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AR 카테고리: 프로파일 측정 | 기하학 및 도형
표면 처리된 구리선의 마모 및 스크래치 평가
구리선의 마모 및 스크래치 평가의 중요성
구리는 전자석과 전신이 발명된 이래 전기 배선에 사용된 오랜 역사를 가지고 있습니다. 구리선은 내식성, 납땜성, 최대 150°C의 고온에서의 성능 덕분에 패널, 계량기, 컴퓨터, 업무용 기계 및 가전제품과 같은 다양한 전자 장비에 적용됩니다. 채굴된 구리의 약 절반이 전선 및 케이블 도체 제조에 사용됩니다.
구리선 표면 품질은 애플리케이션 서비스 성능과 수명에 매우 중요합니다. 전선의 미세한 결함은 과도한 마모, 균열 시작 및 전파, 전도도 감소, 납땜성 부적합으로 이어질 수 있습니다. 구리선의 적절한 표면 처리는 와이어 드로잉 중에 발생하는 표면 결함을 제거하여 부식, 스크래치 및 내마모성을 개선합니다. 구리선을 사용하는 많은 항공우주 애플리케이션은 예기치 않은 장비 고장을 방지하기 위해 제어된 동작이 필요합니다. 구리선 표면의 내마모성과 내스크래치성을 적절히 평가하기 위해서는 정량화되고 신뢰할 수 있는 측정이 필요합니다.
측정 목표
이 애플리케이션에서는 다양한 구리선 표면 처리의 제어된 마모 프로세스를 시뮬레이션합니다. 스크래치 테스트 처리된 표면층에 파손을 일으키는 데 필요한 하중을 측정합니다. 이번 연구에서는 Nanovea를 소개합니다. 트라이보미터 그리고 기계 테스터 전선의 평가 및 품질 관리를 위한 이상적인 도구입니다.
테스트 절차 및 방법
구리 와이어(와이어 A 및 와이어 B)에 대한 두 가지 다른 표면 처리의 마찰 계수(COF)와 내마모성은 선형 왕복 마모 모듈을 사용하는 Nanovea 마찰계로 평가되었습니다. Al2O₃ 볼(직경 6mm)이 이 응용 분야에 사용되는 카운터 재료입니다. 마모 트랙은 Nanovea를 사용하여 검사되었습니다. 3D 비접촉 프로파일로미터. 테스트 매개변수는 표 1에 요약되어 있습니다.
이 연구에서는 카운터 재료로 매끄러운 Al₂O₃ 볼을 예로 사용했습니다. 실제 적용 상황을 시뮬레이션하기 위해 맞춤형 픽스처를 사용하여 모양과 표면 마감이 다른 모든 고체 소재를 적용할 수 있습니다.
로크웰 C 다이아몬드 스타일러스(반경 100μm)가 장착된 나노베아의 기계식 테스터는 마이크로 스크래치 모드를 사용하여 코팅된 전선에 대해 프로그레시브 하중 스크래치 테스트를 수행했습니다. 스크래치 테스트 파라미터와 팁 형상은 표 2에 나와 있습니다.
결과 및 토론
구리선의 마모:
그림 2는 마모 테스트 중 구리선의 COF 변화를 보여줍니다. 와이어 A는 마모 테스트 내내 ~0.4의 안정적인 COF를 보이는 반면, 와이어 B는 처음 100회전 동안 ~0.35의 COF를 보이다가 점차 ~0.4까지 증가합니다.
그림 3은 테스트 후 구리선의 마모 트랙을 비교한 것입니다. 나노비아의 3D 비접촉식 프로파일로미터는 마모 트랙의 세부적인 형태에 대한 탁월한 분석을 제공했습니다. 마모 메커니즘에 대한 근본적인 이해를 제공함으로써 마모 트랙의 양을 직접적이고 정확하게 측정할 수 있습니다. 와이어 B의 표면은 600회 회전 마모 테스트 후 상당한 마모 트랙 손상을 입었습니다. 프로파일로미터 3D 뷰는 와이어 B의 표면 처리층이 완전히 제거되어 마모 과정이 상당히 빨라진 것을 보여줍니다. 이로 인해 구리 기판이 노출된 와이어 B에 평평한 마모 트랙이 남았습니다. 이로 인해 B 와이어가 사용되는 전기 장비의 수명이 크게 단축될 수 있습니다. 이에 비해 전선 A는 표면에 얕은 마모 트랙이 나타나 비교적 가벼운 마모를 보였습니다. 전선 A의 표면 처리된 층은 동일한 조건에서 전선 B의 층처럼 제거되지 않았습니다.
