Kategori Profilometri Testi

Stent Coating Adhesion and Delamination Analysis Using Nano Scratch Testing

Application Note | Stent Coating Adhesion Testing

Stent Coating Adhesion and Delamination Analysis Using Nano Scratch Testing

Quantifying Coating Failure and Adhesion Performance on Drug-Eluting Stents

Research & Experimental Testing

Duanjie Li, PhD

Visual Design & Editorial

Andrew Shore

Giriş

Blood is carried through arteries from the heart to the rest of the body. Any weakening or blockage of these vessels can pose significant health risks and may become life-threatening. A stent is a small mesh tube inserted into the lumen of a blood vessel to treat narrowed or weakened arteries. Stent implantation is now a widely used procedure to support the arterial wall and restore blood flowᶦ.

Metal stent mesh geometry illustrating the structural complexity of vascular implant design.

Why coating adhesion matters in drug-eluting stents

Drug-eluting stents represent a major advancement in stent technology. They incorporate a biodegradable, biocompatible polymer coating that enables controlled drug release at the arterial site, helping to inhibit intimal thickening and reduce the risk of restenosisᶦᶦ.

A critical concern in these systems is the delamination of the polymer coating from the metallic stent substrate. This coating carries the drug-eluting layer, and its adhesion directly impacts device performance and reliability.

To improve coating adhesion, stents are often designed with complex geometries. In this study, the polymer coating is located at the bottom of grooves within the stent mesh. This configuration presents a significant challenge for adhesion measurement.

A reliable method is required to quantitatively evaluate the interfacial strength between the polymer coating and the metal substrate. The small diameter of the stent mesh, comparable to a human hair, combined with its three-dimensional geometry, requires:

ultrafine X-Y positioning accuracy
precise control of applied load
accurate depth measurement during testing

ℹ️ Hakkında daha fazla bilgi edinin nanoindentation and scratch testing lab services for coating adhesion and failure analysis.

Measurement Method

Nano scratch testing is performed using the NANOVEA PB1000 Mekanik Test Cihazı, in Nano Scratch Mode, to evaluate the cohesive and adhesive strength of the polymer coating on the metal mesh of stent samples.

Controlled scratch measurements are carried out on stent geometries with dimensions comparable to a human hair, enabling precise evaluation of coating adhesion on complex stent structures.

NANOVEA PB1000 Advanced

Mekanik Test Cihazı

Test Koşulları

1. Regular Stent Samples

The stent is fixed on the sample stage, with a support wire inserted inside the stent tube to ensure stability during nano scratch testing. The NANOVEA Mechanical Tester is used to perform nano scratch measurements using the parameters summarized in Table 1, to evaluate the cohesive and adhesive strength of the polymer coating on the metal substrate.

Parameter	Value
Load type	İlerici
Initial load	0.05 mN
Final load	300 and 100 mN
Sliding speed	0.5 mm/min
Sliding distance	0.5 mm
Indenter geometry	Konik
Indenter material (tip)	Elmas
Girinti ucu yarıçapı	20 µm
Sıcaklık	24°C (room)

Tablo 1: Test parameters for nano scratch measurements on regular stent samples

2. Grooved Stent Samples

The SEM image in Fig. 1 shows the cross-section of the stent sample. The stent features a groove with a depth of approximately 30 µm. The polymer coating, with a thickness of 10.8 µm, is located at the bottom of the groove.

Standard 60° conical diamond tips are not sharp enough to reach the bottom of the groove without contacting the sidewalls. Therefore, a sharper 40° conical diamond tip is used in this study (Fig. 2).

Nano scratch measurements are performed using the parameters summarized in Table 2.

Parameter	Value
Load type	İlerici
Initial load	0.1 mN
Final load	300 mN
Yükleme oranı	300 mN/min
Scratch length	0.25 mm
Scratch speed	0.25 mm/min
Indenter geometry	40° cone
Indenter material (tip)	Elmas
Girinti ucu yarıçapı	5 µm

Table 2: Test parameters for nano scratch measurements on grooved stent samples

Fig. 1: SEM cross-section of a grooved stent showing polymer coating located at the bottom of the groove, highlighting the challenge of coating adhesion measurement in recessed geometries.

Fig. 2: Schematic of a 40° conical diamond tip designed for nano scratch testing inside stent grooves, enabling accurate adhesion measurement without sidewall interference.

Sonuçlar ve Tartışma

The stent mesh has a diameter of approximately 100 μm, comparable to a human hair. Precise positioning is therefore critical to ensure the scratch test is performed at the center of the stent mesh. The NANOVEA Mechanical Tester provides X–Y positioning accuracy down to 0.25 μm, enabling accurate test placement under the integrated optical microscope.

1. Regular Stent Samples

Nano scratch testing is performed with a progressively increasing load up to 300 mN. The full scratch track on the stent is shown in Fig. 3a, while failure behavior at different stages is presented in Fig. 3b and 3c.

Two critical loads are identified:

Lc1: the load at which the first visible damage appears on the coating
Lc2: the load at which the coating is fully removed and the substrate is exposed

The evolution of coefficient of friction (COF) and penetration depth is shown in Fig. 4, providing insight into the progression of coating failure during the test.

The first signs of coating damage appear at Lc1 ≈ 14.5 mN. As the applied load increases, the diamond tip progressively penetrates the polymer coating, resulting in a wider and deeper scratch track. During this phase, the COF increases from approximately 0.05 to 0.7.

At Lc2 ≈ 78.1 mN, the coating is fully delaminated from the metal substrate. Beyond this point, as the load continues to increase, both COF and penetration depth remain relatively stable due to the mechanical support of the underlying metal substrate.

(a) Full Scratch Track

(b) Lc1 ≈ 14.5 mN

Fig. 3: Nano scratch track on a stent coating under progressively increasing load, showing (a) full scratch path, (b) initial coating failure at Lc1 ≈ 14.5 mN, and (c) complete coating delamination at Lc2 ≈ 78.1 mN.

Fig. 4: Evolution of coefficient of friction (COF) and penetration depth during nano scratch testing of a stent coating under progressively increasing load, showing the progression of coating failure and transition to substrate support.

Failures during nano scratch testing up to a maximum load of 300 mN occur at critical loads below 100 mN. To enable a more quantitative comparison of coating performance, additional tests are performed with a maximum load of 100 mN on two stent samples, referred to as Sample 1 and Sample 2.

Fig. 5 compares the scratch tracks of Sample 1 and Sample 2 after nano scratch testing. Sample 1 exhibits the first sign of coating damage at a critical load of Lc1 ≈ 13.2 mN, while Sample 2 shows initial failure at a higher load of Lc1 ≈ 21.1 mN.

Coating delamination occurs at 62.5 mN for Sample 1. In contrast, the coating on Sample 2 remains intact throughout the test, continuing to protect the metal substrate under the same loading conditions.

This behavior is further reflected in the evolution of coefficient of friction (COF) and penetration depth, as shown in Fig. 6. When the diamond tip penetrates through the coating and contacts the metal substrate in Sample 1, the COF reaches a peak while the penetration depth decreases due to the increased stiffness of the underlying substrate.

(a) Sample 1 – Early Coating Failure

(b) Sample 2 – Improved Coating Integrity

Fig. 5: Comparison of nano scratch tracks for two stent coatings, showing (a) early coating failure and delamination in Sample 1, and (b) improved coating integrity in Sample 2 under the same loading conditions.

Fig. 6: Comparison of coefficient of friction (COF) and penetration depth for Sample 1 and Sample 2 during nano scratch testing, showing earlier substrate contact and higher friction response in Sample 1, indicating weaker coating adhesion.

2. Grooved Stent Samples

As shown in Fig. 1 and Fig. 7, the grooved stent mesh has a diameter of approximately 90 μm, comparable to a human hair. The groove has a width of ~50 μm and a depth of 30 μm. This geometry presents a significant challenge for nano scratch testing, particularly for evaluating coating adhesion at the bottom of the groove.

Precise positioning is critical to locate the scratch test within the groove. The nano scratch test is performed with a progressively increasing load up to 300 mN. The full scratch tracks of grooved stent Samples 3 and 4 are compared in Fig. 7.

The critical load Lc is defined as the load at which the coating fails and the substrate becomes exposed. The evolution of normal load and penetration depth, shown in Fig. 8, provides further insight into the progression of coating failure during testing.

As the applied load increases, the diamond tip progressively penetrates the polymer coating, resulting in a deeper scratch track. When the critical load Lc is reached, the coating delaminates from the metal substrate.

Sample 3 exhibits coating failure at Lc ≈ 126 mN, while Sample 4 fails at a higher load of Lc ≈ 173 mN. This difference indicates stronger adhesion of the coating in Sample 4.

The measured critical loads enable quantitative comparison of coating adhesion performance. Under the same testing conditions, the coating on Sample 4 demonstrates higher resistance to delamination, making it the better-performing candidate in this study.

(d) Sample 4 – Higher Adhesion in Groove (Lc ≈ 173 mN)

Fig. 7: Nano scratch tracks inside stent grooves for Samples 3 and 4, showing (c) coating failure at Lc ≈ 126 mN in Sample 3 and (d) higher adhesion with delayed failure at Lc ≈ 173 mN in Sample 4.

(a) Sample 3 – Earlier Coating Failure (Lc ≈ 126 mN)

(b) Sample 4 – Delayed Failure and Higher Adhesion (Lc ≈ 173 mN)

Fig. 8: Evolution of normal load and penetration depth during nano scratch testing inside stent grooves for Samples 3 and 4, showing earlier coating failure in Sample 3 and delayed failure at higher load in Sample 4. The vertical green line indicates the critical load (Lc) where coating delamination occurs.

Sonuç

This study demonstrates the ability of the NANOVEA Mechanical Tester to quantitatively evaluate the cohesive and adhesive strength of polymer coatings on both regular and grooved stent geometries using nano scratch testing.

The recessed geometry of the stent grooves, approximately 50 μm wide and 30 μm deep, presents a significant challenge for coating adhesion measurement. The high X–Y positioning accuracy of 0.25 μm enables precise placement of the scratch test within these confined regions, allowing direct evaluation of coating performance where failure is most critical.

By applying a controlled, progressively increasing load, critical loads associated with coating failure can be identified and compared across samples. This approach enables reliable differentiation of coating adhesion performance and interfacial integrity, even on small, complex stent structures.

Referanslar

[I] http://www.nhlbi.nih.gov/health/health-topics/topics/stents
[II] http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-99402006000300008

Frequently Asked Questions About Stent Coating Adhesion Testing

What is stent coating adhesion testing?

