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나노베아의 프로파일로미터를 이용한 윤곽 측정

타이어 트레드 깊이 및 고무 표면 거칠기 측정 | 3D 광학 프로파일러

타이어 트레드 깊이 및 고무 표면 거칠기 측정 3D 광학 프로파일러 사용

다양한 자동차 타이어 트레드 패턴을 보여주는 타이어 트레드 깊이 측정 기준

작성자

안드레아 헤르만

소비자 안전을 위해 타이어 트레드 깊이는 일반적으로 휴대용 계측기로 측정되지만, 산업 연구개발 및 타이어 제조업체는 보다 정교한 방법이 필요합니다. 본 애플리케이션 노트는 3D 광학 프로파일로미터가 고정밀 연구를 위해 타이어 트레드 깊이 측정, 등고선 매핑 및 고무 표면 거칠기 분석을 어떻게 정밀하게 수행하는지 보여줍니다.

소개

모든 재료와 마찬가지로 고무의 마찰 계수는 부분적으로 표면 거칠기와 관련이 있습니다. 차량 타이어에서는 트레드 깊이와 표면 거칠기 모두 접지력, 제동 성능 및 마모 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 본 연구에서는 3D 비접촉식 프로파일로메트리를 사용하여 고무 표면과 트레드의 거칠기 및 치수를 분석합니다.
트레드 깊이 및 고무 표면 거칠기 측정에 사용되는 타이어 샘플

샘플

타이어 트레드 깊이 측정을 위한 3D 비접촉식 프로파일로메트리의 중요성

터치 프로브나 간섭계와 같은 다른 기술과 달리, 나노비아의 3D 비접촉 광학 프로파일러 축 색수차를 사용하여 거의 모든 표면을 측정합니다.

프로파일러 시스템의 개방형 스테이징은 다양한 샘플 크기를 허용하며 별도의 샘플 전처리 과정이 필요하지 않습니다. 단일 스캔으로 사용자는 타이어 트레드 깊이 전체와 미세 수준의 표면 거칠기를 동시에 측정할 수 있으며, 샘플의 반사율이나 흡수율에 전혀 영향을 받지 않습니다. 또한 이 프로파일러는 소프트웨어로 결과를 조작할 필요 없이 높은 표면 각도까지 측정할 수 있는 고급 기능을 갖추고 있습니다.

이러한 다용도성 덕분에 NANOVEA 프로파일러는 타이어 트레드 마모 테스트와 고급 고무 재료 연구 모두에 이상적입니다.

측정 목표

이 애플리케이션에서는 다음과 같은 기능을 선보입니다. 나노베아 ST400, 타이어 트레드 깊이, 윤곽 형상 및 고무 표면 거칠기를 측정하는 3D 비접촉식 광학 프로파일러입니다. 본 연구에서는 타이어 전체 표면을 대표할 수 있을 만큼 충분히 큰 표면 영역을 무작위로 선정하였습니다. 고무 특성을 정량화하기 위해 NANOVEA Ultra 3D 분석 소프트웨어를 사용하여 홈 치수, 트레드 깊이, 표면 거칠기 및 개발 면적 대 예상 면적을 측정하였습니다.

나노비아 ST400 표준
광학 3D 프로파일로미터

분석: 타이어 트레드
트레드의 3D 뷰와 가색 뷰는 3D 표면 설계 매핑의 가치를 보여줍니다. 이는 엔지니어에게 트레드 깊이 균일성, 그루브 설계 및 마모를 다양한 각도에서 평가할 수 있는 직관적인 도구를 제공합니다. 고급 등고선 분석과 계단 높이 분석은 모두 샘플 형상과 설계의 정밀한 치수를 측정하는 매우 강력한 도구입니다.
타이어 트레드 깊이와 홈 형상 측정을 위한 가색 3D 광학 프로파일링
타이어 트레드 깊이 측정을 위한 3D 프로파일로미터 표면 뷰

고급 윤곽 분석

3D 프로파일로메트리를 이용한 타이어 트레드 그루브의 고급 윤곽 분석

스텝 높이 분석

3D 광학 프로파일러를 이용한 타이어 트레드 깊이 측정을 위한 계단 높이 분석
타이어 트레드 깊이 측정을 보여주는 3D 프로파일로메트리 단차 프로파일
분석: 고무 표면
고무 표면은 다음 그림과 같이 내장 소프트웨어 도구를 사용하여 다양한 방식으로 정량화할 수 있습니다. 표면 거칠기는 2.688 μm이며, 전개 면적 대 투영 면적은 각각 9.410 mm² 대 8.997 mm²임을 확인할 수 있습니다. 이러한 결과는 고무 표면 거칠기가 접지력과 성능에 미치는 영향을 보여주며, 서로 다른 고무 배합이나 다양한 수준의 표면 마모 상태 간 비교를 가능하게 합니다.
3D 광학 프로파일러를 이용한 고무 표면 거칠기 분석
ISO 25178 타이어 고무 표면의 높이 매개변수
고무 표면 거칠기와 전개 영역의 3D 광학 프로파일 측정법 시각화
타이어 고무 표면 프로파일러 매개변수

결론

본 애플리케이션에서는 NANOVEA 3D 비접촉 광학 프로파일러가 타이어 트레드 깊이, 윤곽 치수 및 고무 표면 거칠기를 정밀하게 특성화하는 방법을 보여주었습니다. 데이터에 따르면 표면 거칠기는 2.69 µm, 전개 면적은 9.41 mm²이며 투영 면적은 9 mm²입니다. 고무 트레드의 다양한 치수와 반경도 측정되었습니다. 이 정보는 타이어 제조사, 자동차 연구원 및 재료 엔지니어가 트레드 설계, 고무 배합 또는 다양한 마모 정도를 가진 타이어를 비교하는 데 활용될 수 있습니다. 여기에 제시된 데이터는 Ultra 3D 분석 소프트웨어에서 가능한 계산의 일부만을 나타냅니다.