PL 
EN 
ES 
DE 
FR 
IT 
ZH 
JA 
PT 
TR 
KO 
AR Kategoria: Profilometria | Geometria i kształt
Ocena zużycia i zarysowania drutu miedzianego poddanego obróbce powierzchniowej
Znaczenie oceny zużycia i zarysowania drutu miedzianego
Miedź ma długą historię stosowania w okablowaniu elektrycznym od czasu wynalezienia elektromagnesu i telegrafu. Przewody miedziane są stosowane w szerokiej gamie urządzeń elektronicznych, takich jak panele, mierniki, komputery, maszyny biznesowe i urządzenia, dzięki ich odporności na korozję, możliwości lutowania i wydajności w podwyższonych temperaturach do 150°C. Około połowa wydobywanej miedzi jest wykorzystywana do produkcji przewodów i kabli elektrycznych.
Jakość powierzchni drutu miedzianego ma kluczowe znaczenie dla wydajności i żywotności aplikacji. Mikro defekty w drutach mogą prowadzić do nadmiernego zużycia, inicjacji i propagacji pęknięć, zmniejszenia przewodności i nieodpowiedniej lutowności. Właściwa obróbka powierzchni drutów miedzianych usuwa defekty powierzchniowe powstałe podczas ciągnienia drutu, poprawiając odporność na korozję, zarysowania i zużycie. Wiele zastosowań lotniczych z drutami miedzianymi wymaga kontrolowanego zachowania, aby zapobiec nieoczekiwanym awariom sprzętu. Wymierne i wiarygodne pomiary są potrzebne do prawidłowej oceny odporności na zużycie i zarysowania powierzchni drutu miedzianego.
Cel pomiaru
W tej aplikacji symulujemy kontrolowany proces zużycia różnych obróbek powierzchni drutu miedzianego. Testowanie zarysowań mierzy obciążenie wymagane do spowodowania zniszczenia obrabianej warstwy powierzchniowej. W tym badaniu zaprezentowano Nanoveę Tribometr oraz Tester mechaniczny jako idealne narzędzia do oceny i kontroli jakości przewodów elektrycznych.
Procedura badania i procedury
Współczynnik tarcia (COF) i odporność na zużycie dwóch różnych obróbek powierzchni drutów miedzianych (drut A i drut B) oceniano za pomocą trybometru Nanovea przy użyciu liniowego modułu zużycia posuwisto-zwrotnego. Materiałem przeciwstawnym stosowanym w tym zastosowaniu jest kulka Al₂O₃ (o średnicy 6 mm). Ślad zużycia zbadano za pomocą urządzenia Nanovea Bezkontaktowy profilometr 3D. Parametry testu podsumowano w Tabeli 1.
Gładka kulka Al₂O₃ jako materiał przeciwny została użyta jako przykład w tym badaniu. Każdy materiał lity o innym kształcie i wykończeniu powierzchni może być zastosowany przy użyciu niestandardowego oprzyrządowania, aby zasymulować rzeczywistą sytuację zastosowania.
Tester mechaniczny firmy Nanovea wyposażony w trzpień diamentowy Rockwell C (promień 100 μm) wykonał testy zarysowania drutów powlekanych pod obciążeniem progresywnym z wykorzystaniem trybu mikro zarysowania. Parametry testu zarysowania oraz geometrię końcówki przedstawiono w tabeli 2.
Wyniki i dyskusja
Zużycie drutu miedzianego:
Rysunek 2 przedstawia ewolucję COF drutów miedzianych podczas testów zużycia. Drut A wykazuje stabilny COF na poziomie ~0,4 podczas całej próby zużycia, natomiast drut B wykazuje COF na poziomie ~0,35 w pierwszych 100 obrotach i stopniowo wzrasta do ~0,4.