Stent coating adhesion testing evaluates how strongly a polymer coating is bonded to the metal substrate of a stent. Techniques such as nano scratch testing quantify the load at which coating damage and delamination occur, providing measurable indicators of adhesion strength.

What is critical load (Lc) in nano scratch testing?

Critical load (Lc) is the applied load at which a coating fails during a scratch test.

Lc1 corresponds to the first visible damage in the coating
Lc2 indicates complete coating removal and exposure of the substrate

These values are used to quantify and compare coating adhesion performance.

Why is coating adhesion important in drug-eluting stents?

Coating adhesion directly affects the reliability of drug-eluting stents. Poor adhesion can lead to coating delamination, which may compromise controlled drug release and increase the risk of device failure.

How do you measure coating adhesion inside stent grooves?

Measuring adhesion inside stent grooves requires high positioning accuracy and appropriate indenter geometry. Nano scratch testing with sharp diamond tips allows access to recessed coating regions, enabling direct evaluation of adhesion within complex stent geometries.

What does coefficient of friction (COF) indicate in scratch testing?

The coefficient of friction (COF) reflects changes in surface interaction during the scratch test. A sudden increase in COF often indicates coating failure and contact between the indenter and the underlying metal substrate.

How can nano scratch testing compare different coating formulations?

Nano scratch testing enables direct comparison of coatings by measuring critical loads under controlled conditions. Higher critical loads indicate stronger adhesion and improved resistance to delamination, allowing selection of better-performing coating systems.

Need Reliable Stent Coating Adhesion Testing?

Dental Surface Roughness Measurement & 3D Tooth Topography

Application Note | Dental Surface Characterization

Dental Surface Roughness Measurement and Full 3D Tooth Topography

Surface Roughness Analysis Using Non-Contact Optical Profilometry

Tarafından hazırlanmıştır

Walter Alabiso, PhD; Davide Morrone, MPhys; Andrew Shore, MA

Giriş

The ability to accurately characterize tooth surfaces, including micro-roughness and 3D surface topography at the nanometer scale, enables advanced research and applications in orthodontics and dental materials science. Non-contact optical profilometry provides a precise method for measuring dental surface roughness and analyzing tooth surface morphology without damaging delicate structures. These measurements support the development of composite dental materials that replicate the natural surface roughness of enamel, as well as the design and fabrication of patient-specific dental casts and restorative components.

Low surface roughness plays a primary role in limiting bacterial adhesion and plaque formation, thereby reducing the risk of cavities. An increase in average roughness (Ra) above 2 µm leads to a steep increase in biofilm formation in vivo.¹ An Ra of 0.2 µm is considered the threshold value below which no further reduction in bacterial adhesion can be expected.²

Reconstruction of the tooth’s 3D surface topography enables the fabrication of dental casts, which are essential for accurate diagnosis, treatment planning, and the fabrication of dental appliances.

Non-Contact Optical Profilometry for Dental Surface Analysis

The present study illustrates the potential of NANOVEA’s high-precision non-contact optical profilometers for dental surface roughness measurement and 3D tooth topography analysis. Chromatic Light technology offers significant advantages over classical touch probe techniques. It acquires data points from deep crevices and complex geometries without introducing measurement errors or artifacts caused by local plastic deformation and without requiring extensive data manipulation.

Compared to focus variation systems, single-point optical sensing provides superior lateral and height accuracy, with X/Y resolution below 0.5 µm, maximum vertical resolution of 1.9 nm, and the ability to measure surface angles up to 87°. The technique is effective on transparent, opaque, specular, diffusive, polished, and rough dental surfaces, making it well suited for comprehensive dental surface characterization.

ℹ️ Hakkında daha fazla bilgi edinin non-contact optical profilometry and surface roughness measurement services.

Measurement Method

Bu uygulamada NANOVEA JR25 Non-Contact Optical Profiler was used to analyze the surface roughness and 3D surface topography of an adult human molar previously affected by tooth decay. The side of the tooth was scanned using a PS2–MG140 single-point optical sensor to measure surface roughness parameters over a defined region of interest and along multiple line profiles.

The crown of the tooth was then scanned and reconstructed using a PS5–MG35 single-point optical sensor, which is suited for larger-area acquisition and full 3D tooth topography measurement.

NANOVEA JR25 Portable
Optik Profilometre

Surface Measurement Using NANOVEA Optical Profilometer

Surface roughness measurements were performed on the lateral side of the molar crown, followed by full 3D reconstruction of the crown surface. Separate single-point optical sensors were used to optimize measurement accuracy for both localized roughness analysis and large-area surface topography acquisition.

PS2 – MG140

Surface roughness analysis by area and parallel line profiles on the side of the tooth’s crown.

PS5 – MG35

Full 3D surface reconstruction of the tooth’s crown.

Ölçüm Parametreleri

The following measurement parameters were used for localized surface roughness analysis and full 3D surface reconstruction of the molar crown using NANOVEA single-point optical sensors.

Parameter	Roughness Analysis (Area)	Roughness Analysis (Profiles)	Full 3D Reconstruction
Optical Pen	PS2-MG140	PS2-MG140	PS5-MG35
Z-Range [µm]	300	300	10000
X-Distance [mm]	2.00	3.00	7.50
X-Step Size [µm]	1.70	1.70	10.00
Y-Distance [mm]	2.00	1.00	7.00
Y-Step Size [µm]	1.70	100.00	10.00
Average (Avg)	1	1	1
Measurement Type	Direct	Direct	Direct
Acquisition Mode	Single Frequency	Single Frequency	Double Frequency
Acquisition Rate [Hz]	200	200	100–400
Light Intensity [%]	100	100	100

Optical Profilometry Results

Surface Roughness Analysis (Area)

The PS2 single-point optical sensor was used to investigate fine surface features on the side of the tooth. The image below shows a false-color 2D surface map of the scanned region obtained by non-contact optical profilometry.

A least-squares degree-8 polynomial form removal was applied to isolate the surface roughness component. The roughness filters S-Gaussian 2.5 µm and L-Gaussian 0.8 mm were then applied according to ISO 25178. The resulting filtered surface and corresponding roughness parameters are presented below.

ISO 25178 – Roughness (S-L)
S-filter (λs): Gaussian, 2.5 µm
F: [Workflow] Form removed (LS-poly 8)
L-filter (λc): Gaussian, 0.8 mm
Height Parameters
Sq	2.433	µm	Kök ortalama kare yüksekliği
Ssk	-0.102		Çarpıklık
Sku	3.715		Kurtosis
Sp	18.861	µm	Maksimum tepe yüksekliği
Sv	16.553	µm	Maximum pit depth
Sz	35.414	µm	Maksimum yükseklik
Sa	1.888	µm	Aritmetik ortalama yükseklik

The average surface roughness Sa is 1.888 µm, while the peak-to-valley height Sz reaches 35.414 µm.

A 3D surface rendering of the filtered area is shown below for visualization.

Roughness Analysis (Profiles)

Surface roughness profiles were measured using a series of 11 parallel line scans along the X direction on the side of the tooth. The false-color 2D surface map of the raw scan is shown below.

The surface form was removed using a least-squares 8-degree polynomial prior to applying the metrological filters, leaving the residual surface shown below.

A statistical analysis of the measured surface roughness profiles reveals the following line roughness parameters.

		Description	Mean	Std dev	Min	Max
ISO 4287 – Roughness (S-L)
F: Hiçbiri
S-filter (λs): Gaussian, 2.5 µm
L-filter (λc): Gaussian, 0.8 mm
Evaluation length: All λc (3)
Amplitude Parameters – Roughness Profile
Rp	µm	Maximum peak height of the roughness profile	5.683	0.761	4.315	6.610
Rv	µm	Maximum valley depth of the roughness profile	6.242	1.009	4.701	8.438
Rz	µm	Maximum height of roughness profile	11.925	1.676	9.123	15.048
Ra	µm	Arithmetic mean deviation of the roughness profile	2.063	0.297	1.710	2.629
Rq	µm	Root-mean-square (RMS) deviation of the roughness profile	2.523	0.361	2.057	3.175

F: Hiçbiri

S-filter (λs): Gaussian, 2.5 µm

L-filter (λc): Gaussian, 0.8 mm

Evaluation length: All λc (3)

The value of Ra is consistent with the Sa value extracted from the surface area measurement.

Different metrological filters can be applied to distinguish between macroscopic waviness and microscopic surface roughness. For example, a coarser filter cut-off, such as the 8 mm cut-off used with the Robust Gaussian order-2 filter, produces a smoother waviness profile (red) that is less sensitive to sharp local variations and follows the original surface profile more loosely.

Alternatively, a finer cut-off (e.g., 0.08 mm) enables the analysis of micro-roughness by removing the waviness component that follows the original profile at a larger scale, leaving the finer surface roughness features of the tooth visible.

The microroughness analysis obtained using a 0.08 mm L-Gaussian filter is presented below.

		Description	Mean	Std dev	Min	Max
ISO 4287 – Roughness (S-L)
F: Hiçbiri
S-filter (λs): Gaussian, 2.5 µm
L-filter (λc): Gaussian, 0.08 mm
Evaluation length: All λc (37)
Amplitude Parameters – Roughness Profile
Rp	µm	Maximum peak height of the roughness profile	1.582	0.122	1.342	1.748
Rv	µm	Maximum valley depth of the roughness profile	1.466	0.119	1.254	1.661
Rz	µm	Maximum height of roughness profile	3.049	0.196	2.820	3.409
Ra	µm	Arithmetic mean deviation of the roughness profile	0.495	0.047	0.423	0.597
Rq	µm	Root-mean-square (RMS) deviation of the roughness profile	0.643	0.056	0.562	0.762

F: Hiçbiri

S-filter (λs): Gaussian, 2.5 µm

L-filter (λc): Gaussian, 0.8 mm

Evaluation length: All λc (3)

Full 3D Tooth Surface Topography Reconstruction

The extended Z-scan range of the PS5 optical sensor enables high-fidelity scanning of the entire tooth crown surface. The resulting 3D surface topography is shown below.

2D VIEW: 2D surface map of the tooth crown measured with optical profilometry

3D VIEW: High-fidelity 3D rendering of the molar crown surface obtained with optical profilometry

Sonuç

In this application, the NANOVEA JR25 Non-Contact Optical Profiler was used to measure the surface roughness and 3D surface topography of an adult human molar.

Both the area scan and the line profile analysis revealed a roughness Rq of approximately 2.5 µm and an Ra of about 1.9–2.0 µm. These values are consistent with results reported in the literature.³ The use of a narrower L-Gaussian filter with an 80 µm cut-off enabled further investigation of micro-roughness, revealing an Rq of 0.643 µm and an Ra of 0.495 µm.

