JA 
EN 
ES 
DE 
FR 
IT 
ZH 
PT 
TR 
KO 
PL 
AR カテゴリープロフィロメトリー検査
動的負荷トライボロジー
動的負荷トライボロジー
はじめに
摩耗は、事実上すべての産業分野で発生しており、GDPの0.75%に相当するコストがかかっています1。トライボロジーの研究は、生産効率の向上、アプリケーションの性能向上、材料、エネルギー、環境の保護に不可欠です。トライボロジーの応用分野では、振動や揺れが避けられない。過度な外部振動は摩耗を促進し、機械部品の壊滅的な故障につながるサービス性能を低下させます。
従来の死荷重式トライボメータは、質量分銅で通常の荷重をかけます。このような負荷方法では、負荷の選択肢が一定に制限されるだけでなく、高負荷や高速度での激しい非制御振動が発生し、摩耗挙動の評価が制限され一貫性を欠くことになります。材料の摩耗挙動に及ぼす制御された振動の影響を確実に評価することは、さまざまな産業用途における研究開発や品質管理にとって望ましいことです。
Nanoveaの画期的な高負荷 トライボメータ 動的荷重制御システムにより、最大耐荷重は 2000 N です。高度な空気圧圧縮空気負荷システムにより、ユーザーは摩耗プロセス中に発生する望ましくない振動を減衰するという利点を利用して、高い垂直荷重下での材料のトライボロジー挙動を評価できます。したがって、古い設計で使用されていた緩衝スプリングを必要とせず、荷重が直接測定されます。並列電磁石振動負荷モジュールは、最大 20 N の所望の振幅と最大 150 Hz の周波数の適切に制御された振動を適用します。
上部ホルダーにかかる横力から直接摩擦を高精度に測定します。変位はその場で監視され、テストサンプルの摩耗挙動の変化についての洞察が得られます。制御された振動荷重下での摩耗試験は、腐食、高温、多湿、および潤滑環境で実行して、トライボロジー用途の実際の作業条件をシミュレートすることもできます。統合された高速 非接触表面形状計 摩耗トラックの形態と摩耗量を数秒で自動的に測定します。
測定目的
この研究では、制御された振動負荷条件下で、さまざまなコーティングと金属サンプルのトライボロジー挙動を研究するNanovea T2000動的負荷トライボメーターの能力を紹介します。
試験方法
300μm厚の耐摩耗性コーティングのトライボロジー挙動、例えば摩擦係数、COF、耐摩耗性を評価し、ASTM G992に準拠したピン・オン・ディスクセットアップを用いた従来の死荷重トライボメータとナノベアT2000トライボメータで比較しました。
制御された振動下で、Cu および TiN でコーティングされた別々のサンプルを 6 mm Al2O3 ボールに対して、Nanovea T2000 トライボメーターの動的負荷トライボロジー モードによって評価しました。
試験パラメータを表1にまとめた。
ラインセンサーを搭載した内蔵の3Dプロフィロメーターが試験後に自動的に摩耗痕をスキャンし、最も正確な摩耗量を数秒で測定します。
結果および考察
空気圧負荷方式と死荷重方式の比較
ナノベアT2000トライボメータを用いた耐摩耗性皮膜のトライボロジー挙動を、従来のデッドロード（DL）トライボメータと比較した。図2は、コーティングのCOFの変化を示しています。摩耗試験中、コーティングは0.6程度のCOFを示すことが分かります。しかし、図3に示した摩耗痕の異なる20箇所の断面プロファイルから、死荷重方式ではコーティングがより激しく摩耗していることがわかります。
デッドロードシステムは、高荷重・高速回転での摩耗により、激しい振動が発生します。接触面に集中する大きな圧力と高速の摺動により、大きな重量振動と構造振動が発生し、摩耗を加速させる。従来の死荷重式トライボメータは、質量分銅を用いて荷重を加える。しかし、高荷重・高速回転の過酷な摩耗条件下では、大きな振動によりウエイトが何度もバウンドし、摩耗痕が不均一になるため、信頼性の低いトライボロジー評価となります。算出された摩耗量は 8.0±2.4×10-4 mm3/N m であり，高い摩耗量と大きな標準偏差を示した。
ナノベアT2000トライボメータは、振動を減衰させるための動的制御負荷システムで設計されています。通常の荷重を圧縮空気で加えることにより、摩耗プロセスで発生する望ましくない振動を最小限に抑えます。さらに、アクティブな閉ループ負荷制御により、摩耗試験の間、一定の負荷がかかり、スタイラスは摩耗痕の深さの変化に追従します。図3aに示すように、より一貫した摩耗痕のプロファイルが測定され、3.4±0.5 x 10-4 mm3/N mという低い摩耗率を実現しました。
図 4 に示す摩耗痕の分析から、ナノベアトライボメーターの空気圧圧縮空気負荷システムによる摩耗試験では、従来のデッドロードトライボメーターと比較して、より滑らかで一貫した摩耗痕が形成されることが確認できます。さらに、Nanovea T2000 トライボメータは、摩耗プロセス中のスタイラスの変位を測定し、摩耗挙動の進行状況をその場でさらに把握することができます。