구리선 표면의 스크래치 방지:
그림 4는 테스트 후 전선의 스크래치 트랙을 보여줍니다. 전선 A의 보호층은 매우 우수한 스크래치 저항성을 보여줍니다. 이 전선은 ~12.6N의 하중에서 박리된 반면, B 전선의 보호층은 ~1.0N의 하중에서 박리되었습니다. 이러한 전선의 스크래치 저항성에 대한 상당한 차이는 전선 A의 내마모성이 상당히 향상된 마모 성능에 영향을 미칩니다. 그림 5에 표시된 스크래치 테스트 중 정상 힘, COF 및 깊이의 변화는 테스트 중 코팅 실패에 대한 더 많은 통찰력을 제공합니다.
결론
이 대조 연구에서는 표면 처리된 구리선의 내마모성을 정량적으로 평가하는 나노베아의 트라이보미터와 구리선의 스크래치 저항성을 신뢰성 있게 평가하는 나노베아의 기계식 테스터를 선보였습니다. 와이어 표면 처리는 와이어의 수명 동안 트라이보-기계적 특성에 중요한 역할을 합니다. 와이어 A의 적절한 표면 처리는 거친 환경에서 전선의 성능과 수명에 중요한 마모 및 긁힘 저항성을 크게 향상시킵니다.
나노베아의 트라이보미터는 ISO 및 ASTM을 준수하는 회전 및 선형 모드를 사용하여 정밀하고 반복 가능한 마모 및 마찰 테스트를 제공하며, 하나의 사전 통합된 시스템에서 고온 마모, 윤활 및 트리보 부식 모듈을 옵션으로 사용할 수 있습니다. 나노비아의 독보적인 제품군은 얇거나 두꺼운, 연질 또는 경질 코팅, 필름 및 기판의 모든 마찰 특성을 측정하는 데 이상적인 솔루션입니다.
비접촉 프로파일 측정을 통한 1페니의 3D 표면 분석
동전에 대한 비접촉 프로파일 측정의 중요성
화폐는 상품이나 서비스와 거래되기 때문에 현대 사회에서 매우 높은 가치를 지니고 있습니다. 동전과 종이 지폐 화폐는 많은 사람들의 손에 유통됩니다. 물리적 통화의 지속적인 이동은 표면 변형을 만듭니다. 나노베아의 3D 프로파일 미터 다양한 연도에 주조된 동전의 지형을 스캔하여 표면 차이를 조사합니다.
동전의 특징은 공통된 물건이기 때문에 일반 대중이 쉽게 알아볼 수 있습니다. 1페니는 Nanovea의 고급 표면 분석 소프트웨어인 Mountains 3D의 장점을 소개하는 데 이상적입니다. 3D 프로파일로미터로 수집된 표면 데이터를 사용하면 표면 빼기 및 2D 윤곽 추출을 통해 복잡한 형상에 대한 높은 수준의 분석이 가능합니다. 제어된 마스크, 스탬프 또는 몰드를 사용한 표면 추출은 제조 공정의 품질을 비교하는 반면, 윤곽선 추출은 치수 분석을 통해 공차를 식별합니다. Nanovea의 3D 프로파일로미터 및 Mountains 3D 소프트웨어는 동전과 같이 겉으로는 단순해 보이는 물체의 미크론 미만 지형을 조사합니다.
측정 목표
나노비아의 고속 라인 센서를 사용하여 5페니의 전체 윗면을 스캔했습니다. 각 페니의 내부 및 외부 반경은 마운틴 고급 분석 소프트웨어를 사용하여 측정했습니다. 관심 영역의 각 페니 표면에서 직접 표면 감산을 통해 표면 변형을 정량화했습니다.
결과 및 토론
3D 표면
나노베아 HS2000 프로파일로미터는 10um x 10um 스텝 크기로 20mm x 20mm 영역에서 4백만 개의 포인트를 스캔하여 동전 표면을 획득하는 데 24초밖에 걸리지 않았습니다. 아래는 스캔의 높이 맵과 3D 시각화입니다. 3D 보기는 눈으로 감지할 수 없는 작은 디테일까지 포착하는 고속 센서의 능력을 보여줍니다. 동전 표면 전체에 작은 스크래치가 많이 보입니다. 3D 보기에서 보이는 동전의 질감과 거칠기를 조사합니다.