The full 3D surface topography of the molar crown was reconstructed with high fidelity. The high measurement resolution allows detection of fine surface features and crevices. The resulting surface data can be easily processed and exported as STL files, enabling the design and fabrication of customized dental devices and restorative components.

Referanslar

[1] Shin, B.W., et al. Surface Roughness of Prefabricated Pediatric Zirconia Crowns Following Simulated Toothbrushing. Pediatric Dentistry 44.5 (2022): 363–367.
[2] Bollen, C.M.L., Paul Lambrechts, and Marc Quirynen. Comparison of surface roughness of oral hard materials to the threshold surface roughness for bacterial plaque retention: A review of the literature. Dental Materials 13.4 (1997): 258–269.
[3] Suputtamongkol, K., et al. Surface roughness resulting from wear of lithia-disilicate-based posterior crowns. Wear 269.3–4 (2010): 317–322.

Frequently Asked Questions About Dental Surface Roughness Measurement

What is dental surface roughness measurement?

Dental surface roughness measurement quantifies the microscopic texture of tooth surfaces using parameters such as Ra, Rq, and Sa. Optical profilometers measure these features without contacting the surface, allowing accurate analysis of enamel, restorative materials, and dental crowns.

Why use optical profilometry to measure tooth roughness?

Optical profilometry provides non-contact surface measurement with nanometer-scale vertical resolution. It captures 2D surface maps and full 3D surface topography of dental structures without damaging soft or polished surfaces.

What roughness parameters are used for dental surface analysis?

Common roughness parameters include Ra (arithmetic mean roughness), Rq (root mean square roughness), Sa (areal roughness), and Sz (maximum surface height). These parameters help evaluate enamel wear, plaque adhesion risk, and the performance of restorative materials.

Why is surface roughness important in dentistry?

Surface roughness affects plaque retention, wear resistance, and the long-term performance of dental restorations. Controlling micro-roughness can reduce bacterial adhesion and improve the durability of dental materials.

Need Reliable Surface Roughness Measurement for Dental Materials?

Bilye Dövülmüş Yüzey Analizi

PİLLENMİŞ YÜZEY ANALİZİ

3D TEMASSIZ PROFİLOMETRE KULLANIMI

Tarafından hazırlanmıştır

CRAIG LEISING

GİRİŞ

Bilyalı dövme, bir alt tabakanın küresel metal, cam veya seramik boncuklarla (genelde "shot" olarak anılır) yüzeyde plastisite oluşturmayı amaçlayan bir kuvvetle bombardımana tutulduğu bir işlemdir. Dövme öncesi ve sonrası özelliklerin analiz edilmesi, süreç kavrayışını ve kontrolünü geliştirmek için çok önemli bilgiler sağlar. Yüzey pürüzlülüğü ve çekimin bıraktığı çukurların kapsama alanı özellikle ilgi çekici yönlerdir.

Shot-Peened Yüzey Analizi için 3D Temassız Profilometrenin Önemi

Geleneksel olarak bilyalı dövmeli yüzey analizi için kullanılan geleneksel temaslı profilometrelerin aksine, 3D temassız ölçüm, kapsama alanı ve yüzey topografyasının daha kapsamlı anlaşılmasını sağlamak için eksiksiz bir 3D görüntü sağlar. 3D yetenekleri olmadan, bir inceleme yalnızca 2D bilgilerine dayanacaktır ve bu da bir yüzeyin karakterize edilmesi için yeterli değildir. Topografyayı, kapsama alanını ve pürüzlülüğü 3 boyutlu olarak anlamak, dövme sürecini kontrol etmek veya iyileştirmek için en iyi yaklaşımdır. NANOVEA'lar 3D Temassız Profilometreler İşlenmiş ve dövülmüş yüzeylerde bulunan dik açıları ölçmek için benzersiz bir yeteneğe sahip Chromatic Light teknolojisini kullanır. Ayrıca diğer teknikler prob teması, yüzey değişimi, açı veya yansıma nedeniyle güvenilir veri sağlayamadığında NANOVEA Profilometreler başarılı olur.

ÖLÇÜM HEDEFI

Bu uygulamada, NANOVEA ST400 Temassız Profilometre, karşılaştırmalı bir inceleme için ham maddeyi ve iki farklı şekilde dövülmüş yüzeyi ölçmek için kullanılır. 3D yüzey taramasından sonra otomatik olarak hesaplanabilen sonsuz bir yüzey parametreleri listesi vardır. Burada, 3B yüzeyi gözden geçireceğiz ve pürüzlülük, çukurlar ve yüzey alanını ölçmek ve araştırmak da dahil olmak üzere daha fazla analiz için ilgi alanlarını seçeceğiz.

NANOVEA ST400 Standart
Optik 3D Profilometre

ÖRNEK

SONUÇLAR

ÇELİK YÜZEY

ISO 25178 3D PÜRÜZLÜLÜK PARAMETRELERİ

SA	0,399 mikron	Ortalama Pürüzlülük
Sq	0,516 mikron	RMS Pürüzlülüğü
Sz	5.686 mikron	Maksimum Zirveden Vadiye
Sp	2,976 mikron	Maksimum Tepe Yüksekliği
Sv	2,711 mikron	Maksimum Çukur Derinliği
Sku	3.9344	Kurtosis
Ssk	-0.0113	Çarpıklık
Sal	0,0028 mm	Otomatik Korelasyon Uzunluğu
Sokak	0.0613	Doku En Boy Oranı
Sdar	26.539 mm²	Yüzey alanı
Svk	0,589 mikron	Azaltılmış Vadi Derinliği

SONUÇLAR

Dövülmüş YÜZEY 1

YÜZEY KAPLAMASI 98.105%

ISO 25178 3D PÜRÜZLÜLÜK PARAMETRELERİ

Sa	4.102 mikron	Ortalama Pürüzlülük
Sq	5.153 mikron	RMS Pürüzlülüğü
Sz	44.975 mikron	Maksimum Zirveden Vadiye
Sp	24.332 mikron	Maksimum Tepe Yüksekliği
Sv	20.644 mikron	Maksimum Çukur Derinliği
Sku	3.0187	Kurtosis
Ssk	0.0625	Çarpıklık
Sal	0,0976 mm	Otomatik Korelasyon Uzunluğu
Sokak	0.9278	Doku En Boy Oranı
Sdar	29.451 mm²	Yüzey alanı
Svk	5.008 mikron	Azaltılmış Vadi Derinliği

SONUÇLAR

Dövülmüş YÜZEY 2

YÜZEY KAPLAMASI 97.366%

ISO 25178 3D PÜRÜZLÜLÜK PARAMETRELERİ

Sa	4.330 mikron	Ortalama Pürüzlülük
Sq	5.455 mikron	RMS Pürüzlülüğü
Sz	54.013 mikron	Maksimum Zirveden Vadiye
Sp	25.908 mikron	Maksimum Tepe Yüksekliği
Sv	28.105 mikron	Maksimum Çukur Derinliği
Sku	3.0642	Kurtosis
Ssk	0.1108	Çarpıklık
Sal	0,1034 mm	Otomatik Korelasyon Uzunluğu
Sokak	0.9733	Doku En Boy Oranı
Sdar	29.623 mm²	Yüzey alanı
Svk	5.167 mikron	Azaltılmış Vadi Derinliği

SONUÇ

Bu bilyeli yüzey analizi uygulamasında, NANOVEA ST400 3D Temassız Profil Oluşturucunun, dövülmüş bir yüzeyin hem topografyasını hem de nanometre ayrıntılarını tam olarak nasıl karakterize ettiğini gösterdik. Hem Yüzey 1'in hem de Yüzey 2'nin, ham maddeye kıyasla burada bildirilen tüm parametreler üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu açıktır. Görüntülerin basit bir görsel incelemesi, yüzeyler arasındaki farklılıkları ortaya çıkarır. Bu, kapsama alanı ve listelenen parametreler gözlemlenerek daha da doğrulanır. Yüzey 2 ile karşılaştırıldığında, Yüzey 1 daha düşük bir ortalama pürüzlülük (Sa), daha sığ çentikler (Sv) ve azaltılmış yüzey alanı (Sdar) sergiler, ancak biraz daha yüksek kapsama alanı gösterir.

Bu 3B yüzey ölçümlerinden, ilgili alanlar kolayca belirlenebilir ve Pürüzlülük, Bitiş, Doku, Şekil, Topografya, Yassılık, Çarpıklık, Düzlemsellik, Hacim, Adım Yüksekliği ve diğerleri dahil olmak üzere kapsamlı bir ölçüm dizisine tabi tutulabilir. Ayrıntılı analiz için bir 2B kesit hızla seçilebilir. Bu bilgi, eksiksiz bir yüzey ölçüm kaynakları yelpazesi kullanılarak, dövülmüş yüzeylerin kapsamlı bir şekilde araştırılmasına olanak tanır. Belirli ilgi alanları, entegre bir AFM modülü ile daha fazla incelenebilir. NANOVEA 3D Profilometreler, 200 mm/sn'ye varan hızlar sunar. Boyut, hız, tarama özellikleri açısından özelleştirilebilirler ve hatta Sınıf 1 Temiz Oda standartlarına bile uyum sağlayabilirler. İndeksleme Konveyörü ve Inline veya Online kullanım için entegrasyon gibi seçenekler de mevcuttur.

Bu notta gösterilen numuneyi sağlayan IMF'den Bay Hayden'a özel teşekkürler. Industrial Metal Finishing Inc. | indmetfin.com

Benzer bir uygulamanız var mı?

Boya Yüzey Morfolojisi

BOYA YÜZEY MORFOLOJİSİ

OTOMATİK GERÇEK ZAMANLI GELİŞİM İZLEME
NANOVEA 3D PROFİLOMETRE KULLANIMI

Tarafından hazırlanmıştır

DUANJIE LI, PhD

GİRİŞ

Boyanın koruyucu ve dekoratif özellikleri, otomotiv, denizcilik, askeriye ve inşaat dahil olmak üzere çeşitli endüstrilerde önemli bir rol oynamaktadır. Korozyon direnci, UV koruması ve aşınma direnci gibi istenen özellikleri elde etmek için boya formülleri ve mimarileri dikkatli bir şekilde analiz edilir, değiştirilir ve optimize edilir.

