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カテゴリープロフィロメトリー検査

 

トライボメータによる紙やすりの磨耗性能

紙やすりの磨耗性能

トライボメータによる

作成者

DUANJIE LI, PhD

はじめに

紙や布の片面に砥粒を接着したものの粒子にはガーネット、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、ダイヤモンドなど、さまざまな研磨材が使用されます。サンドペーパーは、木材、金属、乾式壁などの特定の表面仕上げを行うためにさまざまな産業分野で広く応用されています。手や電動工具によって加えられる高圧の接触下で作業することが多くなります。

サンドペーパー摩耗性能の評価の重要性

サンドペーパーの効果は多くの場合、さまざまな条件下での摩耗性能によって決定されます。粒度、すなわちサンドペーパーに埋め込まれた研磨粒子の大きさが、研磨する材料の摩耗速度と傷の大きさを決定します。粒度の高いサンドペーパーは粒子が小さいため、研磨速度が遅くなり、表面の仕上がりも細かくなります。また、同じ粒度の紙でも材質が異なると、乾式と湿式で挙動が異なることがあります。製造されたサンドペーパーが意図された研磨挙動を持つことを確認するためには、信頼性の高いトライボロジー評価が必要である。このような評価により、異なる種類のサンドペーパーの摩耗挙動を制御・監視された状態で定量的に比較し、用途に応じた最適な候補を選択することができます。

高荷重空気圧式トライボメーター

測定目的

本研究では、ナノベーストライボメータが乾式および湿式の様々なサンドペーパーサンプルの摩耗性能を定量的に評価する能力を持つことを紹介します。

ナノビア

T2000

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試験方法

2 種類のサンドペーパーの摩擦係数 (COF) と摩耗性能を NANOVEA T100 トライボメーターで評価しました。相手材には 440 ステンレス鋼球を使用しました。 NANOVEA を使用して各摩耗テスト後にボールの摩耗傷跡を検査しました。 3D非接触オプティカルプロファイラー 正確な体積損失測定を保証します。

なお今回は440ステンレスボールを比較対象としていますが、他の固体材料で代用することで異なる適用条件を模擬することができます。

テスト結果および考察

図 1 は、サンドペーパー 1 と 2 の乾燥および湿潤環境下での COF の比較である。サンドペーパー1は、乾燥状態において、試験開始時に0.4のCOFを示し、その後徐々に減少して0.3に安定した。湿潤環境下では、このサンプルの平均COFは0.27と低い値を示している。一方，試料 2 の COF の結果は，ドライ COF が 0.27，ウェット COF が ~0.37 であった。 

なおすべてのCOFプロットのデータで振動が発生しているのは、ボールが粗いサンドペーパー表面を滑ることで発生する振動によるものです。

図1: 摩耗試験中のCOFの進化。

図2は、摩耗痕の解析結果をまとめたものです。摩耗痕は，光学顕微鏡とナノビア3D非接触光学式プロファイラを使用して測定しました。図3および図4は、サンドペーパー1および2（湿式および乾式）での摩耗試験後のSS440ボールの摩耗痕を比較したものです。図 4 に示すようにナノビア・オプティカルプロファイラは、4 つのボールの表面形状とそれぞれの摩耗痕を正確に捉え、それをナノビアマウンテン高度解析ソフトウェアで処理し体積損失と摩耗率を計算しました。ボールの顕微鏡画像とプロファイル画像から、サンドペーパー1（ドライ）テストに使用したボールは、体積損失が0.313で、他のボールに比べて大きな平坦な摩耗痕を示したことが観察されています。 ミリメートル3.一方、サンドペーパー1（ウェット）の体積損失は、0.131でした。 ミリメートル3.サンドペーパー2（乾燥）の体積損失は0.163でした。 ミリメートル3 サンドペーパー2（wet）では、体積損失が0.237に増加しました。 ミリメートル3.

さらに，COFがサンドペーパーの摩耗性能に重要な役割を担っていることも興味深い。サンドペーパー1は、乾燥状態で高いCOFを示し、テストに使用したSS440ボールに対して高い摩耗率をもたらしました。一方、サンドペーパー2は湿潤時のCOFが高く、より高い摩耗量となりました。測定後のサンドペーパーの摩耗痕を図5に示します。

サンドペーパー 1 と 2 は両方とも、乾燥環境でも湿潤環境でも機能すると主張しています。ただし、乾燥状態と湿潤状態では大幅に異なる摩耗性能を示しました。ナノベア トライボメータ 再現性のある摩耗評価を保証する、適切に制御された定量化可能で信頼性の高い摩耗評価機能を提供します。さらに、その場での COF 測定機能により、ユーザーは摩耗プロセスのさまざまな段階を COF の進化と関連付けることができます。これは、サンドペーパーの摩耗メカニズムとトライボロジー特性の基本的な理解を向上させるのに重要です。

