샌드페이퍼: 거칠기 및 입자 지름 분석
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사포는 연마제로 사용되는 시중에서 흔히 볼 수 있는 제품입니다. 사포의 가장 일반적인 용도는 코팅을 제거하거나 연마 특성으로 표면을 닦는 것입니다. 이러한 연마 특성은 그릿으로 분류되며, 각 그릿은 얼마나 매끄러운지와 관련이 있습니다.
거친 표면 마감을 제공합니다. 원하는 연마 특성을 얻기 위해 사포 제조업체는 연마 입자가 특정 크기이고 편차가 거의 없는지 확인해야 합니다. 사포의 품질을 정량화하기 위해 나노베아의 3D 비접촉식 프로파일 미터 를 사용하여 샘플 영역의 산술 평균(Sa) 높이 매개변수와 평균 입자 지름을 구할 수 있습니다.
사포를 사용할 때 연마 입자와 샌딩되는 표면 사이의 상호작용이 균일해야 일관된 표면 마감을 얻을 수 있습니다. 이를 정량화하기 위해 나노베아의 3D 비접촉 광학 프로파일러로 사포의 표면을 관찰하여 입자 크기, 높이, 간격의 편차를 확인할 수 있습니다.
측정 목표
이 연구에서는 다섯 가지 샌드페이퍼 그릿(120,
180, 320, 800 및 2000)을 사용하여 스캔합니다.
나노베아 ST400 3D 비접촉식 광학 프로파일러.
스캔과 파티클에서 Sa를 추출합니다.
크기는 모티프 분석을 수행하여 다음과 같이 계산됩니다.
등가 직경 찾기
나노비아
ST400
사포는 예상대로 그릿이 증가함에 따라 표면 거칠기(Sa)와 입자 크기가 감소합니다. Sa는 42.37μm에서 3.639μm 범위였습니다. 입자 크기는 127 ± 48.7에서 21.27 ± 8.35 범위입니다. 입자가 크고 높이 변화가 크면 높이 변화가 적은 작은 입자와는 반대로 표면에 더 강력한 연마 작용을 합니다.
주어진 높이 매개변수의 모든 정의는 페이지.A.1에 나열되어 있습니다.
표 1: 사포 입자와 높이 매개변수 간의 비교.
표 2: 샌드페이퍼 입자와 입자 지름의 비교.
샌드페이퍼의 2D 및 3D 보기
아래는 사포 샘플의 가색 및 3D 보기입니다.
0.8mm의 가우시안 필터를 사용하여 형태나 물결 모양을 제거했습니다.
모티프 분석
나노베아의 3D 비접촉 광학 프로파일러는 마이크로 및 나노 특징이 있는 표면을 정밀하게 스캔할 수 있기 때문에 다양한 사포 입자의 표면 특성을 검사하는 데 사용되었습니다.
3D 스캔을 분석하기 위해 고급 소프트웨어를 사용하여 각 사포 샘플에서 표면 높이 파라미터와 등가 입자 직경을 얻었습니다. 입자 크기가 증가함에 따라 표면 거칠기(Sa)와 입자 크기는 예상대로 감소하는 것으로 관찰되었습니다.
3D 프로파일 측정을 이용한 표면 경계 측정
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표면 특징, 패턴, 모양 등의 인터페이스를 방향에 대해 평가하는 연구에서는 전체 측정 프로파일에서 관심 영역을 빠르게 식별하는 것이 유용합니다. 표면을 중요한 영역으로 세분화하면 경계, 피크, 구덩이, 면적, 부피 등을 빠르게 평가하여 연구 중인 전체 표면 프로파일에서 기능적 역할을 이해할 수 있습니다. 예를 들어 금속의 입자 경계 이미징과 같이 분석에서 중요한 것은 많은 구조의 인터페이스와 전체적인 방향입니다. 각 관심 영역을 이해함으로써 전체 영역 내의 결함 또는 이상을 식별할 수 있습니다. 입자 경계 이미징은 일반적으로 프로파일로미터 기능을 능가하는 범위에서 연구되며 2D 이미지 분석에 불과하지만, 3D 표면 측정의 장점과 함께 더 큰 규모로 표시되는 개념을 설명하는 데 유용한 참고 자료가 됩니다.
터치 프로브나 간섭계와 같은 다른 기술과 달리 3D 비접촉 프로파일로미터, 축 색수차를 사용하여 거의 모든 표면을 측정할 수 있으며, 개방형 스테이징으로 인해 샘플 크기가 크게 달라질 수 있으며 샘플 준비가 필요하지 않습니다. 나노부터 매크로까지의 범위는 샘플 반사나 흡수의 영향이 전혀 없는 표면 프로필 측정 중에 얻어지며, 높은 표면 각도를 측정하는 고급 기능을 갖추고 있으며 결과를 소프트웨어로 조작할 필요가 없습니다. 투명, 불투명, 반사, 확산, 광택, 거친 등 모든 재료를 쉽게 측정합니다. 비접촉 프로파일로미터 기술은 표면 경계 분석이 필요할 때 표면 연구를 극대화할 수 있는 이상적이고 광범위하며 사용자 친화적인 기능을 제공합니다. 2D 및 3D 기능 결합의 이점도 함께 제공됩니다.
측정 목표
이 애플리케이션에서는 나노베아 ST400 프로파일로미터를 사용하여 스티로폼의 표면적을 측정합니다. 나노베아 ST400을 사용하여 동시에 획득한 지형과 함께 반사된 강도 파일을 결합하여 경계를 설정했습니다. 그런 다음 이 데이터를 사용하여 각 스티로폼 "입자"의 다양한 모양과 크기 정보를 계산했습니다.
나노비아
ST400
지형 이미지(왼쪽 아래)를 반사된 강도 이미지(오른쪽 아래)로 마스킹하여 입자 경계를 명확하게 정의합니다. 필터를 적용하여 직경 565µm 이하의 모든 입자는 무시되었습니다.
총 곡물 수: 167
곡물이 차지하는 총 투영 면적: 166.917mm²(64.5962 %)
경계가 차지하는 총 예상 면적: (35.4038 %)
입자의 밀도: 0.646285 입자/mm2
결과 및 토론: 3D 표면 경계 측정
획득한 3D 지형 데이터를 사용하여 각 입자의 부피, 높이, 피크, 종횡비 및 일반 형상 정보를 분석할 수 있습니다. 총 3D 면적: 2.525mm3
이 애플리케이션에서는 나노베아 3D 비접촉식 프로파일로미터가 스티로폼 표면을 정밀하게 특성화할 수 있는 방법을 보여주었습니다. 관심 있는 전체 표면 또는 개별 입자(피크 또는 피트)에 대한 통계 정보를 얻을 수 있습니다. 이 예에서는 사용자가 정의한 크기보다 큰 모든 입자를 사용하여 면적, 둘레, 지름 및 높이를 표시했습니다. 여기에 표시된 기능은 바이오 의료에서 미세 가공 응용 분야에 이르기까지 다양한 자연 표면 및 사전 가공된 표면의 연구 및 품질 관리에 중요할 수 있습니다.
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