KURUTMA BOYA YÜZEY MORFOLOJİSİ ANALİZİ İÇİN 3D TEMASSIZ PROFİLOMETRE ÖNEMİ

Boya genellikle sıvı halde uygulanır ve solventlerin buharlaştırılmasını ve sıvı boyanın katı bir filme dönüştürülmesini içeren bir kurutma işlemine tabi tutulur. Kurutma işlemi sırasında, boya yüzeyi kademeli olarak şeklini ve dokusunu değiştirir. Boyanın yüzey gerilimini ve akış özelliklerini değiştirmek için katkı maddeleri kullanılarak farklı yüzey kaplamaları ve dokular geliştirilebilir. Ancak, kötü formüle edilmiş bir boya tarifi veya uygun olmayan yüzey işlemi durumlarında, istenmeyen boya yüzey arızaları meydana gelebilir.

Kuruma süresi boyunca boya yüzey morfolojisinin yerinde doğru bir şekilde izlenmesi, kuruma mekanizmasına doğrudan bir bakış sağlayabilir. Dahası, yüzey morfolojilerinin gerçek zamanlı gelişimi, 3D baskı gibi çeşitli uygulamalarda çok faydalı bir bilgidir. NANOVEA 3D Temassız Profilometreler Malzemelerin boya yüzey morfolojisini numuneye dokunmadan ölçerek kayan kalem gibi temas teknolojilerinin neden olabileceği şekil değişikliklerini önleyin.

ÖLÇÜM HEDEFI

Bu uygulamada, yüksek hızlı hat optik sensörü ile donatılmış NANOVEA ST500 Temassız Profilometre, 1 saatlik kuruma süresi boyunca boya yüzey morfolojisini izlemek için kullanılır. NANOVEA Temassız Profilometrenin, sürekli şekil değiştiren malzemelerin otomatikleştirilmiş gerçek zamanlı 3D profil ölçümünü sağlama yeteneğini sergiliyoruz.

NANOVEA ST500 Geniş Alan
Optik 3D Profilometre

SONUÇLAR & TARTIŞMA

Boya, bir metal levhanın yüzeyine uygulandı ve hemen ardından, yüksek hızlı bir hat sensörü ile donatılmış NANOVEA ST500 Temassız Profilometre kullanılarak yerinde kuruyan boyanın morfoloji gelişiminin otomatik ölçümleri yapıldı. 3D yüzey morfolojisini belirli zaman aralıklarında otomatik olarak ölçmek ve kaydetmek için bir makro programlanmıştır: 0, 5, 10, 20, 30, 40, 50 ve 60 dakika. Bu otomatikleştirilmiş tarama prosedürü, kullanıcıların belirlenen prosedürleri sırayla çalıştırarak tarama görevlerini otomatik olarak gerçekleştirmesini sağlayarak manuel test veya tekrarlanan taramalara kıyasla eforu, zamanı ve olası kullanıcı hatalarını önemli ölçüde azaltır. Bu otomasyon, farklı zaman aralıklarında çoklu taramaları içeren uzun vadeli ölçümler için son derece yararlı olduğunu kanıtlıyor.

Optik hat sensörü, ŞEKİL 1'de gösterildiği gibi 192 noktadan oluşan parlak bir çizgi oluşturur. Bu 192 ışık noktası numune yüzeyini aynı anda tarayarak tarama hızını önemli ölçüde artırır. Bu, her bir ayrı tarama sırasında önemli yüzey değişikliklerinden kaçınmak için her 3B taramanın hızlı bir şekilde tamamlanmasını sağlar.

ŞEKİL 1: Kuruyan boyanın yüzeyini tarayan optik hat sensörü.

Temsili zamanlarda kuruyan boya topografyasının yanlış renk görünümü, 3B görünümü ve 2B profili sırasıyla ŞEKİL 2, ŞEKİL 3 ve ŞEKİL 4'te gösterilmektedir. Görüntülerdeki yanlış renk, kolayca fark edilemeyen özelliklerin algılanmasını kolaylaştırır. Farklı renkler, numune yüzeyinin farklı alanlarındaki yükseklik değişikliklerini temsil eder. 3D görünüm, kullanıcıların boya yüzeyini farklı açılardan gözlemlemesi için ideal bir araç sağlar. Testin ilk 30 dakikasında, boya yüzeyindeki sahte renkler kademeli olarak daha sıcak tonlardan daha soğuk tonlara doğru değişir ve bu süre içinde boyda kademeli bir azalma olduğunu gösterir. Boyayı 30 ve 60 dakikada karşılaştırırken hafif renk değişiminin gösterdiği gibi bu süreç yavaşlar.

Boya kuruma süresinin bir fonksiyonu olarak ortalama numune yüksekliği ve pürüzlülük Sa değerleri ŞEKİL 5'te çizilmiştir. 0, 30 ve 60 dakika kuruma süresinden sonra boyanın tam pürüzlülük analizi TABLO 1'de listelenmiştir. boya yüzeyinin ortalama yüksekliği, kuruma süresinin ilk 30 dakikasında hızla 471 µm'den 329 µm'ye düşer. Yüzey dokusu, çözücünün buharlaşmasıyla aynı anda gelişir ve pürüzlülük Sa değerinin 7,19'dan 22,6 µm'ye yükselmesine yol açar. Boya kurutma işlemi daha sonra yavaşlar ve 60 dakikada numune yüksekliğinin ve Sa değerinin kademeli olarak sırasıyla 317 µm ve 19,6 µm'ye düşmesine neden olur.

Bu çalışma, NANOVEA 3D Temassız Profilometrenin, kuruyan boyanın 3D yüzey değişikliklerini gerçek zamanlı olarak izleme konusundaki yeteneklerini vurgulayarak, boya kurutma işlemine ilişkin değerli bilgiler sağlar. Profilometre, numuneye dokunmadan yüzey morfolojisini ölçerek, kayan prob ucu gibi temas teknolojileriyle meydana gelebilecek, kurumamış boyaya şekil değişikliklerinin getirilmesini önler. Bu temassız yaklaşım, kuruyan boya yüzeyi morfolojisinin doğru ve güvenilir analizini sağlar.

ŞEKİL 2: Farklı zamanlarda kuruyan boya yüzey morfolojisinin gelişimi.

ŞEKİL 3: Farklı kuruma sürelerinde boya yüzeyi gelişiminin 3 boyutlu görünümü.

ŞEKİL 4: Farklı kuruma sürelerinden sonra boya numunesi boyunca 2B profil.

ŞEKİL 5: Boya kuruma süresinin bir fonksiyonu olarak ortalama numune yüksekliği ve pürüzlülük değeri Sa'nın gelişimi.

ISO 25178 - Yüzey Dokusu Parametreleri

Kuruma süresi (dk)	0	5	10	20	30	40	50	60
Kare (µm)	7.91	9.4	10.8	20.9	22.6	20.6	19.9	19.6
Sku	26.3	19.8	14.6	11.9	10.5	9.87	9.83	9.82
Hız (µm)	97.4	105	108	116	125	118	114	112
Sv (µm)	127	70.2	116	164	168	138	130	128
Sz (µm)	224	175	224	280	294	256	244	241
Sa (µm)	4.4	5.44	6.42	12.2	13.3	12.2	11.9	11.8

TABLO 1: Farklı kuruma sürelerinde boya pürüzlülüğü.

SONUÇ

Bu uygulamada, kurutma işlemi sırasında boya yüzeyi morfolojisinin gelişimini izlemede NANOVEA ST500 3D Temassız Profilometrenin yeteneklerini sergiledik. Numune yüzeyini aynı anda tarayan 192 ışık noktalı bir çizgi oluşturan yüksek hızlı optik çizgi sensörü, eşsiz doğruluk sağlarken çalışmayı zamandan tasarruf ettirdi.

Edinme yazılımının makro işlevi, yerinde 3B yüzey morfolojisinin otomatik ölçümlerinin programlanmasına izin vererek, belirli hedef zaman aralıklarında çoklu taramaları içeren uzun vadeli ölçümler için özellikle yararlı hale getirir. Kullanıcı hataları için zamanı, çabayı ve potansiyeli önemli ölçüde azaltır. Yüzey morfolojisindeki aşamalı değişiklikler, boya kurudukça sürekli olarak izlenir ve gerçek zamanlı olarak kaydedilir, bu da boya kuruma mekanizması hakkında değerli bilgiler sağlar.

Burada gösterilen veriler, analiz yazılımında bulunan hesaplamaların yalnızca bir kısmını temsil etmektedir. NANOVEA Profilometreler, şeffaf, koyu, yansıtıcı veya opak olsun, hemen hemen her yüzeyi ölçebilir.

Benzer bir uygulamanız var mı?

Tribometre Kullanarak Döşemenin Aşamalı Aşınma Haritalaması

Zemin Aşınma Testi

Entegre profilometreli tribometre kullanarak döşeme kaplamalarının aşınma haritasının aşamalı olarak çıkarılması

Tarafından hazırlanmıştır

FRANK LIU

GİRİŞ

Zemin kaplama malzemeleri dayanıklı olacak şekilde tasarlanmıştır ancak genellikle hareket ve mobilya kullanımı gibi günlük aktivitelerden dolayı aşınma ve yıpranmaya maruz kalırlar. Uzun ömürlü olmalarını sağlamak için çoğu zemin kaplaması hasara karşı dayanıklı koruyucu bir aşınma katmanına sahiptir. Ancak aşınma tabakasının kalınlığı ve dayanıklılığı döşeme tipine ve yaya trafiğinin seviyesine bağlı olarak değişiklik göstermektedir. Ayrıca zemin yapısındaki UV kaplamalar, dekoratif katmanlar ve sır gibi farklı katmanların aşınma oranları da farklılık gösterir. Aşamalı aşınma haritalamanın devreye girdiği yer burasıdır. NANOVEA T2000 Tribometreyi entegre bir şekilde kullanmak 3D Temassız ProfilometreDöşeme malzemelerinin performansının ve ömrünün hassas bir şekilde izlenmesi ve analizi yapılabilir. Bilim insanları ve teknik profesyoneller, çeşitli zemin kaplama malzemelerinin aşınma davranışı hakkında ayrıntılı bilgi sağlayarak yeni zemin kaplama sistemlerini seçerken ve tasarlarken daha bilinçli kararlar verebilirler.

ZEMİN PANELLERİ İÇİN AŞAMALI AŞINMA HARİTALAMASININ ÖNEMİ

Zemin testleri geleneksel olarak aşınmaya karşı dayanıklılığını belirlemek için bir numunenin aşınma oranına odaklanmıştır. Ancak aşamalı aşınma haritalaması, test boyunca numunenin aşınma oranının analiz edilmesine olanak tanıyarak aşınma davranışı hakkında değerli bilgiler sağlar. Bu derinlemesine analiz, sürtünme verileri ile aşınma oranı arasında korelasyon kurulmasına olanak tanıyarak aşınmanın temel nedenlerini belirleyebilir. Aşınma oranlarının aşınma testleri boyunca sabit olmadığı unutulmamalıdır. Bu nedenle, aşınmanın ilerleyişini gözlemlemek numunenin aşınması hakkında daha doğru bir değerlendirme sağlar. Geleneksel test yöntemlerinin ötesine geçerek, aşamalı aşınma haritalamasının benimsenmesi, zemin testi alanında önemli ilerlemelere katkıda bulunmuştur.