図2: 異なる条件下でのボールの摩耗痕体積と平均COF

図3: テスト後のボールの装着痕。

図4: ボールの摩耗痕の3Dモルフォロジー。

図5: 異なる条件下でのサンドペーパーの摩耗痕。

まとめ

本研究では，同じ粒数の2種類のサンドペーパーについて，乾式および湿式条件下での摩耗性能を評価した。サンドペーパーの使用条件は，作業性能の効果に重要な役割を果たす。サンドペーパー1は乾燥状態での摩耗挙動が著しく優れており，サンドペーパー2は湿潤状態での摩耗挙動が優れていた。サンドペーパー作業時の摩擦は、研磨性能を評価する上で重要な要素である。NANOVEA Optical Profilerは、ボールの摩耗痕など、あらゆる表面の3次元形状を正確に測定することができ、本研究で使用したサンドペーパーの摩耗性能を確実に評価することができます。ナノベーストライボメータは、摩耗試験中にその場で摩擦係数を測定し、摩耗プロセスのさまざまな段階に関する知見を提供します。また、ISOとASTMに準拠した回転モードとリニアモードによる再現性の高い摩耗・摩擦試験が可能で、オプションで高温摩耗と潤滑のモジュールを1つの統合されたシステムで利用することもできます。この比類なき製品群により、高応力、摩耗、高温など、ボールベアリングのさまざまな過酷な使用環境をシミュレートすることができます。また、高荷重下での優れた耐摩耗材料のトライボロジー挙動を定量的に評価するための理想的なツールでもあります。

さて、次はアプリケーションについてです。

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3Dプロフィロメトリーによる革の表面仕上げ加工

加工革

3Dプロフィロメトリーによる表面仕上げ

作成者

CRAIG LEISING

はじめに

皮革のなめし工程が完了すると、皮革の表面は様々な外観と手触りのための仕上げ工程を経ることができます。これらの機械的加工には、ストレッチ、バフィング、サンディング、エンボス加工、コーティングなどが含まれます。レザーの最終用途によっては、より精密で、制御された、再現性のある加工が必要とされる場合もあります。

プロフィロメトリー検査の重要性 研究開発・品質管理のために

目視検査方法はばらつきが大きく信頼性に欠けるため、マイクロスケールやナノスケールの特徴を正確に定量化できるツールは、皮革仕上げ工程を改善することができる。革の表面仕上げを定量的に理解することで、最適な仕上げ結果を得るためのデータ駆動型表面処理選択の改善につながります。NANOVEA 3D非接触 プロフィロメーター NANOVEAプロフィロメーターは、クロマティックコンフォーカル技術を利用し、皮革の表面を測定します。NANOVEA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、吸収、反射率によって、他の技術では信頼性の高いデータを提供できない場合でも、成功します。

測定目的

このアプリケーションでは、ナノビアST400を使用して異なるが密接に加工された2つの革サンプルの表面仕上げを測定し比較しています。表面プロファイルからいくつかの表面パラメータが自動的に計算されます。

ここでは表面粗さ、ディンプル深さ、ディンプルピッチ、ディンプル径に着目し、比較評価しています。

ナノビア

ST400

詳しくはこちら

結果：サンプル1

ISO25178

高さパラメータ

その他の3Dパラメータ

結果：サンプル2

ISO25178

高さパラメータ

その他の3Dパラメータ

深さ比較

各サンプルの深度分布。
には、深いディンプルが多数観察されました。 サンプル1.

ピッチ比較

ディンプル間のピッチ サンプル1 が若干小さくなる
より SAMPLE 2が両者は似たような分布をしている

 平均径比較

ディンプルの平均直径の分布が似ている。
をもって サンプル1 は、平均してやや小さい直径を示す。

まとめ

このアプリケーションでは、ナノビアST400 3Dプロフィロメーターが加工された革の表面仕上げを精密に特性評価できることを示しました。この研究では、表面粗さ、ディンプル深さ、ディンプルピッチ、ディンプル直径を測定できることで、目視ではわからない2つのサンプルの仕上げや品質の違いを定量的に把握することができました。

全体として、SAMPLE 1とSAMPLE 2の間で3Dスキャンの外観に目に見える違いはありませんでした。しかし、統計解析では、2つのサンプルの間に明確な区別があります。SAMPLE 1 は、SAMPLE 2 と比較して、直径が小さく、深さが大きく、ディンプル間のピッチが小さいディンプルをより多く含んでいます。

追加の研究が可能であることに注意してください。特別な関心領域は、統合されたAFMまたはマイクロスコープモジュールでさらに分析された可能性があります。ナノベアーの3Dプロフィロメーターは、20mm/sから1m/sの速度で、高速検査のニーズを満たすために、実験室や研究室で使用されています。カスタムサイズ、速度、スキャン機能、クラス1のクリーンルーム対応、インデックスコンベア、インラインまたはオンライン統合用に構築することができます。

さて、次はアプリケーションについてです。

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ピストン磨耗試験

ピストン磨耗試験

トライボメーターの使用

作成者

フランク・リウ（FRANK LIU

はじめに

ディーゼルエンジンの燃料に含まれる全エネルギーのうち、摩擦損失は約10%を占める[1].摩擦損失の40-55%はパワーシリンダーシステムから生じている。この摩擦によるエネルギー損失は、パワーシリンダーシステムで発生するトライボロジー的相互作用をより良く理解することで減少させることができる。

