce
Profilometro 3D a scala di pesce
Profilatore ottico 3D ad altezza di passo per la scansione a scala di pesce

CONFRONTO DELLA RUGOSITÀ SUPERFICIALE

Profilometro a scala di pesce Scansione 3D

CONCLUSIONE

In questa applicazione, abbiamo mostrato come il profilatore ottico senza contatto NANOVEA 3D possa caratterizzare una squama di pesce in vari modi. 

Le superfici esterne e interne della squama possono essere facilmente distinte dalla sola rugosità superficiale, con valori di rugosità rispettivamente di 15,92μm e 1,56μm. Inoltre, è possibile ottenere informazioni precise e accurate su una squama di pesce analizzando i solchi, o circoli, sulla superficie esterna della squama. Sono state misurate le distanze delle bande di circoli dal centro focale e l'altezza dei circoli è risultata essere in media di circa 58μm. 

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

PARLIAMO ORA DELLA VOSTRA APPLICAZIONE

Topografia della lente di Fresnel

LENTE FRESCA

DIMENSIONI CON LA PROFILOMETRIA 3D

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 un sensore ad alta velocità, che fornisce un'analisi completa del profilo 3D di un componente ottico di forma complessa. Per dimostrare le notevoli capacità della nostra tecnologia di luce cromatica, l'analisi del contorno viene eseguita su una lente Fresnel.

NANOVEA

ST400

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.

 

PARLIAMO ORA DELLA VOSTRA APPLICAZIONE

Capire i guasti del rivestimento con i test di graffiatura

Introduzione:

L'ingegneria superficiale dei materiali svolge un ruolo significativo in una varietà di applicazioni funzionali, che vanno dall'aspetto decorativo alla protezione dei substrati dall'usura, dalla corrosione e da altre forme di attacco. Un fattore importante e preponderante che determina la qualità e la durata dei rivestimenti è la loro forza coesiva e adesiva.

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Ruvidità della superficie e caratteristiche di una cella solare

Importanza del test dei pannelli solari

La massimizzazione dell'assorbimento energetico di una cella solare è fondamentale per la sopravvivenza della tecnologia come risorsa rinnovabile. Gli strati multipli di rivestimento e di protezione del vetro consentono l'assorbimento, la trasmissione e la riflessione della luce necessari al funzionamento delle celle fotovoltaiche. Dato che la maggior parte delle celle solari di consumo funziona con un'efficienza di 15-18%, l'ottimizzazione della loro produzione di energia è una battaglia continua.


Gli studi hanno dimostrato che la rugosità della superficie gioca un ruolo fondamentale nella riflessione della luce. Lo strato iniziale di vetro deve essere il più liscio possibile per attenuare la riflessione della luce, ma gli strati successivi non seguono questa linea guida. È necessario un certo grado di rugosità all'interfaccia di ciascun rivestimento per aumentare la possibilità di diffusione della luce all'interno delle rispettive zone di esaurimento e aumentare l'assorbimento della luce all'interno della cella1. L'ottimizzazione della rugosità superficiale in queste regioni consente alla cella solare di funzionare al meglio e con il sensore ad alta velocità Nanovea HS2000 è possibile misurare la rugosità superficiale in modo rapido e preciso.



Obiettivo di misurazione

In questo studio mostreremo le capacità del Nanovea Profilometro HS2000 con sensore ad alta velocità misurando la rugosità superficiale e le caratteristiche geometriche di una cella fotovoltaica. Per questa dimostrazione verrà misurata una cella solare monocristallina senza protezione in vetro, ma la metodologia può essere utilizzata per diverse altre applicazioni.




Procedura di test e procedure

Per misurare la superficie della cella solare sono stati utilizzati i seguenti parametri di prova.




Risultati e discussione

Di seguito sono rappresentate la vista 2D in falsi colori della cella solare e l'estrazione dell'area della superficie con i rispettivi parametri di altezza. A entrambe le superfici è stato applicato un filtro gaussiano ed è stato utilizzato un indice più aggressivo per appiattire l'area estratta. In questo modo si esclude la forma (o ondulazione) più grande dell'indice di cut-off, lasciando le caratteristiche che rappresentano la rugosità della cella solare.











Per misurare le caratteristiche geometriche delle linee di griglia è stato tracciato un profilo perpendicolare all'orientamento delle stesse, come mostrato di seguito. La larghezza della linea di griglia, l'altezza del gradino e il passo possono essere misurati per qualsiasi punto specifico della cella solare.