차원 분석
페니의 윤곽을 추출하고 치수 분석을 통해 가장자리 피처의 내경과 외경을 얻었습니다. 외경은 평균 9.500mm ± 0.024, 내경은 평균 8.960mm ± 0.032였습니다. 2D 및 3D 데이터 소스에서 마운틴 3D가 수행할 수 있는 추가 치수 분석은 거리 측정, 단차 높이, 평탄도 및 각도 계산입니다.
표면 빼기
그림 5는 표면 차감 분석의 관심 영역을 보여줍니다. 2007년 페니는 4개의 오래된 페니에 대한 기준 표면으로 사용되었습니다. 2007년 동전 표면에서 표면 빼기는 구멍/피크가 있는 동전 간의 차이를 보여줍니다. 총 표면 부피 차이는 구멍/피크의 부피를 더하여 얻습니다. RMS 오차는 페니 표면이 서로 얼마나 밀접하게 일치하는지를 나타냅니다.
결론
나노비아의 고속 HS2000L은 서로 다른 해에 주조된 5페니 동전 5개를 스캔했습니다. 마운틴 3D 소프트웨어는 윤곽 추출, 치수 분석 및 표면 감산을 사용하여 각 동전의 표면을 비교했습니다. 이 분석은 동전 사이의 내부 및 외부 반경을 명확하게 정의하는 동시에 표면 특징 차이를 직접 비교합니다. 나노미터 수준의 해상도로 모든 표면을 측정할 수 있는 나노베아 3D 프로파일로미터의 기능과 마운틴 3D 분석 기능을 결합하면 연구 및 품질 관리 분야에서 활용할 수 있는 응용 분야는 무궁무진합니다.
이제 애플리케이션에 대해 이야기해 보겠습니다.
폴리머 튜브의 치수 및 표면 마감 처리
고분자 튜브의 치수 및 표면 분석의 중요성
고분자 재료로 만든 튜브는 자동차, 의료, 전기 및 기타 다양한 산업 분야에서 일반적으로 사용됩니다. 본 연구에서는 Nanovea를 사용하여 다양한 고분자 재료로 만들어진 의료용 카테터를 연구했습니다. 3D 비접촉 프로파일로미터 를 사용하여 표면 거칠기, 형태 및 치수를 측정합니다. 감염, 물리적 외상, 염증 등 카테터와 관련된 많은 문제가 카테터 표면과 관련이 있을 수 있으므로 표면 거칠기는 카테터에 매우 중요합니다. 마찰 계수와 같은 기계적 특성도 표면 특성을 관찰하여 연구할 수 있습니다. 이러한 정량화 가능한 데이터를 통해 카테터를 의료용으로 사용할 수 있는지 확인할 수 있습니다.
광학 현미경 및 전자 현미경에 비해 축색법을 사용하는 3D 비접촉식 프로파일 분석은 각도/곡률 측정, 투명도 또는 반사율에 관계없이 재료 표면을 측정할 수 있는 능력, 최소한의 샘플 준비, 비침습적 특성으로 인해 카테터 표면을 특성화하는 데 매우 선호됩니다. 기존 광학 현미경과 달리 표면의 높이를 얻어 치수를 구하고 형태를 제거하여 표면 거칠기를 찾는 등 계산 분석에 사용할 수 있습니다. 전자 현미경과 달리 시료 전처리가 거의 필요 없고 비접촉식이기 때문에 시료 전처리로 인한 오염과 오류의 우려 없이 신속하게 데이터를 수집할 수 있습니다.
측정 목표
이 애플리케이션에서는 나노베아 3D 비접촉식 프로파일로미터를 사용하여 TPE(열가소성 엘라스토머)로 제작된 카테터와 PVC(폴리염화비닐)로 제작된 카테터 두 개의 표면을 스캔합니다. 두 카테터의 형태, 방사형 치수 및 높이 매개변수를 얻고 비교합니다.
결과 및 토론
3D 표면
나노베아 3D 비접촉식 프로파일로미터는 폴리머 튜브의 곡률에도 불구하고 카테터 표면을 스캔할 수 있습니다. 스캔이 완료되면 3D 이미지를 얻어 표면을 빠르고 직접 육안으로 검사할 수 있습니다.
2D 차원 분석
외부 반경 치수는 원본 스캔에서 프로파일을 추출하고 프로파일에 호를 맞춤으로써 얻었습니다. 이는 품질 관리 애플리케이션을 위한 빠른 치수 분석을 수행하는 3D 비접촉식 프로파일로미터의 능력을 보여줍니다. 카테터 길이를 따라 여러 개의 프로파일을 쉽게 얻을 수도 있습니다.