パワーシリンダシステムにおける摩擦損失の大部分は、ピストンスカートとシリンダライナの接触に起因している。実際のエンジンでは、力、温度、速度が常に変化しているため、ピストンスカート、潤滑油、シリンダー界面の相互作用は非常に複雑です。最適なエンジン性能を得るためには、各要因を最適化することが重要です。本研究では、ピストンスカート-潤滑油-シリンダーライナー（P-L-C）界面における摩擦力と摩耗を引き起こすメカニズムを再現することに焦点を当てます。

 パワーシリンダーシステムとピストンスカート-潤滑剤-シリンダーライナーの界面の概略図。

[1] Bai, Dongfang.内燃機関のピストンスカート潤滑のモデリング。Diss.MIT, 2012

トライボメータによるピストン試験の重要性

モーターオイルは、その用途に応じて設計された潤滑油である。ベースオイルに加え、洗浄剤、分散剤、粘度向上剤（VI）、耐摩耗剤・耐摩擦剤、腐食防止剤などの添加剤を加えて性能を高めている。これらの添加剤は、さまざまな運転条件下でのオイルの挙動に影響を与える。オイルの挙動はP-L-C界面に影響を与え、金属と金属の接触による著しい摩耗が発生するか、流体力学的潤滑（摩耗が非常に少ない）が発生するかを決定する。

P-L-Cのインターフェースは、その領域を外部変数から切り離さないと理解することが難しい。実際の用途を代表するような条件でシミュレーションを行う方が現実的です。その ナノビア トライボメータ これには最適です。複数の力センサー、深さセンサー、滴下潤滑剤モジュール、および直線往復ステージを備えた、 ナノビア T2000は、エンジンブロック内で発生する事象を忠実に再現し、P-L-C界面をより深く理解するための貴重なデータを得ることができます。

NANOVEA T2000トライボメータに搭載された液状モジュール

この研究には、ドロップバイドロップモジュールが非常に重要です。ピストンは非常に速い速度で動くため（3000rpm以上）、サンプルを浸して潤滑油の薄い膜を作ることは困難です。この問題を解決するために、滴下式モジュールはピストンスカートの表面に一定量の潤滑油を安定して塗布することができます。

また、新しい潤滑油を使用することで、外れた摩耗粉が潤滑油の特性に影響を与える心配もありません。

高荷重空気圧式トライボメーター

NANOVEA T2000

高荷重トライボメータ

測定目的

本報告では，ピストンスカート-潤滑油-シリンダライナーの界面について検討する．この界面は、潤滑油の滴下による直線往復摩耗試験で再現される。

潤滑剤を室温と加温状態で塗布し、コールドスタートと最適な運転条件を比較する予定です。COFと摩耗率を観察し、実際の用途における界面の挙動をより深く理解します。

テストパラメーター

ピストンのトライボロジー試験用

LOAD 100 N

テスト期間 ............................30分

スピード ............................2000 rpm

アンプリチュード ............................10mm

トータルディスタンス 1200 m

スカートのコーティング ............................ポリグラファイト

ピン素材 ............................アルミニウム合金 5052

ピン径 ............................10mm

ルーブリック ............................モーターオイル (10W-30)

APPROX.フローレート ............................60 mL/min

温度 室温および90

直線往復運動の試験結果

今回の実験では、対向材としてA5052を使用しました。エンジンブロックは通常A356などの鋳造アルミニウムで作られていますが、A5052は今回の模擬実験ではA356と同様の機械的特性を有しています[2]。

試験条件下では、著しい摩耗が
室温でのピストンスカートの観察
は，90℃のときと比較してサンプルに見られる深い傷は、静止材料とピストンスカートの接触が試験中頻繁に起こっていることを示唆している。室温では粘度が高いため、オイルが界面の隙間を完全に埋めることができず、金属と金属が接触している可能性がある。高温になるとオイルは薄くなり、ピストンとピストンの間を流れるようになる。その結果、高温での摩耗が大幅に減少することが確認された。図5では、摩耗痕の片側がもう片側よりも著しく摩耗していることがわかる。これは、オイルの出口の位置によるものと思われる。潤滑油の膜厚が片方で厚くなり、偏摩耗が発生したのである。

 

 

[2] "5052アルミニウム対356.0アルミニウム".MakeItFrom.com, makeitfrom.com/compare/5052-O-Aluminum/A356.0-SG70B-A13560-Cast-Aluminum

直線往復運動のトライボロジー試験のCOFは、ハイパスとローパスに分けることができます。ハイパスとは、試料が正方向に動くこと、ローパスとは、試料が逆方向に動くことを指す。RTオイルの平均COFは、両方向とも0.1未満であることが確認された。パス間の平均COFは、0.072と0.080であった。90℃オイルの平均COFは、パス間で異なることが確認された。平均 COF 値は 0.167 と 0.09 が観測された。このCOFの差は、オイルがピンの片側しか適切に濡らすことができなかったことをさらに証明するものである。ピンとピストンスカートの間に厚い膜が形成され、流体力学的な潤滑が発生した場合、高いCOFが得られた。一方、混合潤滑が発生している場合は、COFが低くなることが確認された。動圧潤滑と混合潤滑の詳細については、アプリケーションノートをご覧ください。 ストリベックカーブ.

表1: ピストンの潤滑式摩耗試験結果。

図1: 常温油膜摩耗試験におけるCOFグラフ A生プロファイル Bハイパス Cローパス

図2: 90℃摩耗油テストのCOFグラフ A raw profile B high pass C low pass.