Conclusione





In questo studio abbiamo potuto mostrare la capacità del sensore di linea Nanovea HS2000 di misurare la rugosità superficiale e le caratteristiche di una cella fotovoltaica monocristallina. Grazie alla possibilità di automatizzare misurazioni accurate di più campioni e di impostare limiti di accettazione e rifiuto, il sensore di linea Nanovea HS2000 è la scelta perfetta per le ispezioni di controllo qualità.

Riferimento

1 Scholtz, Lubomir. Ladanyi, Libor. Mullerova, Jarmila. "Influenza della rugosità superficiale sulle caratteristiche ottiche delle celle solari multistrato", Advances in Electrical and Electronic Engineering, vol. 12, n. 6, 2014, pp. 631-638.

PARLIAMO ORA DELLA VOSTRA APPLICAZIONE

Usura rotativa o lineare e COF? (Uno studio completo con il tribometro Nanovea)

L'usura è il processo di asportazione e deformazione di materiale su una superficie a seguito dell'azione meccanica della superficie opposta. È influenzato da una varietà di fattori, tra cui lo scorrimento unidirezionale, il rotolamento, la velocità, la temperatura e molti altri. Lo studio dell'usura, della tribologia, abbraccia molte discipline, dalla fisica e chimica all'ingegneria meccanica e alla scienza dei materiali. La natura complessa dell’usura richiede studi isolati su meccanismi o processi di usura specifici, come usura adesiva, usura abrasiva, fatica superficiale, usura da sfregamento e usura erosiva. Tuttavia, l’“usura industriale” implica comunemente molteplici meccanismi di usura che si verificano in sinergia.

I test di usura lineare alternativa e rotativa (perno su disco) sono due configurazioni conformi a ASTM ampiamente utilizzate per misurare il comportamento di usura da scorrimento dei materiali. Poiché il valore del tasso di usura di qualsiasi metodo di prova di usura viene spesso utilizzato per prevedere la classifica relativa delle combinazioni di materiali, è estremamente importante confermare la ripetibilità del tasso di usura misurato utilizzando diverse configurazioni di prova. Ciò consente agli utenti di considerare attentamente il valore del tasso di usura riportato in letteratura, fondamentale per comprendere le caratteristiche tribologiche dei materiali.

Per saperne di più!

Portabilità e flessibilità del profilometro senza contatto Jr25 3D

Comprendere e quantificare la superficie di un campione è fondamentale per molte applicazioni, tra cui il controllo qualità e la ricerca. Per studiare le superfici, i profilometri vengono spesso utilizzati per scansionare e visualizzare campioni. Un grosso problema con gli strumenti di profilometria convenzionali è l'incapacità di accogliere campioni non convenzionali. Possono verificarsi difficoltà nella misurazione di campioni non convenzionali a causa delle dimensioni del campione, della geometria, dell'impossibilità di spostare il campione o di altre preparazioni scomode del campione. Nanovea è portatile Profilometri 3D senza contatto, la serie JR, è in grado di risolvere la maggior parte di questi problemi grazie alla sua capacità di scansionare superfici di campioni da diverse angolazioni e alla sua portabilità.

Leggete il Profilometro senza contatto Jr25!

Altezza di passo del vetro 500nm: Estrema precisione con la profilometria senza contatto

La caratterizzazione delle superfici è un tema di grande attualità e di intenso studio. Le superfici dei materiali sono importanti perché sono le regioni in cui avvengono le interazioni fisiche e chimiche tra il materiale e l'ambiente. Per questo motivo, è auspicabile la possibilità di eseguire immagini della superficie ad alta risoluzione, in quanto consente agli scienziati di osservare visivamente i più piccoli dettagli della superficie. I comuni dati di imaging della superficie includono topografia, rugosità, dimensioni laterali e verticali. L'identificazione della superficie portante, la spaziatura e l'altezza dei gradini delle microstrutture fabbricate e i difetti sulla superficie sono alcune delle applicazioni che possono essere ottenute dall'imaging di superficie. Tutte le tecniche di imaging di superficie, tuttavia, non sono uguali.

Altezza di passo del vetro 500nm: Estrema precisione con la profilometria senza contatto

Misurazione dello spessore del rivestimento dei wafer con la profilometria 3D

La misurazione dello spessore del rivestimento dei wafer è fondamentale. I wafer di silicio sono ampiamente utilizzati per la realizzazione di circuiti integrati e altri microdispositivi impiegati in un gran numero di settori. La costante richiesta di wafer e rivestimenti più sottili e levigati rende il sistema 3D senza contatto Nanovea Profilometro un ottimo strumento per quantificare lo spessore del rivestimento e la rugosità di qualsiasi superficie. Le misure riportate in questo articolo sono state effettuate su un campione di wafer rivestito per dimostrare le capacità del nostro profilometro 3D senza contatto.

Misurazione dello spessore del rivestimento dei wafer con la profilometria 3D