표면 분석 거칠기
외부 반경 치수는 원본 스캔에서 프로파일을 추출하고 프로파일에 호를 맞춤으로써 얻었습니다. 이는 품질 관리 애플리케이션을 위한 빠른 치수 분석을 수행하는 3D 비접촉식 프로파일로미터의 능력을 보여줍니다. 카테터 길이를 따라 여러 개의 프로파일을 쉽게 얻을 수도 있습니다.
결론
이 애플리케이션에서는 나노비아 3D 비접촉식 프로파일로미터를 사용하여 폴리머 튜브를 특성화하는 방법을 보여주었습니다. 특히 의료용 카테터에 대한 표면 계측, 반경 치수 및 표면 거칠기를 얻었습니다. TPE 카테터의 외부 반경은 2.40mm, PVC 카테터는 1.27mm로 확인되었습니다. TPE 카테터의 표면이 PVC 카테터보다 거칠다는 것을 알 수 있었습니다. TPE의 표면 거칠기(Sa)는 0.9740µm로 PVC의 0.1791µm에 비해 높았습니다. 이 응용 분야에는 의료용 카테터가 사용되었지만 3D 비접촉식 프로파일 측정은 다양한 표면에도 적용될 수 있습니다. 얻을 수 있는 데이터와 계산은 표시된 것에 국한되지 않습니다.
이제 애플리케이션에 대해 이야기해 보겠습니다.
비접촉식 프로파일 측정 기능을 갖춘 고속 스캐닝
소개:
빠르고 쉬운 설정 표면 측정은 시간과 노력을 절약해 주며 품질 관리, 연구 개발, 생산 시설에 필수적입니다. 나노베아 비접촉 프로파일로미터 3D 및 2D 표면 스캔을 모두 수행하여 모든 표면에서 나노부터 매크로까지의 특징을 측정할 수 있어 광범위한 유용성을 제공합니다.
태양 전지의 표면 거칠기 및 특징
태양광 패널 테스트의 중요성
태양전지의 에너지 흡수를 극대화하는 것은 재생 가능한 자원으로서 태양전지가 살아남기 위한 핵심 요소입니다. 여러 층의 코팅과 유리 보호막은 태양전지가 작동하는 데 필요한 빛의 흡수, 투과, 반사를 가능하게 합니다. 대부분의 소비자용 태양전지가 15~18% 효율로 작동한다는 점을 고려할 때, 에너지 출력을 최적화하는 것은 현재 진행형입니다.
연구에 따르면 표면 거칠기는 빛의 반사율에 중요한 역할을 하는 것으로 나타났습니다. 빛의 반사율을 줄이기 위해 유리의 초기 레이어는 가능한 한 매끄러워야 하지만, 이후 레이어는 이 지침을 따르지 않습니다. 각각의 공핍 영역 내에서 빛이 산란될 가능성을 높이고 셀 내에서 빛의 흡수를 높이려면 각 코팅과 다른 코팅의 경계에 어느 정도의 거칠기가 필요합니다1. 이러한 영역의 표면 거칠기를 최적화하면 태양 전지가 최상의 성능으로 작동할 수 있으며, 나노비아 HS2000 고속 센서를 사용하면 표면 거칠기를 빠르고 정확하게 측정할 수 있습니다.
측정 목표
이 연구에서는 나노비아의 기능을 보여줄 것입니다. 프로파일 미터 고속 센서가 장착된 HS2000으로 태양전지의 표면 거칠기와 기하학적 특징을 측정합니다. 이 데모에서는 유리 보호막이 없는 단결정 태양 전지를 측정하지만, 이 방법론은 다른 다양한 애플리케이션에 사용할 수 있습니다.
테스트 절차 및 방법
태양 전지의 표면을 측정하기 위해 다음 테스트 매개 변수를 사용했습니다.
결과 및 토론
아래는 태양 전지의 2D 가색 보기와 각각의 높이 매개변수를 사용하여 표면의 면적을 추출한 것입니다. 두 표면 모두에 가우시안 필터를 적용하고 추출된 영역을 평탄화하기 위해 보다 적극적인 인덱스를 사용했습니다. 이렇게 하면 컷오프 지수보다 큰 형태(또는 파형)는 제외되어 태양 전지의 거칠기를 나타내는 특징만 남게 됩니다.
아래 그림과 같이 기하학적 특성을 측정하기 위해 격자선의 방향에 수직으로 프로파일을 촬영했습니다. 그리드라인 폭, 단 높이, 피치는 태양전지의 특정 위치에 대해 측정할 수 있습니다.