図3: RTモーターオイルの摩耗試験による摩耗痕の光学画像。

図4: RTモーターオイルの摩耗試験による摩耗痕の穴埋め解析の巻。

図5: RTモーターオイルの摩耗試験による摩耗痕のプロフィロメトリースキャン。

図6: 90℃モーターオイル摩耗試験による摩耗痕の光学像

図7: 90℃モーターオイル摩耗試験による摩耗痕の穴埋め解析のボリューム。

図8: 90℃のモーターオイル摩耗試験による摩耗痕のプロフィロメトリースキャン。

まとめ

ピストンでの潤滑直線往復運動摩耗試験を実施し，実機で発生する事象を模擬した。
実稼働しているエンジンピストンスカート-潤滑油-シリンダライナーの界面は、エンジンの運転に極めて重要な役割を担っています。ピストンスカートとシリンダーライナー間の摩擦や摩耗によるエネルギー損失は、この界面における潤滑油の厚みに起因している。エンジンを最適化するためには、ピストンスカートとシリンダーライナーを接触させることなく、できるだけ薄い膜厚にする必要がある。しかし、温度、速度、力の変化がP-L-C界面にどのような影響を与えるかが課題である。

NANOVEA T2000トライボメータは、幅広い荷重範囲（最大2000N）と回転数（最大15000rpm）を備えており、エンジン内で起こりうるさまざまな状況をシミュレートすることができます。将来的には、一定負荷、振動負荷、潤滑油温度、回転数、潤滑油の塗布方法などを変えた場合にP-L-Cインターフェースがどのような挙動を示すかを研究することも可能です。これらのパラメータは、NANOVEA T2000トライボメータで簡単に調整でき、ピストンスカート-潤滑油-シリンダライナーの界面のメカニズムについて完全に理解することができます。

さて、次はアプリケーションについてです。

ライブチャット

ポータブル3Dプロフィロメータによる有機物表面形状計測

有機表面形状

ポータブル3Dプロフィロメーターによる

作成者

CRAIG LEISING

はじめに

自然は、表面構造を改善するための重要なインスピレーションの宝庫となっています。自然界に見られる表面構造を理解することで、ヤモリの足を使った接着の研究、ナマコの質感変化を利用した抵抗力の研究、葉を使った撥水性の研究など、さまざまな研究が行われています。これらの表面は、生物医学から衣料品、自動車に至るまで、多くの応用が期待されています。これらの表面のブレークスルーを成功させるためには、表面特性を模倣し再現できるような製造技術を開発する必要があります。このプロセスこそ、識別と制御が必要なのです。

有機表面用ポータブル3D非接触光学式プロファイラの重要性

Chromatic Light テクノロジーを活用した NANOVEA Jr25 ポータブル 光学プロファイラー ほぼあらゆる材料を測定できる優れた能力を備えています。これには、自然界の幅広い表面特性に見られる、独特で急な角度、反射面と吸収面が含まれます。 3D 非接触測定により、完全な 3D 画像が提供され、表面の特徴をより完全に理解できるようになります。 3D 機能がなければ、自然の表面の識別は 2D 情報または顕微鏡画像のみに依存することになり、調査対象の表面を適切に模倣するのに十分な情報が得られません。製造を成功させるには、特にテクスチャー、形状、寸法などの表面特性の全範囲を理解することが重要です。

実験室レベルの結果を現場で簡単に得られることは、新しい研究の可能性を広げます。

測定目的

このアプリケーションでは ナノビア Jr25は、葉の表面を測定するために使用されます。3D表面スキャン後に自動的に計算される表面パラメータは無限にあります。

ここでは、3Dサーフェイスを確認し、選択
を含む、さらに分析が必要な領域があります。
表面粗さ、チャンネル、トポグラフィーの定量化および調査

ナノビア

JR25

試験条件

ファーローデプス

溝の平均密度16.471cm/cm2
平均溝深さ：97.428μm
最大深度：359.769μm

まとめ

このアプリケーションでは、どのように ナノビア Jr25ポータブル3D非接触光学式プロファイラーは、フィールドで葉の表面の形状とナノメートルスケールの詳細の両方を正確に特性評価することができます。これらの3D表面測定から、興味のある領域を素早く特定し、その後、無限の研究リストで分析することができます (寸法、粗さ 仕上がり形状、形状 形状、平坦度 反り 平面度、体積面積、段差 高さ など）。2次元の断面図を簡単に選択し、さらに詳細な分析を行うことができます。この情報により、表面測定リソースの完全なセットを使用して、有機表面を幅広く調査することができます。また、テーブルトップモデルに統合されたAFMモジュールにより、特別な関心領域もさらに分析することができます。