Rysunek 3 porównuje ślady zużycia drutów miedzianych po testach. Bezkontaktowy profilometr 3D firmy Nanovea oferował doskonałą analizę szczegółowej morfologii śladów zużycia. Pozwala on na bezpośrednie i dokładne określenie objętości śladów zużycia, zapewniając fundamentalne zrozumienie mechanizmu zużycia. Powierzchnia drutu B ma znaczące uszkodzenia po 600 obrotach w teście zużycia. Widok profilometru 3D pokazuje, że warstwa obrabiana powierzchniowo drutu B została całkowicie usunięta, co znacznie przyspieszyło proces zużycia. Pozostawił to spłaszczoną ścieżkę zużycia na drucie B, gdzie odsłonięty jest miedziany substrat. Może to skutkować znacznym skróceniem żywotności urządzeń elektrycznych, w których drut B jest używany. Dla porównania, drut A wykazuje stosunkowo łagodne zużycie, na co wskazuje płytka ścieżka zużycia na powierzchni. Warstwa poddana obróbce powierzchniowej na drucie A nie została usunięta tak jak warstwa na drucie B w tych samych warunkach.
Odporność na zarysowania powierzchni drutu miedzianego:
Na rysunku 4 przedstawiono ślady zarysowań na przewodach po badaniach. Warstwa ochronna drutu A wykazuje bardzo dobrą odporność na zarysowania. Rozwarstwia się przy obciążeniu ~12,6 N. Dla porównania, warstwa ochronna drutu B uległa zniszczeniu przy obciążeniu ~1,0 N. Tak znacząca różnica w odporności na zarysowania dla tych drutów przyczynia się do ich odporności na zużycie, gdzie drut A posiada znacznie większą odporność na zużycie. Ewolucja siły normalnej, COF i głębokości podczas testów zarysowania pokazana na Rys. 5 dostarcza więcej informacji na temat uszkodzenia powłoki podczas testów.
Wniosek
W tym kontrolowanym badaniu zaprezentowaliśmy trybometr Nanovea przeprowadzający ilościową ocenę odporności na zużycie drutów miedzianych poddanych obróbce powierzchniowej oraz tester mechaniczny Nanovea zapewniający wiarygodną ocenę odporności drutów miedzianych na zarysowania. Obróbka powierzchni drutu odgrywa kluczową rolę we właściwościach tribo-mechanicznych w całym okresie eksploatacji. Odpowiednia obróbka powierzchni drutu A znacznie zwiększyła odporność na zużycie i zarysowania, co ma kluczowe znaczenie dla wydajności i żywotności przewodów elektrycznych w trudnych warunkach.
Trybometr Nanovea oferuje precyzyjne i powtarzalne testy zużycia i tarcia przy użyciu trybów obrotowych i liniowych zgodnych z normami ISO i ASTM, z opcjonalnymi modułami zużycia w wysokich temperaturach, smarowania i tribokorozji dostępnymi w jednym wstępnie zintegrowanym systemie. Niezrównana gama urządzeń Nanovea jest idealnym rozwiązaniem do określania pełnego zakresu właściwości trybologicznych cienkich lub grubych, miękkich lub twardych powłok, folii i podłoży.
Analiza powierzchni 3D groszku za pomocą profilometrii bezdotykowej
Znaczenie profilometrii bezkontaktowej dla monet
Waluta jest bardzo ceniona we współczesnym społeczeństwie, ponieważ wymienia się ją na towary i usługi. Monety i banknoty krążą w rękach wielu ludzi. Ciągły transfer waluty fizycznej powoduje deformację powierzchni. Nanovea 3D Profilometr skanuje topografię monet bitych w różnych latach w celu zbadania różnic w ich powierzchni.
Cechy monet są łatwo rozpoznawalne dla ogółu społeczeństwa, ponieważ są to zwykłe przedmioty. Grosz jest idealny, aby przedstawić możliwości zaawansowanego oprogramowania do analizy powierzchni Nanovea: Mountains 3D. Dane powierzchniowe zebrane za pomocą naszego Profilometru 3D pozwalają na zaawansowane analizy złożonej geometrii z odejmowaniem powierzchni i ekstrakcją konturów 2D. Odejmowanie powierzchni za pomocą kontrolowanej maski, stempla lub formy porównuje jakość procesów produkcyjnych, podczas gdy ekstrakcja konturów identyfikuje tolerancje na podstawie analizy wymiarowej. Profilometr 3D i oprogramowanie Mountains 3D firmy Nanovea badają submikronową topografię pozornie prostych obiektów, takich jak grosze.
