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AR アプリケーションノート
切削工具の刃先の計測を秒単位で
Irvine CA, July 27, 2016 - 従来のプロフィロメトリは、サンプル表面を単一の固定方向からスキャンしています。 これは、360°の正確な回転が必要な円筒形とは対照的に、十分に平らなサンプルを測定する場合にのみ適しています。工具のヘリカルエッジの特性評価などのアプリケーションでは、従来の装置では部品全体を異なる角度から複数回スキャンし、さらにスキャン後のデータ操作にも多大な時間を要します。このため、特定の部位のみの測定が必要な品質管理用途では、時間がかかりすぎることがよくあります。
ナノベアの回転ステージは、横軸と回転軸の同時制御により、この問題を解決します。この技術により、部品全体の測定と連続的な再調整という時間のかかる作業が不要になりました。その代わり、切削刃の全周を数秒で決定することができます。また、スキャンした画像から、希望する角度や形状を直接判断することができ、複数のファイルをつなぎ合わせるような大がかりな作業は必要ありません。
ナノオーダーのクロマティックコンフォーカル技術は、2.7nmの分解能と精度を有し、競合他社のフォーカスバリエーションよりはるかに優れています。表面高さは、表面に焦点を当てた波長の検出から直接測定されます。反射率が極端に高い材料や低い材料も簡単に測定でき、非常に高い壁角も問題なく正確に特徴付けることができます。
NANOVEAのラインセンサーと組み合わせることで、最大幅4.78mmのバーデータを1パスで取り込み、走査方向に最大150mmまで直線的に移動させることが可能です。同時に、回転ステージは任意の速度で試料を回転させることができます。このシステムにより、任意のピッチや半径の切れ刃の全周の連続した3次元ハイトマップを、他の技術に比べ短時間で作成することができるようになった。
アプリ注を参照。 3Dプロフィロメトリーによる回転計測
熱変形による高分子モルフォロジー
温度、湿度、腐食などの環境要素によって引き起こされる材料の表面変形は、そのサービス品質や機能性にとって不可欠です。高分子の3次元モルフォロジーを正確に測定することで、表面の形状、粗さ、体積／面積などの物理的変形を定量的に把握することができます。接触摩耗や高熱などで変形しやすい表面は、性能の信頼性を確保するために定期的な検査が必要です。
高温でのテフロン機械特性
高温では、熱により硬度や粘弾性などのテフロンの機械的特性が変化し、機械的故障が発生する可能性があります。高温用途の候補材料を定量的に評価するには、ポリマー材料の熱機械的挙動の信頼できる測定が必要です。の ナノモジュール ナノベアの メカニカルテスター 高精度ピエゾで荷重を加え、力と変位の変化を測定することで、硬度、ヤング率、クリープを研究します。高度なオーブンは、熱ドリフトの影響を最小限に抑えるために、ナノインデンテーション試験全体を通して、インデンテーションチップとサンプル表面の周囲に均一な温度を作り出します。
高温アークレシプロウェア
ASTM G133 3 は、材料の往復摺動摩耗挙動を試験するために広く使用されている標準セットアップです。アーク式往復摩耗試験では試料を前後に移動させるため、試料を完全に包んで高温かつ均一な温度に到達させるオーブンの設計は困難です。私たちのこれまでの研究により、往復運動と回転のセットアップを使用して試験した材料は、著しく異なる摩耗挙動を示す可能性があることが分かっています。そこで、高温での材料の往復摩耗挙動を研究するために、アーク摩耗試験装置を開発しました。これは、ピンオンディスク試験用の試料ステージを回転させ、時計回り、反時計回りに連続的に振動させることで、試料に円弧状の往復摺動運動を生じさせるものである。また、摩耗過程の接触部は大型オーブン内に完全に収められ、試料と対向材の周囲は950℃まで均一かつ安定した温度で保たれます。
トライボメータによるブラシ毛の硬さ性能の評価