ナノビア また、フィールド調査用のポータブル高速形状測定器やラボ用システムも幅広く提供し、ラボサービスも行っています。

さて、次はアプリケーションについてです。

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紙やすりの粗さ測定器

サンドペーパー粗さと粒子径の分析

サンドペーパー粗さと粒子径の分析

詳細はこちら

SANDPAPER

粗さ・粒子径解析

作成者

フランク・リウ（FRANK LIU

はじめに

サンドペーパーは、研磨剤として使用される一般的な市販品である。最も一般的な用途は、サンドペーパーの研磨性を利用して塗膜を除去したり、表面を研磨したりすることである。この研磨特性は砥粒に分類され、砥粒の大きさによって滑らかさや
粗い表面仕上げができる。望ましい研磨特性を実現するために、サンドペーパーのメーカーは、研磨粒子が特定の大きさで、偏差が少ないことを保証しなければなりません。サンドペーパーの品質を定量化するために、NANOVEAの3D非接触 プロフィロメーター を使用して、サンプル領域の算術平均（Sa）高さパラメータと平均粒子径を求めることができる。

非接触光学式3Dプロファイラの重要性 サンドペーパー用プロファイラー

サンドペーパーを使用する場合、一貫した表面仕上げを得るためには、研磨粒子と研磨面の相互作用が均一である必要があります。これを定量化するために、ナノベアの3D非接触光学式プロファイラでサンドペーパー表面を観察し、粒子のサイズ、高さ、間隔の偏差を確認することができます。

測定目的

今回の研究では、5種類のサンドペーパー砥粒（120,
180、320、800、2000）を使ってスキャンしています。
NANOVEA ST400 3D非接触光学式プロファイラ。
スキャンからSaを抽出し、粒子
のMotifs分析を行い、サイズを算出します。
等価直径を求める

ナノビア

ST400

詳しくはこちら
結果・考察

サンドペーパーは、予想通り、グリットが大きくなるにつれて、表面粗さ（Sa）と粒子径が小さくなる。Saは42.37μmから3.639μmの範囲であった。粒子径は127±48.7から21.27±8.35の範囲にあります。大きな粒子と高い高さの変化は、小さな粒子と低い高さの変化とは対照的に、表面に対してより強い研磨作用を生み出す。
高さに関するパラメータの定義は、P.A.1 に記載されています。

表1: サンドペーパー砥粒と高さパラメーターとの比較。

表2: サンドペーパー砥粒と粒子径の比較。

サンドペーパーの2D・3D表示 

以下は、サンドペーパーサンプルのフォルスカラーと3Dビューです。
mmのガウシアンフィルターを使用し、形状やうねりを除去した。

モチーフの分析

表面の粒子を正確に見つけるために、高さスケールの閾値を再定義し、サンドペーパーの上層部のみを表示するようにした。その後、モチーフ解析を行い、ピークを検出した。

まとめ

マイクロやナノの形状を持つ表面を精密にスキャンできることから、様々なサンドペーパー砥粒の表面性状の検査にナノベアの3D非接触光学式プロファイラが使用されました。

3Dスキャンを解析するための高度なソフトウェアを用いて、各サンドペーパーサンプルの表面高さパラメータと等価粒子径を求めた。その結果、粒径が大きくなるにつれて、予想通り表面粗さ（Sa）と粒子径が小さくなることが確認された。

さて、次はアプリケーションについてです。

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発泡スチロール表面境界測定プロフィロメトリー

表面境界測定

3Dプロフィロメトリーによる表面境界計測

詳細はこちら

表層境界測定

3Dプロフィロメトリーによる

作成者

クレイグ・ライジング

はじめに

表面の特徴、パターン、形状などの界面が配向性を評価されるような研究では、測定プロファイル全体にわたって関心のある領域をすばやく特定することが有用です。表面を重要な領域に分割することで、ユーザーは境界、ピーク、ピット、面積、体積などを迅速に評価し、研究対象の表面プロファイル全体における機能的な役割を理解することができます。例えば、金属の粒界イメージングでは、多くの構造物の界面や全体的な方向性が解析の重要なポイントになります。それぞれの領域を理解することで、全体の中の欠陥や異常を特定することができます。粒界のイメージングは通常プロフィロメータの能力を超える領域で研究され、2D画像分析に過ぎませんが、3D表面測定の利点とともに、ここで紹介する概念をより大きなスケールで説明するための参考資料となります。

表面分離研究における3次元非接触形状測定機の重要性

タッチプローブや干渉計などの他の技術とは異なり、 3D非接触形状計軸色収差を使用するため、ほぼすべての表面を測定でき、オープンステージングによりサンプルサイズは大きく変化する可能性があり、サンプルの前処理は必要ありません。ナノからマクロの範囲は、サンプルの反射率や吸収の影響を受けずに表面プロファイル測定中に得られ、高い表面角度を測定する高度な機能を備えており、結果をソフトウェアで操作する必要はありません。透明、不透明、鏡面、拡散、研磨、粗いなど、あらゆる材質を簡単に測定できます。非接触粗面計の技術は、表面境界分析が必要な場合に表面調査を最大限に高めるための理想的で広範で使いやすい機能を提供します。 2D と 3D 機能を組み合わせたメリットも得られます。

測定目的

このアプリケーションでは、発泡スチロールの表面積を測定するためにナノベアST400プロフィロメータが使用されています。境界は、NANOVEA ST400を使用して同時に取得される地形とともに、反射強度ファイルを組み合わせることによって確立されました。このデータをもとに、発泡スチロールの「粒」ごとに異なる形状や大きさの情報を算出しました。