Cel pomiaru
Pełna górna powierzchnia pięciu groszy została zeskanowana przy użyciu High-Speed Line Sensor firmy Nanovea. Wewnętrzny i zewnętrzny promień każdego grosza został zmierzony przy użyciu oprogramowania do zaawansowanej analizy Mountains. Ekstrakcja z powierzchni każdego grosza w obszarze zainteresowania z bezpośrednim odejmowaniem powierzchni pozwoliła na ilościowe określenie deformacji powierzchni.
Wyniki i dyskusja
Powierzchnia 3D
Profilometr Nanovea HS2000 potrzebował zaledwie 24 sekund na zeskanowanie 4 milionów punktów w obszarze 20mm x 20mm z krokiem 10um x 10um, aby pozyskać powierzchnię grosza. Poniżej znajduje się mapa wysokości i wizualizacja 3D skanowania. Widok 3D pokazuje zdolność czujnika High-Speed do wychwytywania drobnych szczegółów niewidocznych dla oka. Na powierzchni monety widoczne jest wiele małych rys. Tekstura i chropowatość monety widoczne w widoku 3D są badane.
Analiza wymiarowa
Wyodrębniono kontury grosza i w wyniku analizy wymiarowej uzyskano średnicę wewnętrzną i zewnętrzną cechy krawędziowej. Promień zewnętrzny wynosił średnio 9.500 mm ± 0.024, podczas gdy promień wewnętrzny wynosił średnio 8.960 mm ± 0.032. Dodatkowe analizy wymiarowe, jakie może przeprowadzić Mountains 3D na źródłach danych 2D i 3D to pomiary odległości, wysokości stopni, planarności i obliczanie kątów.
Odejmowanie powierzchni
Rysunek 5 przedstawia obszar zainteresowania dla analizy odejmowania powierzchni. Grosz z 2007 roku został użyty jako powierzchnia referencyjna dla czterech starszych groszy. Odejmowanie powierzchni od powierzchni grosza z 2007 roku pokazuje różnice pomiędzy groszami z otworami/dziurkami. Całkowita różnica objętości powierzchni jest uzyskiwana z dodania objętości otworów/szczytów. Błąd RMS odnosi się do tego, jak blisko powierzchnie groszy zgadzają się ze sobą.
Wniosek
Nanovea's High-Speed HS2000L zeskanowała pięć groszy wybitych w różnych latach. Oprogramowanie Mountains 3D porównało powierzchnie każdej monety wykorzystując ekstrakcję konturów, analizę wymiarową i odejmowanie powierzchni. Analiza wyraźnie określa wewnętrzny i zewnętrzny promień pomiędzy groszami, jednocześnie bezpośrednio porównując różnice cech powierzchni. Dzięki zdolności profilometru 3D Nanovea do pomiaru dowolnych powierzchni z rozdzielczością na poziomie nanometrów, w połączeniu z możliwościami analizy Mountains 3D, możliwe zastosowania w badaniach i kontroli jakości są nieskończone.
TERAZ POROZMAWIAJMY O TWOJEJ APLIKACJI
Wymiary i wykończenie powierzchni rur polimerowych
Znaczenie analizy wymiarowej i powierzchniowej rur polimerowych
Rury wykonane z materiału polimerowego są powszechnie stosowane w wielu gałęziach przemysłu, od motoryzacyjnej, medycznej, elektrycznej i wielu innych. W tym badaniu przy użyciu Nanovea badano cewniki medyczne wykonane z różnych materiałów polimerowych Bezkontaktowy profilometr 3D do pomiaru chropowatości powierzchni, morfologii i wymiarów. Chropowatość powierzchni ma kluczowe znaczenie dla cewników, ponieważ wiele problemów z cewnikami, w tym infekcje, urazy fizyczne i stany zapalne mogą być związane z powierzchnią cewnika. Właściwości mechaniczne, takie jak współczynnik tarcia, można również badać poprzez obserwację właściwości powierzchni. Te wymierne dane można uzyskać w celu zapewnienia, że cewnik może być używany w zastosowaniach medycznych.