Entegre 3D Temassız Profilometreye sahip NANOVEA T2000 Tribometre, aşınma testi ve hacim kaybı ölçümleri için çığır açan bir çözümdür. Pim ile profilometre arasında hassas bir şekilde hareket etme yeteneği, aşınma izi yarıçapındaki veya konumundaki herhangi bir sapmayı ortadan kaldırarak sonuçların güvenilirliğini garanti eder. Ancak hepsi bu kadar değil; 3D Temassız Profilometrenin gelişmiş özellikleri, yüksek hızlı yüzey ölçümlerine olanak tanıyarak tarama süresini yalnızca saniyelere indirir. 2.000 N'ye kadar yük uygulama ve 5.000 rpm'ye kadar eğirme hızlarına ulaşma kapasitesiyle NANOVEA T2000 Tribometre değerlendirme sürecinde çok yönlülük ve hassasiyet sunar. Bu ekipmanın aşamalı aşınma haritalamasında hayati bir rol oynadığı açıktır.

ŞEKİL 1: Aşınma testinden önce numune kurulumu (solda) ve aşınma izinin aşınma testi sonrası profilometrisi (sağda).

ÖLÇÜM HEDEFI

Aşamalı aşınma haritalama testi iki tip döşeme malzemesi üzerinde gerçekleştirilmiştir: taş ve ahşap. Her numune, zaman içindeki aşınmanın karşılaştırılmasına olanak tanıyan 2, 4, 8, 20, 40, 60 ve 120 saniyelik artan test süreleri ile toplam 7 test döngüsüne tabi tutulmuştur. Her test döngüsünden sonra, aşınma izinin profili NANOVEA 3D Temassız Profilometre kullanılarak çıkarılmıştır. Profilometre tarafından toplanan verilerden, deliğin hacmi ve aşınma oranı, NANOVEA Tribometer yazılımındaki veya yüzey analiz yazılımımız Mountains'deki entegre özellikler kullanılarak analiz edilebilir.

NANOVEA T2000 Yüksek Yük
Pnömatik Tribometre

ÖRNEKLER

AŞINMA HARITALAMA TEST PARAMETRELERI

YÜKLE	40 N
TEST SÜRESİ	değişir
HIZ	200 rpm
RADIUS	10 mm
MESAFE	değişir
KÜRESEL MALZEME	Tungsten Karbür
KÜRESEL ÇAP	10 mm

Yedi döngü boyunca kullanılan test süreleri şöyleydi 2, 4, 8, 20, 40, 60 ve 120 saniyesırasıyla. Kat edilen mesafeler 0.40, 0.81, 1.66, 4.16, 8.36, 12.55 ve 25.11 metre.

AŞINMA HARITALAMA SONUÇLARI

Ahşap Döşeme

*Test Döngüsü*	*Maksimum COF*	*Min COF*	*Avg. COF*
1	0.335	0.124	0.275
2	0.337	0.207	0.295
3	0.380	0.229	0.329
4	0.393	0.265	0.354
5	0.352	0.205	0.314
6	0.345	0.199	0.312
7	0.315	0.211	0.293

RADYAL YÖNLENDİRME

*Test Döngüsü*	*Toplam Hacim Kaybı (µm3*	Toplam Mesafe Seyahat Edilen (m)	Aşınma Oranı (mm/Nm) x10^-5	Anlık Aşınma Oranı (mm/Nm) x10^-5
1	296247687	0.40	1833.746	1833.746
2	355245227	1.22	1093.260	181.5637
3	596371326	2.88	898.242	363.1791
4	883747767	7.04	530.629	172.5496
5	1207179951	15.40	360.889	96.69074
6	1472745318	27.95	293.329	52.89311
7	1851319210	53.06	184.343	37.69599

ŞEKİL 2: Kat edilen toplam mesafeye karşı aşınma oranı (solda)
ve ahşap döşeme için test döngüsüne karşı anlık aşınma oranı (sağda).

ŞEKİL 3: COF grafiği ve ahşap zemin üzerindeki #7 testinden aşınma izinin 3D görünümü.

ŞEKİL 4: Test #7'den Ahşap Aşınma İzinin Kesit Analizi

ŞEKİL 5: Ahşap Numune Testi #7 üzerindeki Aşınma İzinin Hacim ve Alan Analizi.

Tüm sonuç detayları için buraya tıklayın.

AŞINMA HARITALAMA SONUÇLARI

Taş Döşeme

*Test Döngüsü*	*Maksimum COF*	*Min COF*	*Avg. COF*
1	0.249	0.035	0.186
2	0.349	0.197	0.275
3	0.294	0.154	0.221
4	0.503	0.124	0.273
5	0.548	0.106	0.390
6	0.510	0.129	0.434
7	0.527	0.181	0.472

RADYAL YÖNLENDİRME

*Test Döngüsü*	*Toplam Hacim Kaybı (µm3*	Toplam Mesafe Seyahat Edilen (m)	Aşınma Oranı (mm/Nm) x10^-5	Anlık Aşınma Oranı (mm/Nm) x10^-5
1	96278846	0.40	595.957	595.9573
2	804289731	1.22	2475.185	2178.889
3	1316147855	2.88	1982.355	770.9501
4	3136530215	7.04	1883.269	1093.013
5	10821732180	15.40	3235.180	2297.508
6	20174960343	27.95	4018.282	1862.899
7	42512063420	53.06	4233.081	2224.187

ŞEKİL 6: Kat edilen toplam mesafeye karşı aşınma oranı (solda)
ve taş döşeme için test döngüsüne karşı anlık aşınma oranı (sağda).

ŞEKİL 7: COF grafiği ve taş zemin üzerindeki #7 testinden aşınma izinin 3D görünümü.

ŞEKİL 8: Test #7'den Taş Aşınma İzinin Kesit Analizi.

ŞEKİL 9: Taş Numune Testi #7 üzerindeki Aşınma İzinin Hacim ve Alan Analizi.

Tüm sonuç detayları için buraya tıklayın.

TARTIŞMA

Anlık aşınma oranı aşağıdaki denklem ile hesaplanır:

V'nin bir deliğin hacmi, N'nin yük ve X'in toplam mesafe olduğu bu denklem, test döngüleri arasındaki aşınma oranını tanımlar. Anlık aşınma oranı, test boyunca aşınma oranındaki değişiklikleri daha iyi tanımlamak için kullanılabilir.

Her iki numune de çok farklı aşınma davranışlarına sahiptir. Zaman içinde, ahşap döşeme yüksek bir aşınma oranıyla başlar ancak hızla daha küçük, sabit bir değere düşer. Taş döşeme için aşınma oranı düşük bir değerden başlıyor ve döngüler boyunca daha yüksek bir değere doğru eğilim gösteriyor. Anlık aşınma oranı da çok az tutarlılık göstermektedir. Farklılığın spesifik nedeni kesin değildir ancak numunelerin yapısından kaynaklanıyor olabilir. Taş döşeme, ahşabın kompakt yapısına kıyasla farklı şekilde aşınacak olan gevşek tanecik benzeri parçacıklardan oluşuyor gibi görünmektedir. Bu aşınma davranışının nedenini belirlemek için ek test ve araştırmalara ihtiyaç duyulacaktır.

Sürtünme katsayısından (COF) elde edilen veriler, gözlemlenen aşınma davranışıyla uyumlu görünmektedir. Ahşap döşeme için COF grafiği, sabit aşınma oranını tamamlayacak şekilde döngüler boyunca tutarlı görünmektedir. Taş döşeme için ortalama COF, aşınma oranının da döngülerle birlikte artmasına benzer şekilde döngüler boyunca artmaktadır. Sürtünme grafiklerinin şeklinde de belirgin değişiklikler vardır, bu da bilyenin taş numuneyle nasıl etkileşime girdiğinde değişiklikler olduğunu göstermektedir. Bu durum en belirgin şekilde döngü 2 ve döngü 4'te görülmektedir.

SONUÇ

NANOVEA T2000 Tribometre, iki farklı zemin numunesi arasındaki aşınma oranını analiz ederek aşamalı aşınma haritalaması yapma yeteneğini sergiliyor. Sürekli aşınma testinin durdurulması ve yüzeyin NANOVEA 3D Temassız Profilometre ile taranması, malzemenin zaman içindeki aşınma davranışı hakkında değerli bilgiler sağlar.

Entegre 3D Temassız Profilometreye sahip NANOVEA T2000 Tribometre, COF (Sürtünme Katsayısı) verileri, yüzey ölçümleri, derinlik okumaları, yüzey görselleştirme, hacim kaybı, aşınma oranı ve daha fazlası dahil olmak üzere çok çeşitli veriler sağlar. Bu kapsamlı bilgi seti, kullanıcıların sistem ile numune arasındaki etkileşimleri daha iyi anlamalarını sağlar. Kontrollü yükleme, yüksek hassasiyet, kullanım kolaylığı, yüksek yükleme, geniş hız aralığı ve ek çevresel modülleri ile NANOVEA T2000 Tribometre, tribolojiyi bir üst seviyeye taşır.

Benzer bir uygulamanız var mı?

3D Profilometri Kullanarak Pürüzlülük Haritalama Denetimi

PÜRÜZLÜLÜK HARITALAMA DENETIMI

3 BOYUTLU PROFILOMETRI KULLANARAK

Tarafından hazırlanmıştır

DUANJIE, PhD

GİRİŞ

Yüzey pürüzlülüğü ve dokusu, bir ürünün nihai kalitesini ve performansını etkileyen kritik faktörlerdir. Yüzey pürüzlülüğü, dokusu ve tutarlılığının tam olarak anlaşılması, en iyi işleme ve kontrol önlemlerinin seçilmesi için gereklidir. Kusurlu ürünleri zamanında tespit etmek ve üretim hattı koşullarını optimize etmek için ürün yüzeylerinin hızlı, ölçülebilir ve güvenilir hat içi denetimine ihtiyaç vardır.