ブラシは、世界で最も基本的で広く使われている道具の一つです。歯ブラシ、考古学用ブラシ、ベンチグラインダーブラシ）、材料を塗る（絵筆、化粧ブラシ、金箔ブラシ）、フィラメントを梳く、模様を付けるなどの用途に使われます。ブラシには機械的な力や研磨力がかかるため、適度に使用した後は常に交換が必要です。例えば、歯ブラシのヘッドは、繰り返し使用することでほつれが生じるため、3～4カ月ごとに交換する必要があります。歯ブラシの繊維のフィラメントを硬くしすぎると、柔らかい歯垢ではなく、実際の歯をすり減らしてしまう危険性があります。歯ブラシの繊維を柔らかくしすぎると、ブラシの形が崩れるのが早くなります。ブラシの曲がりの変化や、さまざまな荷重条件下でのフィラメントの摩耗や全体的な形状の変化を理解することは、より用途に合ったブラシを設計するために必要なことです。
3次元形状計測による歯科摩耗面のサブトラクション
一生の間に虫歯や突発的な歯の外傷以外の理由で歯の材料が失われる「歯の摩耗」は、すべての成人に見られる正常なプロセスです。歯の最表層はエナメル質で、人体で最も硬い物質であり、自然に修復されることはありません。エナメル質は、歯と歯、歯と異物、歯と歯冠の摩耗や、酸性環境にさらされた結果、摩耗することがあります。歯の摩耗を効果的に抑制するためには、歯や歯冠の摩耗速度、体積減少、地形の変化などを正確に測定できることが重要です。これらの計算は、サーフェスサブトラクション試験で行うことができます。
表面摩耗減算法は、試料全体に対して比較的小さな領域の地形変化を調べるアプリケーションで重要です。このような研究は、表面摩耗、腐食、2つの部品や金型間の類似性の程度を効果的に定量化することができます。対象領域の表面積と体積損失を正確に測定できることは、耐摩耗性または耐腐食性のコーティング、フィルム、および基材を適切に設計するために不可欠である。
マクロインデンテーションによる耐エッジチッピング性
歯科修復用セラミックス、樹脂複合材料、エッジマウント光学デバイス、セラミック工具ビット、薄型半導体チップ、その他多くの材料において、集中荷重による脆性材料のエッジ部のチッピングやフレーキングに対する耐性は重要な特性である。耐エッジチッピング試験は、これらの材料の耐破壊性、靭性、エッジチップ強度を定量的に測定する方法を提供するものである。この方法は、円錐形の圧子を用いて、脆い試料の長方形の縁を、縁から一定の距離だけ削り取るものである。考古学的な証拠から、この方法は初期の人類が道具や武器を作るために石を選択した方法と似ていることが分かっています。数十万年経った現在でも、エッジチッピングテストはエッジの靭性が重要視される用途において重要なツールとなっています。
3Dプロフィロメトリーによる回転計測
機械部品の表面粗さや質感は、その最終用途に欠かせないものです。従来の表面 求積法 通常、試料表面は1方向からしかスキャンできません。しかし、円筒形状の部品では、360°回転させて、さまざまな角度から詳細な表面形状を測定することが必要です。このような360°の3次元検査により、製造工程の品質管理における最小限の公差を確保することができます。また、円筒形状の部品は、使用期間中に摩耗により、表面全体に凹みや亀裂、表面の荒れなどが発生します。そのため、片面だけの表面検査では、裏面の重要な情報を見逃してしまう可能性があります。
トライボメータによる3D摩耗痕のその場スキャン
従来のピンオンディスク方式またはレシプロ方式 トライボメータ は，摩耗試験中の COF を記録する。摩耗試験後の摩耗量は，試料をプロフィロメータに移し，摩耗痕の断面プロフィールを走査することにより測定する。この方法では，試料が不均質な摩耗痕を有している場合，誤差が生じる可能性がある。また，多層膜のような試料では，層によって耐摩耗性が異なる。ナノベアは、トライボメーターのサンプルステージで完全な摩耗痕の3Dスキャンを行う3D非接触プロフィロメーターを搭載したトライボメーターを開発しました。3D摩耗痕の形態変化をモニターし、1つのテストサンプルを使って、さまざまな段階での摩耗速度の正確な計算と故障モードの判定を可能にします。
低荷重ビッカース硬度測定
ビッカース硬度では、顕微鏡下での刻印の測定時にユーザーによる誤差がどうしても生じてしまう。特に低荷重では、圧痕サイズのわずかな測定誤差が大きな硬度偏差を生むことになります。これに対し、ナノインデンテーション試験は、圧子の先端を試験材料に打ち込み、荷重の変化と先端の変位を正確に記録することで、材料の機械的性質を評価するものです。そのため、圧痕の大きさを測定する際のユーザーによる誤差を避けることができます。