W porównaniu z mikroskopią optyczną i mikroskopią elektronową, profilometria bezkontaktowa 3D wykorzystująca chromatyzm osiowy jest wysoce preferowana do charakteryzowania powierzchni cewników ze względu na możliwość pomiaru kątów/krzywizn, możliwość pomiaru powierzchni materiałów pomimo ich przezroczystości lub refleksyjności, minimalne przygotowanie próbki i nieinwazyjny charakter. W przeciwieństwie do konwencjonalnej mikroskopii optycznej, wysokość powierzchni może być uzyskana i wykorzystana do analizy obliczeniowej; np. znalezienie wymiarów i usunięcie formy w celu znalezienia chropowatości powierzchni. Posiadanie niewielkiego przygotowania próbki, w przeciwieństwie do mikroskopii elektronowej, oraz bezkontaktowy charakter pozwala również na szybkie zbieranie danych bez obawy o zanieczyszczenie i błąd związany z przygotowaniem próbki.
Cel pomiaru
W tej aplikacji Nanovea 3D Non-Contact Profilometer jest używany do skanowania powierzchni dwóch cewników: jednego wykonanego z TPE (Thermoplastic Elastomer) i drugiego z PVC (Polyvinyl Chloride). Uzyskane i porównane zostaną parametry morfologii, wymiaru promieniowego i wysokości obu cewników.
Wyniki i dyskusja
Powierzchnia 3D
Pomimo krzywizny na rurkach polimerowych, profilometr bezkontaktowy Nanovea 3D może skanować powierzchnię cewników. Z wykonanego skanu można uzyskać obraz 3D do szybkiej, bezpośredniej kontroli wizualnej powierzchni.
Analiza dwuwymiarowa
Zewnętrzny wymiar promieniowy został uzyskany poprzez wyodrębnienie profilu z oryginalnego skanu i dopasowanie łuku do profilu. Pokazuje to zdolność profilometru bezkontaktowego 3D do przeprowadzania szybkiej analizy wymiarowej w zastosowaniach związanych z kontrolą jakości. Można również łatwo uzyskać wiele profili wzdłuż długości cewnika.
Analiza powierzchni Chropowatość
Zewnętrzny wymiar promieniowy został uzyskany poprzez wyodrębnienie profilu z oryginalnego skanu i dopasowanie łuku do profilu. Pokazuje to zdolność profilometru bezkontaktowego 3D do przeprowadzania szybkiej analizy wymiarowej w zastosowaniach związanych z kontrolą jakości. Można również łatwo uzyskać wiele profili wzdłuż długości cewnika.
Wniosek
W tej aplikacji pokazaliśmy, jak bezkontaktowy profilometr Nanovea 3D może być wykorzystany do charakteryzowania rur polimerowych. Konkretnie, metrologia powierzchni, wymiary promieniowe i chropowatość powierzchni zostały uzyskane dla cewników medycznych. Stwierdzono, że promień zewnętrzny cewnika z TPE wynosi 2,40 mm, natomiast cewnika z PVC 1,27 mm. Stwierdzono, że powierzchnia cewnika z TPE jest bardziej szorstka niż cewnika z PVC. Sa TPE wynosiła 0,9740µm w porównaniu z 0,1791µm PVC. Chociaż do badań użyto cewników medycznych, profilometria bezkontaktowa 3D może być stosowana również do wielu różnych powierzchni. Możliwe do uzyskania dane i obliczenia nie są ograniczone do tego, co jest pokazane.