HAT İÇİ YÜZEY DENETİMİ İÇİN 3 BOYUTLU TEMASSIZ PROFİLOMETRENİN ÖNEMİ

Ürünlerdeki yüzey kusurları malzeme işleme ve ürün imalatından kaynaklanır. Hat içi yüzey kalite denetimi, son ürünlerin en sıkı kalite kontrolünü sağlar. NANOVEA 3D Temassız Optik Profil Oluşturucular Bir numunenin pürüzlülüğünü temassız olarak belirlemek için benzersiz kapasiteye sahip Kromatik Işık teknolojisini kullanır. Çizgi sensörü, geniş bir yüzeyin 3 boyutlu profilinin yüksek hızda taranmasını sağlar. Analiz yazılımı tarafından gerçek zamanlı olarak hesaplanan pürüzlülük eşiği, hızlı ve güvenilir bir başarılı/başarısız aracı olarak hizmet eder.

ÖLÇÜM HEDEFI

Bu çalışmada, yüksek hızlı bir sensörle donatılmış NANOVEA ST400, NANOVEA'nın kapasitesini göstermek için kusurlu bir Teﬂon numunesinin yüzeyini incelemek için kullanılmıştır.

Temassız Proﬁlometreler, bir üretim hattında hızlı ve güvenilir yüzey denetimi sağlar.

NANOVEA

ST400

SONUÇLAR & TARTIŞMA

3 Boyutlu Yüzey Analizi Pürüzlülük Standart Numune

Bir Pürüzlülük Standardının yüzeyi, ŞEKİL 1'de gösterildiği gibi 192 noktadan oluşan parlak bir çizgi oluşturan yüksek hızlı bir sensörle donatılmış bir NANOVEA ST400 kullanılarak taranmıştır. Bu 192 nokta numune yüzeyini aynı anda tarayarak tarama hızının önemli ölçüde artmasını sağlar.

ŞEKİL 2'de Pürüzlülük Standardı Numunesinin Yüzey Yüksekliği Haritası ve Pürüzlülük Dağılımı Haritasının sahte renkli görünümleri gösterilmektedir. ŞEKİL 2a'da Pürüzlülük Standardı, standart pürüzlülük bloklarının her birinde değişen renk gradyanıyla temsil edildiği üzere hafif eğimli bir yüzey sergilemektedir. ŞEKİL 2b'de, rengi bloklardaki pürüzlülüğü temsil eden farklı pürüzlülük bloklarında homojen pürüzlülük dağılımı gösterilmektedir.

ŞEKİL 3, Analiz Yazılımı tarafından farklı Pürüzlülük Eşiklerine dayalı olarak oluşturulan Başarılı/Başarısız Haritalarının örneklerini göstermektedir. Pürüzlülük blokları, yüzey pürüzlülükleri belirli bir eşik değerinin üzerinde olduğunda kırmızı renkle vurgulanır. Bu, kullanıcının bir numune yüzey kalitesinin kalitesini belirlemek için bir pürüzlülük eşiği ayarlaması için bir araç sağlar.

ŞEKİL 1: Pürüzlülük Standardı örneği üzerinde optik çizgi sensörü taraması

a. Yüzey Yükseklik Haritası:

b. Pürüzlülük Haritası:

ŞEKİL 2: Pürüzlülük Standart Numunesinin Yüzey Yüksekliği Haritası ve Pürüzlülük Dağılımı Haritasının yanlış renk görünümleri.

ŞEKİL 3: Pürüzlülük Eşiğine dayalı Başarılı/Başarısız Haritası.

Kusurlu Bir Teﬂon Numunesinin Yüzey Kontrolü

Teﬂon numune yüzeyinin Yüzey Yükseklik Haritası, Pürüzlülük Dağılım Haritası ve Geçer/Kalır Pürüzlülük Eşik Haritası ŞEKİL 4'te gösterilmektedir. Teﬂon Numunesi, Yüzey Yüksekliği Haritasında gösterildiği gibi numunenin sağ merkezinde bir sırt formuna sahiptir.

a. Yüzey Yükseklik Haritası:

ŞEKİL 4b'nin paletindeki farklı renkler yerel yüzeydeki pürüzlülük değerini temsil etmektedir. Pürüzlülük Haritası, Teﬂon numunesinin sağlam alanında homojen bir pürüzlülük sergilemektedir. Bununla birlikte, girintili halka ve aşınma izi şeklindeki kusurlar parlak renklerle vurgulanmıştır. Kullanıcı, ŞEKİL 4c'de gösterildiği gibi yüzey kusurlarını bulmak için kolayca bir Geçer/Kalır pürüzlülük eşiği ayarlayabilir. Böyle bir araç, kullanıcıların üretim hattındaki ürün yüzey kalitesini yerinde izlemelerine ve kusurlu ürünleri zamanında keşfetmelerine olanak tanır. Gerçek zamanlı pürüzlülük değeri, ürünler hat içi optik sensörden geçerken hesaplanır ve kaydedilir, bu da kalite kontrol için hızlı ama güvenilir bir araç olarak hizmet edebilir.

b. Pürüzlülük Haritası:

c. Geçer/Kalır Pürüzlülük Eşik Haritası:

ŞEKİL 4: Yüzey Yükseklik Haritası, Pürüzlülük Dağılım Haritası ve Teﬂon numune yüzeyinin Başarılı/Başarısız Pürüzlülük Eşik Haritası.

SONUÇ

Bu uygulamada, optik çizgi sensörü ile donatılmış NANOVEA ST400 3D Temassız Optik Profilleyicinin etkili ve verimli bir şekilde güvenilir bir kalite kontrol aracı olarak nasıl çalıştığını gösterdik.

Optik çizgi sensörü, numune yüzeyini aynı anda tarayan 192 noktadan oluşan parlak bir çizgi oluşturarak tarama hızını önemli ölçüde artırır. Ürünlerin yüzey pürüzlülüğünü yerinde izlemek için üretim hattına monte edilebilir. Pürüzlülük eşiği, ürünlerin yüzey kalitesini belirlemek için güvenilir bir kriter olarak çalışır ve kullanıcıların kusurlu ürünleri zamanında fark etmelerini sağlar.

Burada gösterilen veriler, analiz yazılımında bulunan hesaplamaların yalnızca bir kısmını temsil etmektedir. NANOVEA Profilometreler, Yarı İletken, Mikroelektronik, Güneş, Fiber Optik, Otomotiv, Havacılık ve Uzay, Metalurji, İşleme, Kaplama, İlaç, Biyomedikal, Çevre ve diğer birçok alanda hemen hemen her yüzeyi ölçer.

Benzer bir uygulamanız var mı?

Taşınabilir 3D Profilometre Kullanarak Kaynak Yüzeyi Denetimi

WELd yüzey denetimi

portati̇f 3 boyutlu profi̇lometre kullanimi

Tarafından hazırlanmıştır

CRAIG LEISING

GİRİŞ

Tipik olarak görsel inceleme ile yapılan belirli bir kaynağın aşırı hassasiyetle incelenmesi kritik hale gelebilir. Hassas analiz için spesifik ilgi alanları arasında, sonraki muayene prosedürlerinden bağımsız olarak yüzey çatlakları, gözeneklilik ve doldurulmamış kraterler bulunur. Boyut/şekil, hacim, pürüzlülük, boyut vb. gibi kaynak özelliklerinin tümü kritik değerlendirme için ölçülebilir.

KAYNAK YÜZEYİ DENETİMİNDE 3 BOYUTLU TEMASSIZ PROFİLOMETRENİN ÖNEMİ

NANOVEA, dokunma probları veya interferometri gibi diğer tekniklerin aksine 3D Temassız ProfilometreEksenel kromatizmi kullanarak neredeyse her yüzeyi ölçebilir, açık aşamalandırma nedeniyle numune boyutları büyük ölçüde değişebilir ve numune hazırlamaya gerek yoktur. Nanodan makroya kadar aralık, yüzey profili ölçümü sırasında numune yansımasından veya emiliminden sıfır etkiyle elde edilir, yüksek yüzey açılarını ölçme konusunda gelişmiş bir yeteneğe sahiptir ve sonuçların yazılımla manipülasyonu yoktur. Herhangi bir malzemeyi kolayca ölçün: şeffaf, opak, aynasal, dağınık, cilalı, pürüzlü vb. NANOVEA Taşınabilir Profilometrelerin 2D ve 2D yetenekleri, onları hem laboratuvarda hem de sahada tam kapsamlı kaynak yüzeyi muayenesi için ideal cihazlar haline getirir.

ÖLÇÜM HEDEFI

Bu uygulamada, NANOVEA JR25 Taşınabilir Profilleyici, bir kaynağın yüzey pürüzlülüğünü, şeklini ve hacmini ve ayrıca çevresindeki alanı ölçmek için kullanılır. Bu bilgiler, kaynağın ve kaynak işleminin kalitesini doğru bir şekilde araştırmak için kritik bilgiler sağlayabilir.

NANOVEA

JR25

TEST SONUÇLARI

Aşağıdaki görüntü, kaynağın ve çevresindeki alanın tam 3D görünümünü ve yalnızca kaynağın yüzey parametrelerini göstermektedir. 2D kesit profili aşağıda gösterilmiştir.

örneklem

Yukarıdaki 2D kesit profili 3D'den çıkarıldığında, kaynağın boyutsal bilgileri aşağıda hesaplanır. Aşağıda sadece kaynak için yüzey alanı ve malzeme hacmi hesaplanmıştır.

	DELİK	ZİRVE
YÜZEY	1.01 mm²	14.0 mm²
HACİM	8.799e-5 mm³	23,27 mm³
MAKSIMUM DERINLIK/YÜKSEKLIK	0,0276 mm	0,6195 mm
ORTALAMA DERINLIK/YÜKSEKLIK	0.004024 mm	0,2298 mm

SONUÇ

Bu uygulamada, NANOVEA 3D Temassız Profilleyicinin bir kaynağın ve çevresindeki yüzey alanının kritik özelliklerini nasıl hassas bir şekilde karakterize edebileceğini gösterdik. Pürüzlülük, boyutlar ve hacimden, kalite ve tekrarlanabilirlik için nicel bir yöntem belirlenebilir ve / veya daha fazla araştırılabilir. Bu uygulama notundaki örnek gibi örnek kaynaklar, kurum içi veya saha testleri için standart bir masa üstü veya taşınabilir NANOVEA Profilleyici ile kolayca analiz edilebilir

Benzer bir uygulamanız var mı?

Endüstriyel Kaplamalar Çizilme ve Aşınma Değerlendirmesi

ENDÜSTRİYEL KAPLAMA

TRIBOMETRE KULLANARAK ÇIZIK VE AŞINMA DEĞERLENDIRMESI

Tarafından hazırlanmıştır

DUANJIE LI, PhD & ANDREA HERRMANN

GİRİŞ

Akrilik üretan boya, zemin boyası, oto boyası ve diğerleri gibi çeşitli endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılan hızlı kuruyan bir koruyucu kaplama türüdür. Zemin boyası olarak kullanıldığında, yürüyüş yolları, bordürler ve otoparklar gibi yoğun yaya ve lastik tekerlek trafiği olan alanlara hizmet edebilir.