Cu試料の摩耗に伴う制御された発振の様子
ナノベア T2000 トライボメーターの平行振動負荷電磁石モジュールでは、制御された振幅と周波数の振動が材料の摩耗挙動に及ぼす影響を調査することができます。図6に示すように、CuサンプルのCOFをその場で記録しています。Cu 試料は、最初の 330 回転の測定では、約 0.3 の一定の COF を示し、界面に安定した接触が形成され、比較的滑らかな摩耗痕が形成されていることがわかる。これは，界面に安定した接触が形成され，比較的滑らかな摩耗痕が形成されていることを示す。摩耗試験を継続すると，COFの変動は摩耗メカニズムの変化を示すようになる。一方，50N で 5N の振幅制御振動を与えた摩耗試験では，摩耗の初期に COF が急激に増加し，摩耗試験中に大きな変動を示すなど，異なる摩耗挙動を示すことが分かる。このようなCOFの挙動は，常用荷重の振動が接触部の不安定な摺動状態に関与していることを示唆している。
図 7 は，一体型非接触光学式プロフィロメータで測定した摩耗痕の形態 を比較したものである。5Nの振幅で制御された銅試料では、無振動時の5.03×108μm3に対して、1.35×109μm3と非常に大きな摩耗痕が観察されます。振動を制御することで摩耗速度が約2.7倍加速され、振動が摩耗挙動に決定的な影響を与えることが示された。
TiNコーティングの摩耗に及ぼす制御された揺らぎ
図8にTiNコーティング試料のCOFと摩耗痕を示す。TiNコーティングは，試験中のCOFの変化で示されるように，振動下で著しく異なる摩耗挙動を示す．このように，TiNコーティングは，TiNコーティングとAl₂O₃ボールとの界面での安定した摺動接触により，摩耗試験開始時のランイン期間に続いて〜0.3の一定のCOFを示す．しかし、TiNコーティングが破壊し始めると、Al₂O₃ボールはコーティングを貫通し、その下の新鮮なスチール基材と摺動するようになります。同時に摩耗痕に硬いTiNコーティングの破片が大量に発生し、安定した2体摺動摩耗が3体摩耗摩耗に変化します。このような材料カップルの特性の変化は，COFの変化のバラツキを増大させる．5Nと10Nの振動が加わることで、TiNコーティングの破損が400回転から100回転以下まで加速される。振動を制御した摩耗試験後のTiNコーティング試料の摩耗痕が大きくなっていることは、このようなCOFの変化と一致している。
結論
ナノベアトライボメータT2000の高度な空圧負荷システムは、従来のデッドロードシステムと比較して、自然に素早く振動を減衰させるという本来の優位性を持っています。この空気圧システムの技術的優位性は、サーボモーターとスプリングの組み合わせで荷重をかける荷重制御システムと比較しても明らかです。この技術により、本研究で実証されたように、高荷重における信頼性の高い、より制御性の高い摩耗評価が保証されます。さらに、アクティブな閉ループ負荷システムは、ブレーキシステムで見られる実際のアプリケーションをシミュレートするために、摩耗試験中に通常の負荷を所望の値に変更することができます。
試験中に制御されていない振動条件の影響を受ける代わりに、ナノベア T2000 動的負荷トライボメータを使用すれば、さまざまな制御振動条件下での材料のトライボロジー挙動を定量的に評価できることを示しました。振動は、金属やセラミックコーティングの試料の摩耗挙動に大きな役割を果たします。
平行電磁石振動負荷モジュールは、設定された振幅と周波数で精密に制御された振動を提供し、環境振動が重要な要素となりがちな実環境での摩耗プロセスをシミュレートすることを可能にします。摩耗中に振動が加わると、CuとTiNコーティングの両サンプルは摩耗率が大幅に増加します。摩擦係数の変化と触針の変位をその場で測定することは、トライボロジー応用における材料の性能を示す重要な指標となります。統合型3D非接触プロフィロメーターは、摩耗量を正確に測定し、摩耗痕の詳細な形態を数秒で解析するツールを提供し、摩耗メカニズムの基本的な理解により多くの洞察を与えます。
T2000は、セルフチューニングされた高品質・高トルクのモーターを搭載し、20ビットの内部速度と16ビットの外部位置エンコーダを備えています。これにより、トライボメータは0.01～5000rpmの範囲で、ステップ状にジャンプしたり連続的に変化する比類ない回転速度を提供することができます。ナノベーストライボメータは、下部にトルクセンサーを配置したシステムとは異なり、上部に高精度ロードセルを配置し、摩擦力を正確かつ個別に測定しています。
ナノベーストライボメータは、ISOおよびASTMに準拠した回転および直線モード（4ボール、スラストワッシャー、ブロックオンリング試験を含む）による精密で再現性の高い摩耗・摩擦試験と、オプションで高温摩耗、潤滑、トライボコロージョンを1つの統合済みシステムで行うことができます。ナノベア T2000 は、薄手・厚手、軟質・硬質のコーティング、フィルム、基材など、あらゆる種類のトライボロジー特性を測定できる理想的なソリューションです。