TERAZ POROZMAWIAJMY O TWOJEJ APLIKACJI
Szybkie skanowanie z profilometrią bezkontaktową
Wprowadzenie:
Szybkie i łatwe pomiary powierzchni pozwalają zaoszczędzić czas, wysiłek i są niezbędne w kontroli jakości, badaniach i rozwoju oraz w zakładach produkcyjnych. Nanovea Profilometr bezkontaktowy jest w stanie wykonywać skanowanie powierzchni zarówno 3D, jak i 2D, aby zmierzyć cechy w skali od nano do makro na dowolnej powierzchni, zapewniając szeroki zakres użyteczności.
Chropowatość powierzchni a cechy ogniwa słonecznego
Znaczenie testów paneli słonecznych
Maksymalizacja absorpcji energii przez ogniwa słoneczne jest kluczowa dla przetrwania technologii jako źródła odnawialnego. Wiele warstw powłoki i ochrony szkła pozwala na absorpcję, transmisję i odbicie światła, które jest niezbędne do funkcjonowania ogniw fotowoltaicznych. Biorąc pod uwagę, że większość konsumenckich ogniw słonecznych działa z wydajnością 15-18%, optymalizacja ich wydajności energetycznej jest ciągłą walką.
Badania wykazały, że chropowatość powierzchni odgrywa kluczową rolę w odbijaniu światła. Początkowa warstwa szkła musi być tak gładka, jak to tylko możliwe, aby zmniejszyć współczynnik odbicia światła, ale kolejne warstwy nie spełniają tych wytycznych. Pewien stopień chropowatości jest niezbędny na styku każdej powłoki z inną, aby zwiększyć możliwość rozpraszania światła w odpowiednich strefach zubożenia i zwiększyć absorpcję światła w komórce1. Optymalizacja chropowatości powierzchni w tych regionach pozwala ogniwu słonecznemu działać jak najlepiej, a dzięki szybkiemu czujnikowi Nanovea HS2000 pomiar chropowatości powierzchni można wykonać szybko i dokładnie.
Cel pomiaru
W tym badaniu pokażemy możliwości Nanovea Profilometr HS2000 z czujnikiem High Speed Sensor poprzez pomiar chropowatości powierzchni i cech geometrycznych ogniwa fotowoltaicznego. Na potrzeby tej demonstracji zmierzone zostanie monokrystaliczne ogniwo słoneczne bez ochrony szklanej, ale metodologia ta może być wykorzystywana do różnych innych zastosowań.
Procedura badania i procedury
Do pomiaru powierzchni ogniwa słonecznego zastosowano następujące parametry badawcze.
Wyniki i dyskusja
Poniżej przedstawiono widok ogniwa słonecznego 2D w fałszywym kolorze oraz ekstrakcję powierzchni z odpowiednimi parametrami wysokości. Do obu powierzchni zastosowano filtr gaussowski, a do spłaszczenia wyodrębnionego obszaru użyto bardziej agresywnego indeksu. Wyklucza to formę (lub falistość) większą niż indeks odcięcia, pozostawiając cechy reprezentujące chropowatość ogniwa słonecznego.
Profil został wykonany prostopadle do orientacji linii siatki, aby zmierzyć ich właściwości geometryczne, co zostało przedstawione poniżej. Szerokość linii siatki, wysokość stopnia i nachylenie mogą być mierzone dla każdego konkretnego miejsca na ogniwie słonecznym.
Wniosek
W tym badaniu mogliśmy zaprezentować zdolność czujnika liniowego Nanovea HS2000 do pomiaru chropowatości powierzchni monokrystalicznego ogniwa fotowoltaicznego i jego cech. Dzięki możliwości automatyzacji dokładnych pomiarów wielu próbek i ustawieniu limitów pass fail, czujnik liniowy Nanovea HS2000 jest doskonałym wyborem dla kontroli jakości.
Odnośnik
1 Scholtz, Lubomir. Ladanyi, Libor. Mullerova, Jarmila. "Influence of Surface Roughness on Optical Characteristics of Multilayer Solar Cells " Advances in Electrical and Electronic Engineering, vol. 12, nr 6, 2014, s. 631-638.