KALİTE KONTROL İÇİN ÇİZİK VE AŞINMA TESTLERİNİN ÖNEMİ

Geleneksel olarak, ASTM D4060 standardına göre akrilik üretan zemin boyasının aşınma direncini değerlendirmek için Taber aşınma testleri gerçekleştirilmiştir. Ancak, standartta belirtildiği gibi, "Bazı malzemeler için, Taber Aşındırıcı kullanılarak yapılan aşınma testleri, test sırasında tekerleğin aşındırıcı özelliklerindeki değişiklikler nedeniyle değişkenliğe maruz kalabilir. "1 Bu, test sonuçlarının tekrarlanabilirliğinin zayıf olmasına ve farklı laboratuvarlardan bildirilen değerlerin karşılaştırılmasında zorluklara neden olabilir. Ayrıca, Taber aşınma testlerinde, aşınma direnci belirli sayıda aşınma döngüsünde ağırlık kaybı olarak hesaplanır. Bununla birlikte, akrilik üretan zemin boyalarının önerilen kuru film kalınlığı 37,5-50 μm2'dir.

Taber Abraser tarafından gerçekleştirilen agresif aşındırma işlemi akrilik üretan kaplamayı hızla aşındırabilir ve alt tabakada kütle kaybı yaratarak boya ağırlık kaybının hesaplanmasında önemli hatalara yol açabilir. Aşındırma testi sırasında boyaya aşındırıcı partiküllerin implantasyonu da hatalara katkıda bulunur. Bu nedenle, boyanın tekrarlanabilir aşınma değerlendirmesini sağlamak için iyi kontrol edilen ölçülebilir ve güvenilir bir ölçüm çok önemlidir. Buna ek olarak çizik testi kullanıcıların gerçek hayattaki uygulamalarda erken yapıştırıcı / tutkal arızalarını tespit etmelerini sağlar.

ÖLÇÜM HEDEFI

Bu çalışmada NANOVEA'nın Tribometreler ve Mekanik Test Cihazları Endüstriyel kaplamaların değerlendirilmesi ve kalite kontrolü için idealdir.

Farklı son katlara sahip akrilik üretan zemin boyalarının aşınma süreci, NANOVEA Tribometre kullanılarak kontrollü ve izlenebilir bir şekilde simüle edilmiştir. Mikro çizik testi, boyada yapışkan veya yapışkan arızasına neden olmak için gereken yükü ölçmek için kullanılır.

NANOVEA T100

Kompakt Pnömatik Tribometre

NANOVEA PB1000

Geniş Platform Mekanik Test Cihazı

TEST PROSEDÜRÜ

Bu çalışma, dayanıklılığı arttırmak amacıyla katkı karışımlarında küçük bir değişiklikle aynı formüle sahip aynı astar (taban kat) ve farklı son katlara sahip ticari olarak temin edilebilen dört su bazlı akrilik zemin kaplamasını değerlendirmektedir. Bu dört kaplama A, B, C ve D Örnekleri olarak tanımlanmıştır.

AŞINMA TESTİ

NANOVEA Tribometre, örneğin sürtünme katsayısı, COF ve aşınma direnci gibi tribolojik davranışı değerlendirmek için uygulandı. Test edilen boyalara bir SS440 bilye ucu (6 mm çap, Sınıf 100) uygulandı. COF yerinde kaydedildi. Aşınma oranı K, K=V/(F×s)=A/(F×n) formülü kullanılarak değerlendirildi; burada V aşınmış hacim, F normal yük, s kayma mesafesi, A ise aşınma izinin kesit alanı ve n, devir sayısıdır. Yüzey pürüzlülüğü ve aşınma izi profilleri NANOVEA tarafından değerlendirildi Optik Profilometreve aşınma izi morfolojisi optik mikroskop kullanılarak incelenmiştir.

AŞINMA TESTI PARAMETRELERI

NORMAL KUVVET

20 N

HIZ

15 m/dak

TEST SÜRESI

100, 150, 300 ve 800 döngü

ÇİZİK TESTİ

Rockwell C elmas uç (200 μm yarıçap) ile donatılmış NANOVEA Mekanik Test Cihazı, Mikro Çizik Test Cihazı Modu kullanılarak boya numuneleri üzerinde aşamalı yük çizik testleri gerçekleştirmek için kullanılmıştır. İki nihai yük kullanılmıştır: Boyanın astardan ayrılmasını incelemek için 5 N nihai yük ve astarın metal alt tabakalardan ayrılmasını incelemek için 35 N nihai yük. Sonuçların tekrarlanabilirliğini sağlamak için her numune üzerinde aynı test koşullarında üç test tekrarlanmıştır.

Tüm çizik uzunluklarının panoramik görüntüleri otomatik olarak oluşturuldu ve kritik arıza konumları sistem yazılımı tarafından uygulanan yüklerle ilişkilendirildi. Bu yazılım özelliği, kullanıcıların çizik testlerinden hemen sonra mikroskop altında kritik yükü belirlemek zorunda kalmak yerine, çizik izleri üzerinde istedikleri zaman analiz yapmalarını kolaylaştırmaktadır.

ÇIZIK TESTI PARAMETRELERI

YÜK TİPİ	İlerici
İLK YÜK	0,01 mN
SON YÜK	5 N / 35 N
YÜKLEME ORANI	10 / 70 N/dak
ÇİZİK UZUNLUĞU	3 mm
ÇİZME HIZI, dx/dt	6,0 mm/dak
GIRINTI GEOMETRISI	120º koni
GİRDİ MALZEMESİ (uç)	Elmas
GIRINTI UCU YARIÇAPI	200 μm

AŞINMA TESTI SONUÇLARI

Aşınmanın gelişimini izlemek için her bir numune üzerinde farklı devir sayılarında (100, 150, 300 ve 800 devir) dört adet pin-on-disk aşınma testi gerçekleştirilmiştir. Aşınma testi yapılmadan önce yüzey pürüzlülüğünü ölçmek için numunelerin yüzey morfolojisi NANOVEA 3D Temassız Profilleyici ile ölçülmüştür. Tüm numuneler, ŞEKİL 1'de gösterildiği gibi yaklaşık 1 μm'lik karşılaştırılabilir bir yüzey pürüzlülüğüne sahipti. COF, ŞEKİL 2'de gösterildiği gibi aşınma testleri sırasında in situ olarak kaydedilmiştir. ŞEKİL 4'te 100, 150, 300 ve 800 döngüden sonra aşınma izlerinin gelişimi ve ŞEKİL 3'te aşınma sürecinin farklı aşamalarında farklı numunelerin ortalama aşınma oranı özetlenmiştir.

Diğer üç numune için ~0,07 olan COF değeri ile karşılaştırıldığında, Numune A başlangıçta ~0,15 gibi çok daha yüksek bir COF sergilemekte, bu değer kademeli olarak artmakta ve 300 aşınma döngüsünden sonra ~0,3'te sabitlenmektedir. Bu kadar yüksek bir COF aşınma sürecini hızlandırır ve ŞEKİL 4'te gösterildiği gibi önemli miktarda boya döküntüsü oluşturur - Örnek A'nın son kat boyası ilk 100 devirde sökülmeye başlamıştır. ŞEKİL 3'te gösterildiği gibi, Örnek A ilk 300 devirde ~5 μm2/N ile en yüksek aşınma oranını sergilemekte, metal alt tabakanın daha iyi aşınma direnci nedeniyle bu oran ~3,5 μm2/N'ye hafifçe düşmektedir. Örnek C'nin üst kaplaması ŞEKİL 4'te gösterildiği gibi 150 aşınma döngüsünden sonra bozulmaya başlar ve bu durum ŞEKİL 2'deki COF artışıyla da gösterilir.

Karşılaştırıldığında, Örnek B ve Örnek D gelişmiş tribolojik özellikler göstermektedir. Örnek B tüm test boyunca düşük COF değerini korur - COF değeri ~0,05'ten ~0,1'e hafifçe yükselir. Böyle bir yağlama etkisi aşınma direncini önemli ölçüde artırır - son kat, 800 aşınma döngüsünden sonra alttaki astara hala üstün koruma sağlar. En düşük ortalama aşınma oranı 800 döngüde sadece ~0,77 μm2/N ile Örnek B için ölçülmüştür. Örnek D'nin üst kaplaması, ŞEKİL 2'de COF'nin ani artışıyla yansıtıldığı gibi 375 döngüden sonra delaminasyona başlar. Örnek D'nin ortalama aşınma oranı 800 döngüde ~1,1 μm2/N'dir.

Geleneksel Taber aşınma ölçümleriyle karşılaştırıldığında NANOVEA Tribometre, ticari zemin/otomotiv boyalarının tekrarlanabilir değerlendirmelerini ve kalite kontrolünü sağlayan iyi kontrollü ölçülebilir ve güvenilir aşınma değerlendirmeleri sağlar. Ayrıca, in situ COF ölçümlerinin kapasitesi, kullanıcıların bir aşınma sürecinin farklı aşamalarını COF'un evrimi ile ilişkilendirmesine olanak tanır; bu da çeşitli boya kaplamalarının aşınma mekanizması ve tribolojik özelliklerinin temel anlayışını geliştirmede kritik öneme sahiptir.

ŞEKİL 1: Boya örneklerinin 3D morfolojisi ve pürüzlülüğü.

ŞEKİL 2: Pin-on-disk testleri sırasında COF.

ŞEKİL 3: Farklı boyaların aşınma oranının evrimi.

ŞEKİL 4: Disk üzerinde pim testleri sırasında aşınma izlerinin evrimi.

ÇIZIK TESTI SONUÇLARI

ŞEKİL 5, Örnek A için çizik uzunluğunun bir fonksiyonu olarak normal kuvvet, sürtünme kuvveti ve gerçek derinlik grafiğini örnek olarak göstermektedir. Daha fazla bilgi sağlamak için isteğe bağlı bir akustik emisyon modülü takılabilir. Normal yük doğrusal olarak arttıkça, girinti ucu, gerçek derinliğin kademeli olarak artmasıyla yansıtıldığı gibi test edilen numuneye kademeli olarak batar. Sürtünme kuvveti ve gerçek derinlik eğrilerinin eğimlerindeki değişim, kaplama hatalarının oluşmaya başladığını gösteren sonuçlardan biri olarak kullanılabilir.