ナノビア

ST400

結果と考察：2次元表面境界の測定

トポグラフィー画像（左下）を反射強度画像（右下）でマスクし、結晶粒の境界を明確にした画像。直径565μm以下の粒はフィルターをかけることで無視されている。

粒の総数167
粒が占める投影面積の合計。166.917 mm² (64.5962 %)
バウンダリー占有予想総面積： (35.4038 %)
粒の密度0.646285粒/mm2

面積 = 0.999500 mm² +/- 0.491846 mm².
外周＝9114.15μm +/- 4570.38μm
等価直径 = 1098.61 µm +/- 256.235 µm
平均直径 = 945.373 µm +/- 248.344 µm
最小径 = 675.898 µm +/- 246.850 µm
最大径＝1312.43 µm +/- 295.258 µm

結果＆考察：3次元表面境界計測

得られた3次元トポグラフィーデータを用いて、各粒子の体積、高さ、ピーク、アスペクト比、一般的な形状情報を解析することができる。3次元占有総面積：2.525mm3

まとめ

このアプリケーションでは、NANOVEA 3D非接触形状測定機が発泡スチロールの表面を精密に特性評価できることを示しました。統計的な情報は、表面全体、またはピークやピットなどの個々の粒子について得ることができます。この例では、ユーザーが定義したサイズより大きいすべての粒を使用して、面積、周囲長、直径、高さを表示しました。ここで示された特徴は、バイオメディカルからマイクロマシニングまで、様々な分野の自然表面や加工済み表面の研究および品質管理に重要な役割を果たすことができます。 

さて、次はアプリケーションについてです。

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NANOVEAによるプロフィロメータを用いた輪郭計測

ラバートレッドコンター測定

ラバートレッドコンター測定

もっと詳しく

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ラバートレッド輪郭測定

3D光学式プロファイラによる

ゴムトレッドの輪郭測定 - NANOVEA Profiler

作成者

アンドレア・ハーマン

はじめに

ゴムの摩擦係数は、他の素材と同様、次のような関係にある。 は、その表面粗さの一部である。車載用タイヤでは、路面とのトラクションが非常に重要です。これには、表面の粗さとタイヤのトレッドの両方が関わっている。この研究では、ゴムの表面とトレッドの粗さと寸法を解析しています。

* サンプル

インポータンス

3次元非接触形状計測の

ゴム研究用

タッチプローブや干渉計などの他の技術とは異なり、NANOVEA の 3D非接触光学式プロファイラー 軸色収差を使用して、ほぼあらゆる表面を測定します。 

プロファイラのオープンステージは、様々なサイズの試料に対応し、試料調製は不要です。ナノからマクロレンジの形状を、試料の反射や吸収の影響を受けずに、1回のスキャンで検出することができます。さらに、ソフトウェアで結果を操作することなく、高い表面角度を測定できる高度な機能を備えています。

透明、不透明、鏡面、拡散、研磨、粗面など、あらゆる材質を簡単に測定できます。NANOVEA 3D非接触プロファイラの測定技術は、2Dと3Dを組み合わせた利点とともに、表面研究を最大限に活用するための理想的で幅広い、ユーザーフレンドリーな機能を提供します。

測定目的

このアプリケーションでは、NANOVEA ST400を紹介しています。 3D非接触光学式プロファイラによる測定。 ゴムタイヤの表面と溝の部分です。

を表すのに十分な大きさの試料表面積を持つ。 タイヤ表面全体を無作為に選択 この研究のために 

ゴムの特性を定量的に把握するために 3D解析ソフトウェア「NANOVEA Ultra」を使って 輪郭の寸法、深さを測定します。 表面の粗さと現像面積

ナノビア

ST400

ANALYSIS タイヤトレッド

踏面の3Dビューとフォールスカラービューは、3D表面設計のマッピングの価値を示しています。これは、さまざまな角度から踏面のサイズと形状を直接観察するためのわかりやすいツールをユーザーに提供します。高度な輪郭解析とステップハイト解析は、どちらもサンプルの形状やデザインの正確な寸法を測定するための非常に強力なツールです

アドバンストコンターアナリシス

ステップ高さ解析

ANALYSIS ラバーサーフェス

ゴム表面は、例として以下の図に示すように、内蔵のソフトウェアツールを使って多くの方法で定量化することができます。表面粗さは2.688 μm、展開面積対投影面積は9.410 mm² 対 8.997 mm²であることが観察されます。この情報により、異なるゴム配合、あるいは表面摩耗の程度が異なるゴムでも、表面仕上げとトラクションの関係を調べることができます。

まとめ

今回のアプリケーションでは、NANOVEAの 3D非接触光学式プロファイラで、ゴムの表面粗さとトレッド寸法を高精度に評価することができます。

データでは、表面粗さ2.69μm、現像面積9.41mm²、投影面積9mm²となっています。 ゴム製トレッドの様々な寸法と半径は も測定した。

この研究で示された情報は、トレッドの設計や配合、あるいは摩耗の程度が異なるゴムタイヤの性能を比較するために利用することができます。 ここに掲載されているデータは、ほんの一部です。 の計算は、Ultra 3D解析ソフトウェアで利用可能です。