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。
高分子のトライボロジー
はじめに
高分子はさまざまな用途に幅広く利用され、日常生活に欠かせないものとなっている。琥珀、絹、天然ゴムなどの天然高分子は、人類の歴史において不可欠な役割を担ってきた。合成高分子の製造プロセスを最適化することで、強靭性、粘弾性、自己潤滑性など、ユニークな物理的特性を実現することができる。
高分子の摩耗と摩擦の重要性
ポリマーは、タイヤ、ベアリング、コンベヤーベルトなどのトライボロジー用途によく使われている。
ポリマーの機械的特性、接触条件、摩耗過程で形成される破片や転写膜の特性によって、さまざまな摩耗メカニズムが発生します。ポリマーが使用条件下で十分な耐摩耗性を有することを確認するためには、信頼性が高く定量的なトライボロジー評価が必要である。トライボロジー評価により、異なるポリマーの摩耗挙動を制御・監視しながら定量的に比較し、目的とする用途に適した材料候補を選択することができます。
ナノベーストライボメータは、ISOとASTMに準拠した回転・直線モードによる再現性の高い摩耗・摩擦試験と、オプションで高温摩耗・潤滑モジュールを1つの統合済みシステムで利用できます。この比類のないラインナップにより、ユーザーは、集中応力、摩耗、高温など、ポリマーのさまざまな作業環境をシミュレートすることができます。
測定目的
この研究では、Nanovea が トライボメータ は、さまざまなポリマーの摩擦抵抗と耐摩耗性を、適切に制御された定量的な方法で比較するための理想的なツールです。
試験方法
さまざまな一般的なポリマーの摩擦係数 (COF) と耐摩耗性は、Nanovea Tribometer によって評価されました。 Al2O3 ボールをカウンター材 (ピン、静止サンプル) として使用しました。ポリマー（動的回転サンプル）の摩耗痕跡は、 非接触3D表面形状計 テスト終了後の光学顕微鏡。オプションとして、非接触内視鏡センサーを使用して、摩耗試験中に動的サンプルにピンが貫通する深さを測定できることに注意してください。試験パラメータを表 1 にまとめます。摩耗率 K は、式 K=Vl(Fxs) 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。
なお，本研究ではAl2O3ボールを対向材として使用した。実際の適用条件下での2つの試料の性能をより詳細にシミュレートするために、任意の固体材料に置き換えることができます。
結果および考察
摩擦はトライボロジー応用において重要な役割を果たす一方、摩耗速度は材料の寿命を決定する重要な要因です。図2はAl2O3ボールに対する各種ポリマーの摩耗試験におけるCOFの推移を比較したものである。COFは、いつ故障が発生し、摩耗が新しい段階に入るかを示す指標として機能します。試験したポリマーのうち、HDPEは摩耗試験中、COFが最も低く、0.15程度に保たれています。COFが滑らかであることは、安定したトライボコンタクトが形成されていることを示唆しています。
図3と図4は、試験後のポリマーサンプルの摩耗軌跡を光学顕微鏡で測定した結果を比較したものです。In-situ非接触三次元形状測定機は、ポリマー試料の摩耗量を正確に測定し、それぞれ0.0029、0.0020、0.0032m3/N mの摩耗量を正確に計算することが可能です。一方、CPVCの摩耗痕には深い平行摩耗痕が認められ、0.1121m3/N mという最も高い摩耗量を示した。
まとめ
高分子の耐摩耗性は、そのサービス性能に重要な役割を果たします。この研究では、ナノベーストライボメータが、様々なポリマーの摩擦係数と摩耗率を、1つの試験片で評価することを紹介しました。
をよく制御し、定量的な方法で行った。HDPEは試験したポリマーの中で最も低いCOFを示し、約0.15であった。HDPE、ナイロン66、ポリプロピレンはそれぞれ0.0029、0.0020、0.0032 m3/N mという低い摩耗率を有しています。低摩擦と優れた耐摩耗性の組み合わせにより、HDPEはポリマートライボロジー用途に適した材料といえます。
In-situ 非接触型3次元形状測定器は、精密な摩耗量測定を可能にし、摩耗痕の詳細な形態を解析するツールを提供することで、摩耗メカニズムの基本的な理解への洞察を深めます
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。
スクラッチテストによる塗膜故障の把握
はじめに
材料の表面処理は、装飾的な外観から、摩耗、腐食、その他の攻撃から基材を保護することまで、さまざまな機能的用途において重要な役割を担っています。コーティングの品質と寿命を決定する重要な要素は、その凝集力と接着力である。
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。