TERAZ POROZMAWIAJMY O TWOJEJ APLIKACJI
Przenośność i elastyczność profilometru bezdotykowego Jr25 3D
Zrozumienie i określenie ilościowe powierzchni próbki ma kluczowe znaczenie dla wielu zastosowań, w tym kontroli jakości i badań. Do badania powierzchni często stosuje się profilometry do skanowania i obrazowania próbek. Dużym problemem związanym z konwencjonalnymi przyrządami do profilometrii jest niemożność dostosowania się do niekonwencjonalnych próbek. Trudności w pomiarze niekonwencjonalnych próbek mogą wynikać z rozmiaru próbki, geometrii, braku możliwości przesuwania próbki lub innego niewygodnego przygotowania próbki. Przenośna Nanovea Profilometry bezkontaktowe 3D, seria JR, jest w stanie rozwiązać większość tych problemów dzięki możliwości skanowania powierzchni próbek pod różnymi kątami i przenośności.
Przeczytaj o profilometrze bezkontaktowym Jr25!
Analiza jakościowa metali obrabianych elektroerozyjnie
Obróbka elektroerozyjna (EDM) to proces produkcyjny, w którym materiał jest usuwany za pomocą prądu elektrycznego.
wyładowania [1]. Ten proces obróbki stosuje się zazwyczaj do metali przewodzących, które trudno byłoby
do obróbki konwencjonalnymi metodami.
Jak w przypadku wszystkich procesów obróbki, precyzja i dokładność muszą być wysokie, aby spełnić akceptowalne
poziomy tolerancji. W tej nocie aplikacyjnej, jakość obrabianych metali będzie oceniana za pomocą
Nanovea Bezkontaktowy profilometr 3D.
Lepsze spojrzenie na soczewki poliwęglanowe
Lepsze spojrzenie na soczewki poliwęglanowe
Dowiedz się więcej
Soczewki poliwęglanowe są powszechnie stosowane w wielu aplikacjach optycznych. Ich wysoka odporność na uderzenia, mała masa oraz tani koszt produkcji wielkoseryjnej sprawiają, że w różnych zastosowaniach są bardziej praktyczne niż tradycyjne szkło [1].
Niektóre z tych zastosowań wymagają kryteriów bezpieczeństwa (np. okulary ochronne), złożoności (np. soczewki Fresnela) lub trwałości (np. soczewki świateł drogowych), które trudno spełnić bez użycia tworzyw sztucznych. Możliwość taniego spełnienia wielu wymagań przy zachowaniu wystarczających właściwości optycznych sprawia, że soczewki plastikowe wyróżniają się w swojej dziedzinie. Soczewki poliwęglanowe mają również ograniczenia. Głównym problemem dla konsumentów jest łatwość, z jaką można je zarysować. Aby to zrekompensować, można przeprowadzić dodatkowe procesy w celu nałożenia powłoki antyzadrapaniowej.
Nanovea przygląda się niektórym ważnym właściwościom soczewek plastikowych, wykorzystując nasze trzy instrumenty metrologiczne: Profilometr, Tribometroraz Tester mechaniczny.
Kliknij, aby przeczytać więcej!
Zautomatyzowana profilometria dużych powierzchni płytek drukowanych
Skalowanie procesów produkcyjnych jest konieczne, aby przemysł mógł się rozwijać i nadążać za stale rosnącymi wymaganiami. W miarę skalowania procesu produkcyjnego, narzędzia używane w kontroli jakości również muszą być skalowane. Narzędzia te muszą być szybkie, aby nadążyć za tempem produkcji, a jednocześnie zachować wysoką dokładność, aby spełnić limity tolerancji produktu. Tutaj, Nanovea HS2000 Profilometr, z czujnikiem liniowym, pokazuje swoją wartość jako instrument kontroli jakości z możliwością szybkiej, zautomatyzowanej i wysokorozdzielczej profilometrii wielkopowierzchniowej.
Klip wideo lub App Note: Zautomatyzowana profilometria dużych powierzchni płytek drukowanych