さて、次はアプリケーションについてです。

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3D光学プロファイラによる魚鱗表面解析

3D光学プロファイラによる魚鱗表面解析

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魚鱗面解析

3D OPTICAL PROFILERを使用して

魚鱗形状測定装置

作成者

アンドレア・ノビツキー

はじめに

NANOVEAを用いて魚鱗の形態や模様などを研究 3D非接触オプティカルプロファイラー。この生体サンプルの繊細な性質と、その非常に小さく角度の高い溝も、プロファイラーの非接触技術の重要性を強調しています。鱗の溝は環状と呼ばれ、これを研究することで魚の年齢を推定したり、木の年輪と同様に成長速度の異なる時期を区別したりすることもできます。これは乱獲を防ぐために野生の魚の個体数を管理する上で非常に重要な情報です。

3D非接触プロフィロメトリの生物学的研究への重要性

タッチプローブや干渉計などの他の技術とは異なり、軸色法を用いた3D非接触光学式プロファイラでは、ほぼすべての表面を測定することができます。サンプルサイズは、オープンステージのため大きく変化し、サンプルの前処理は必要ありません。ナノからマクロレンジの表面形状を、試料の反射や吸収の影響を受けずに測定することができます。この装置では、ソフトウェアで結果を操作することなく、高い表面角度を測定できる高度な機能を備えています。透明、不透明、鏡面、拡散、研磨、粗面など、どのような材料でも簡単に測定することができます。この技術は、2Dおよび3D機能を組み合わせた利点とともに、表面研究を最大限に活用するための理想的で幅広い、使いやすい機能を提供します。

測定目的

このアプリケーションでは、高速センサーを搭載し、スケールの表面を総合的に解析する3D非接触プロファイラー、NANOVEA ST400を紹介します。

この装置では、中央部の高解像度スキャンとともに、サンプル全体をスキャンしています。比較のため、スケールの外側と内側の表面粗さも測定されました。

ナノビア

ST400

外枠の3D＆2D表面キャラクタリゼーション

外側スケールの3Dビューとフォールスカラービューでは、指紋や木の年輪のような複雑な構造を見ることができます。これにより、ユーザーはスケールの表面特性を様々な角度から直接観察することができる分かりやすいツールを得ることができます。また、外側と内側を比較しながら、外側スケールの様々な測定値を表示します。

魚群探知機 3Dビュープロフィロメーター
魚鱗走査型ボリューム3Dプロフィロメーター
魚群探知機 ステップハイト3D光学式プロファイラ

表面粗さの比較

魚鱗プロフィロメーター 3Dスキャニング

まとめ

このアプリケーションでは、NANOVEA 3D非接触光学式プロファイラが、魚の鱗をさまざまな方法で特性評価できることを示しました。 

鱗の外側と内側は、表面粗さだけで簡単に区別でき、粗さの値はそれぞれ15.92μmと1.56μmである。さらに、鱗の外表面にある溝（サーキュレーション）を分析することで、魚の鱗について正確な情報を得ることができます。中心点から帯状のサークルの距離を測定したところ、サークルの高さは平均で約58μmであることもわかりました。 

ここに掲載したデータは、解析ソフトで利用できる計算の一部に過ぎません。

さて、次はアプリケーションについてです。

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フレネルレンズトポグラフィー

フレネルレンズ

3D形状測定による寸法

作成者

Duanjie Li & Benjamin Mell

はじめに

レンズは、光を透過・屈折させる軸対称の光学デバイスです。単純なレンズは、光を収束または発散させるための単一の光学部品で構成されています。球面はレンズを作るには理想的な形状ではないが、ガラスを研磨して作ることができる最も単純な形状としてよく使われる。

フレネルレンズは、同心円状のリングを並べたもので、幅が数千分の一インチと小さい単純なレンズの薄い部分である。フレネルレンズは、同じ光学特性を持つ従来のレンズに比べて、大口径で焦点距離が短く、コンパクトに設計されているため、必要な重量や材料の体積が少なくて済む。フレネルレンズの形状が薄いため、光の吸収による損失が非常に少ない。

フレネルレンズ検査における3D非接触形状計測の重要性

フレネル レンズは、自動車産業、灯台、太陽エネルギー、航空母艦の光学着陸システムで広く使用されています。透明なプラスチックからレンズを成形または打ち抜き加工することにより、製造のコスト効率を高めることができます。フレネル レンズのサービス品質は、主に同心リングの精度と表面品質に依存します。 NANOVEA はタッチプローブ技術とは異なり、 光学プロファイラー 表面に触れずに 3D 表面測定を実行できるため、新たな傷ができるリスクが回避されます。クロマティック ライト技術は、さまざまな形状のレンズなど、複雑な形状を正確にスキャンするのに最適です。

フレネルレンズ回路図

透明プラスチックフレネルレンズは、成形またはスタンピングによって製造することができます。正確で効率的な品質管理は、不良品の金型やスタンプを明らかにするために重要です。同心円の高さとピッチを測定し、その値をレンズメーカーが指定する仕様値と比較することで、製造上のばらつきを検出することができます。

レンズのプロファイルを正確に測定することで、金型やスタンプがメーカーの仕様に合うように適切に加工されます。さらに、スタンプは時間の経過とともに徐々に磨耗し、初期の形状を失う可能性があります。レンズメーカーの仕様から一貫して逸脱している場合は、金型の交換が必要であることを示すポジティブな兆候です。