결론
이 연구에서는 나노베아 HS2000 라인 센서가 단결정 태양전지의 표면 거칠기와 특징을 측정할 수 있는 능력을 보여줄 수 있었습니다. 여러 샘플의 정확한 측정을 자동화하고 합격/불합격 한계를 설정할 수 있는 기능을 갖춘 나노베아 HS2000 라인 센서는 품질 관리 검사에 완벽한 선택입니다.
참조
1 숄츠, 루보미르. 라다니, 리보르. 뮬러 로바, 자밀라. "다층 태양 전지의 광학적 특성에 대한 표면 거칠기의 영향"전기 및 전자 공학 발전, 12 권, 6 호, 2014, 631-638 쪽.
이제 애플리케이션에 대해 이야기해 보겠습니다.
Jr25 3D 비접촉식 프로파일로미터의 휴대성과 유연성
샘플 표면을 이해하고 정량화하는 것은 품질 관리 및 연구를 포함한 많은 응용 분야에서 매우 중요합니다. 표면을 연구하기 위해 프로파일로미터를 사용하여 샘플을 스캔하고 이미지화하는 경우가 많습니다. 기존의 프로파일 측정 장비의 큰 문제는 비 전통적인 샘플을 수용할 수 없다는 것입니다. 샘플 크기, 기하학적 구조, 샘플 이동 불가능 또는 기타 불편한 샘플 준비로 인해 비 전통적인 샘플을 측정하는 데 어려움이 발생할 수 있습니다. 나노베아의 휴대용 3D 비접촉 프로파일로미터JR 시리즈는 다양한 각도에서 샘플 표면을 스캔하는 기능과 휴대성으로 이러한 문제의 대부분을 해결할 수 있습니다.
방전 가공 금속의 품질 분석
방전 가공(EDM)은 전기 방전을 통해 재료를 제거하는 제조 공정입니다.
방전 [1]. 이 가공 공정은 일반적으로 전도성 금속을 가공하기 어려운 경우에 사용됩니다.
를 기존 방식으로 기계화할 수 있습니다.
모든 가공 공정과 마찬가지로, 허용 가능한 기준을 충족하려면 정밀도와 정확도가 높아야 합니다.
허용 오차 수준. 이 애플리케이션 노트에서는 가공된 금속의 품질을 다음과 같이 평가합니다.
나노베아 3D 비접촉 프로파일로미터.
폴리카보네이트 렌즈에 대해 더 자세히 알아보기
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폴리카보네이트 렌즈는 일반적으로 많은 광학 애플리케이션에 사용됩니다. 내충격성이 높고 무게가 가벼우며 대량 생산 비용이 저렴하기 때문에 다양한 애플리케이션에서 기존 유리보다 실용적입니다[1].
이러한 응용 분야 중 일부는 플라스틱을 사용하지 않으면 충족하기 어려운 안전성(예: 보안경), 복잡성(예: 프레넬 렌즈) 또는 내구성(예: 신호등 렌즈) 기준을 필요로 합니다. 충분한 광학 품질을 유지하면서 많은 요구 사항을 저렴하게 충족할 수 있는 능력 덕분에 플라스틱 렌즈는 해당 분야에서 두각을 나타내고 있습니다. 폴리카보네이트 렌즈에도 한계가 있습니다. 소비자의 주요 관심사는 쉽게 긁힐 수 있다는 점입니다. 이를 보완하기 위해 스크래치 방지 코팅을 적용하기 위해 추가 공정을 수행할 수 있습니다.
나노비아는 세 가지 계측 장비를 활용하여 플라스틱 렌즈의 몇 가지 중요한 특성을 살펴봅니다: 프로파일 미터, 트라이보미터및 기계 테스터.
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PCB의 자동화된 대면적 프로파일 측정
산업이 성장하고 지속적으로 증가하는 수요를 따라잡기 위해서는 제조 공정의 확장이 필요합니다. 제조 공정이 확장됨에 따라 품질 관리에 사용되는 도구도 확장되어야 합니다. 이러한 툴은 생산 속도를 따라잡을 수 있도록 빠르면서도 제품 허용 오차 한계를 충족할 수 있도록 높은 정확도를 유지해야 합니다. 여기, 나노비아 HS2000 프로파일로미터, 라인 센서가 장착된 이 제품은 빠르고 자동화된 고해상도 대면적 프로파일 측정 기능을 통해 품질 관리 장비로서의 가치를 보여줍니다.
비디오 클립 또는 앱 노트: PCB의 자동화된 대면적 프로파일 측정