測定目的

本アプリケーションでは、複雑な形状の光学部品の3次元形状を包括的に解析する高速センサ搭載の3次元非接触プロファイラ「NANOVEA ST400」を紹介します。

ナノビア

ST400

今回使用した2.3インチ×2.3インチのアクリルフレネルレンズは、以下のような構成になっています。 

同心円状のリングと複雑な鋸歯状の断面形状が特徴です。 

焦点距離は1.5インチ、有効径は2.0インチです。 

1インチあたり125本の溝があり、屈折率は1.49です。

NANOVEA ST400でフレネルレンズをスキャンすると、同心円のリングの高さが中心から外側に向かうにつれて顕著に増加していることがわかります。

2D FALSE COLOR

高さ方向の表現

3D VIEW

抽出されたプロファイル

ピーク＆バレイ

プロファイルの寸法解析

まとめ

このアプリケーションでは、非接触光学式プロファイラ「NANOVEA ST400」がフレネルレンズの表面形状を正確に測定することを紹介しています。 

複雑なセレーション形状から、高さとピッチの寸法をNANOVEA解析ソフトウェアで正確に決定することができます。ユーザーは、製造したレンズのリングの高さとピッチの寸法を理想的なリングの仕様と比較することにより、製造金型やスタンプの品質を効果的に検査することができます。

ここに掲載したデータは、解析ソフトで利用できる計算の一部に過ぎません。 

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、医薬品、バイオメディカル、環境などの分野で、ほぼあらゆる表面を測定するナノベアの光学式プロファイラ。

 

さて、次はアプリケーションについてです。

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機械加工品QC

機械加工品検査

機械加工品

CADモデルからの3次元形状測定による検査

著者

Duanjie Li, PhD

によって改訂されました。

Jocelyn Esparza

プロフィロメーターによる機械加工部品の検査

はじめに

複雑な形状を作り出す精密機械加工の需要は、様々な産業分野で高まっています。航空宇宙、医療、自動車からハイテクギア、機械、楽器に至るまで、絶え間ない革新と進化は、期待値と精度基準を新たな高みへと押し上げます。その結果、製品の品質を確保するための厳しい検査技術や検査装置の需要が高まっています。

部品検査における3次元非接触プロフィロメトリの重要性

機械加工されたパーツの特性をCADモデルと比較することは、公差や製造規格の遵守を確認するために不可欠です。また、部品の摩耗や損傷により交換が必要になることもあるため、使用期間中の検査も非常に重要です。要求された仕様からの逸脱を適時に特定することで、費用のかかる修理や生産停止、評価の低下を回避することができます。

タッチプローブ技術とは異なり、NANOVEA 光学プロファイラー 非接触で 3D 表面スキャンを実行し、複雑な形状を最高の精度で迅速かつ正確かつ非破壊で測定できます。

測定目的

このアプリケーションでは、高速センサーを搭載し、寸法、半径、粗さの総合的な表面検査を行う3D非接触プロファイラー、NANOVEA HS2000を紹介します。 

すべて40秒以内で。

ナノビア

HS2000

CADモデル

機械加工された部品の寸法と表面粗さを正確に測定することは、その部品が要求された仕様、公差、表面仕上げを満たしていることを確認するために重要です。検査するパーツの3Dモデルとエンジニアリングドローイングを以下に紹介します。 

偽色表示

図3は、CADモデルとスキャンした加工面のフォールスカラー図を比較したもので、サンプル表面の高さ変化を色の変化で観察することができる。

図2に示すように、3Dサーフェススキャンから3つの2Dプロファイルを抽出し、加工された部品の寸法公差をさらに検証します。

プロファイルの比較と結果

図3～図5にプロファイル1～3を示す。測定したプロファイルをCADモデルと比較することで、定量的な公差検査を行い、厳格な製造基準を維持しています。プロファイル1とプロファイル2は、曲面加工された部品の異なる領域の半径を測定する。プロファイル2の高さの変動は、156mmの長さで30μmであり、要求される公差±125μmを満たしています。 

公差の限界値を設定することで、解析ソフトが加工した部品の合否を自動的に判定することができます。

プロフィロメーターによる機械部品検査

加工された部品の表面の粗さと均一性は、その品質と機能性を確保するために重要な役割を果たします。図6は、表面仕上げを定量化するために使用した加工部品の親スキャンから抽出した表面積です。平均表面粗さ（Sa）は、2.31μmと算出された。

まとめ

今回は、高速センサーを搭載した非接触プロファイラー「NANOVEA HS2000」が、寸法や粗さなど総合的な表面検査を行う様子を紹介しました。 

高解像度スキャンにより、加工されたパーツの詳細な形態や表面形状を測定し、CADモデルとの定量的な比較を行うことができます。また、キズやクラックなどの欠陥も検出することが可能です。 

高度な輪郭解析は、加工された部品が設定された仕様を満たしているかどうかを判断するだけでなく、摩耗した部品の故障メカニズムを評価する比類のないツールとなっています。

ここに示したデータは、NANOVEA光学式プロファイラに搭載されている高度な解析ソフトウェアで可能な計算の一部に過ぎません。

 

さて、次はアプリケーションについてです。

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