ŞEKİL 5: için çizik uzunluğunun bir fonksiyonu olarak normal kuvvet, sürtünme kuvveti ve gerçek derinlik Örnek A'nın maksimum 5 N yük ile çizik testi.

ŞEKİL 6 ve ŞEKİL 7 sırasıyla 5 N ve 35 N maksimum yük ile test edilen dört boya numunesinin tam çiziklerini göstermektedir. D numunesi astarı delamine etmek için 50 N'luk daha yüksek bir yük gerektirmiştir. 5 N nihai yükteki çizik testleri (ŞEKİL 6) üst boyanın kohezif/yapışkan hatasını değerlendirirken, 35 N'dakiler (ŞEKİL 7) astarın delaminasyonunu değerlendirmektedir. Mikrograflardaki oklar, üst kaplamanın veya astarın astardan veya alt tabakadan tamamen ayrılmaya başladığı noktayı göstermektedir. Kritik Yük, Lc olarak adlandırılan bu noktadaki yük, Tablo 1'de özetlendiği gibi boyanın kohezif veya yapışkan özelliklerini karşılaştırmak için kullanılır.

Boya Numunesi D'nin en iyi arayüzey yapışmasına sahip olduğu açıktır - boya delaminasyonunda 4,04 N ve astar delaminasyonunda 36,61 N ile en yüksek Lc değerlerini sergilemektedir. Örnek B ikinci en iyi çizilme direncini göstermektedir. Çizilme analizinden, boya formülünün optimizasyonunun mekanik davranışlar veya daha spesifik olarak akrilik zemin boyalarının çizilme direnci ve yapışma özelliği için kritik öneme sahip olduğunu gösteriyoruz.

Tablo 1: Kritik yüklerin özeti.

ŞEKİL 6: Maksimum 5 N yük ile tam çizik mikrografları.

ŞEKİL 7: Maksimum 35 N yük ile tam çizik mikrografları.

SONUÇ

Geleneksel Taber aşınma ölçümleriyle karşılaştırıldığında, NANOVEA Mekanik Test Cihazı ve Tribometre, ticari zemin ve otomotiv kaplamalarının değerlendirilmesi ve kalite kontrolü için üstün araçlardır. Çizilme modundaki NANOVEA Mekanik Test Cihazı, bir kaplama sistemindeki yapışma / kohezyon sorunlarını tespit edebilir. NANOVEA Tribometre, boyaların aşınma direnci ve sürtünme katsayısı üzerinde iyi kontrollü ölçülebilir ve tekrarlanabilir tribolojik analiz sağlar.

Bu çalışmada test edilen su bazlı akrilik zemin kaplamaları üzerinde yapılan kapsamlı tribolojik ve mekanik analizlere dayanarak, Örnek B'nin en düşük COF ve aşınma oranına ve ikinci en iyi çizilme direncine sahip olduğunu, Örnek D'nin ise en iyi çizilme direncini ve ikinci en iyi aşınma direncini sergilediğini gösteriyoruz. Bu değerlendirme, farklı uygulama ortamlarındaki ihtiyaçları hedefleyen en iyi adayı değerlendirmemize ve seçmemize olanak sağlamaktadır.

NANOVEA Mekanik Test Cihazının Nano ve Mikro modüllerinin tümü ISO ve ASTM uyumlu girinti, çizik ve aşınma test cihazı modlarını içerir ve tek bir modülde boya değerlendirmesi için mevcut olan en geniş test yelpazesini sağlar. NANOVEA Tribometre, ISO ve ASTM uyumlu rotatif ve lineer modları kullanarak hassas ve tekrarlanabilir aşınma ve sürtünme testleri sunar ve isteğe bağlı yüksek sıcaklık aşınması, yağlama ve tribo-korozyon modülleri önceden entegre edilmiş tek bir sistemde mevcuttur. NANOVEA'nın eşsiz ürün yelpazesi, sertlik, Young modülü, kırılma tokluğu, yapışma, aşınma direnci ve diğerleri dahil olmak üzere ince veya kalın, yumuşak veya sert kaplamaların, filmlerin ve alt tabakaların tüm mekanik/tribolojik özelliklerini belirlemek için ideal bir çözümdür. Pürüzlülük gibi diğer yüzey ölçümlerine ek olarak çiziklerin ve aşınma izlerinin yüksek çözünürlüklü 3D görüntülemesi için isteğe bağlı NANOVEA Temassız Optik Profilleyiciler mevcuttur.

ŞIMDI, BAŞVURUNUZ HAKKINDA KONUŞALIM

3D Profilometri Kullanarak Fraktografi Analizi

FRAKTOGRAFİ ANALİZİ

3 BOYUTLU PROFILOMETRI KULLANARAK

Tarafından hazırlanmıştır

CRAIG LEISING

GİRİŞ

Fraktografi, kırık yüzeylerdeki özelliklerin incelenmesidir ve tarihsel olarak Mikroskop veya SEM aracılığıyla araştırılmıştır. Özelliğin boyutuna bağlı olarak yüzey analizi için mikroskop (makro özellikler) veya SEM (nano ve mikro özellikler) seçilir. Her ikisi de sonuçta kırılma mekanizması tipinin tanımlanmasına olanak sağlar. Etkili olmasına rağmen, Mikroskopun açık sınırlamaları vardır ve çoğu durumda SEM, atomik seviye analizi dışında, kırılma yüzeyi ölçümü için pratik değildir ve daha geniş kullanım kapasitesinden yoksundur. Optik ölçüm teknolojisindeki gelişmeler sayesinde NANOVEA 3D Temassız Profilometre makro ölçekli 2D ve 3D yüzey ölçümleri yoluyla nano sağlama yeteneğiyle artık tercih edilen cihaz olarak kabul ediliyor

KIRIK İNCELEMESİ İÇİN 3 BOYUTLU TEMASSIZ PROFİLOMETRENİN ÖNEMİ

SEM'in aksine, 3D Temassız Profilometre neredeyse her yüzeyi, numune boyutunu, minimum numune hazırlığı ile ölçebilir ve tüm bunlar bir SEM'e göre üstün dikey / yatay boyutlar sunar. Bir profilometre ile nano ile makro arasındaki özellikler, numune yansıtıcılığından sıfır etkilenerek tek bir ölçümde yakalanır. Her türlü malzemeyi kolayca ölçün: şeffaf, opak, speküler, difüzif, cilalı, pürüzlü vb. 3D Temassız Profilometre, SEM maliyetinin çok altında bir maliyetle yüzey kırılma çalışmalarını en üst düzeye çıkarmak için geniş ve kullanıcı dostu bir yetenek sağlar.

ÖLÇÜM HEDEFI

Bu uygulamada, NANOVEA ST400 bir çelik numunenin kırılmış yüzeyini ölçmek için kullanılmaktadır. Bu çalışmada, yüzeyin 3D alanını, 2D profil çıkarımını ve yüzey yön haritasını göstereceğiz.

NANOVEA

ST400

SONUÇLAR

ÜST YÜZEY

3B Yüzey Doku Yönü

İzotropi	51.26%
Birinci Yön	123.2º
İkinci Yön	116.3º
Üçüncü Yön	0.1725º

Yüzey Alanı, Hacim, Pürüzlülük ve diğerleri bu ekstraksiyondan otomatik olarak hesaplanabilir.

2D Profil Çıkarma

SONUÇLAR

YAN YÜZEY

3B Yüzey Doku Yönü

İzotropi	15.55%
Birinci Yön	0.1617º
İkinci Yön	110.5º
Üçüncü Yön	171.5º

Yüzey Alanı, Hacim, Pürüzlülük ve diğerleri bu ekstraksiyondan otomatik olarak hesaplanabilir.

2D Profil Çıkarma

SONUÇ

Bu uygulamada, NANOVEA ST400 3D Temassız Profilometrenin kırılmış bir yüzeyin tüm topografyasını (nano, mikro ve makro özellikler) nasıl hassas bir şekilde karakterize edebileceğini gösterdik. 3D alandan yüzey net bir şekilde tanımlanabilir ve alt alanlar veya profiller / kesitler hızlı bir şekilde çıkarılabilir ve sonsuz bir yüzey hesaplamaları listesi ile analiz edilebilir. Nanometre altı yüzey özellikleri, entegre bir AFM modülü ile daha fazla analiz edilebilir.

Ayrıca NANOVEA, Profilometre serisine, özellikle kırık yüzeyinin taşınamaz olduğu saha çalışmaları için kritik olan taşınabilir bir versiyon eklemiştir. Bu geniş yüzey ölçüm yetenekleri listesiyle, kırık yüzey analizi tek bir cihazla hiç bu kadar kolay ve kullanışlı olmamıştı.

Benzer bir uygulamanız var mı?

3D Profilometri Kullanarak Fiberglas Yüzey Topografisi

FIBERGLAS YÜZEY TOPOGRAFYASI

3 BOYUTLU PROFILOMETRI KULLANARAK

Tarafından hazırlanmıştır

CRAIG LEISING

GİRİŞ

Fiberglas, son derece ince cam liflerinden yapılan bir malzemedir. Birçok polimer ürün için takviye maddesi olarak kullanılır; sonuçta ortaya çıkan kompozit malzeme, doğru olarak fiber takviyeli polimer (FRP) veya cam takviyeli plastik (GRP) olarak bilinir ve popüler kullanımda "fiberglas" olarak adlandırılır.

KALİTE KONTROL İÇİN YÜZEY METROLOJİSİ DENETİMİNİN ÖNEMİ

Fiberglas takviye için birçok kullanım alanı olmasına rağmen, çoğu uygulamada mümkün olduğunca güçlü olmaları çok önemlidir. Fiberglas kompozitler, mevcut en yüksek mukavemet / ağırlık oranlarından birine sahiptir ve bazı durumlarda, pound için pound çelikten daha güçlüdür. Yüksek mukavemetin yanı sıra, mümkün olan en küçük açık yüzey alanına sahip olmak da önemlidir. Geniş fiberglas yüzeyler yapıyı kimyasal saldırılara ve muhtemelen malzeme genleşmesine karşı daha savunmasız hale getirebilir. Bu nedenle, yüzey denetimi kalite kontrol üretimi için kritik öneme sahiptir.

ÖLÇÜM HEDEFI

Bu uygulamada, NANOVEA ST400 bir Fiberglas Kompozit yüzeyini pürüzlülük ve düzlük açısından ölçmek için kullanılmaktadır. Bu yüzey özelliklerini ölçerek daha güçlü, daha uzun ömürlü bir fiberglas kompozit malzeme oluşturmak veya optimize etmek mümkündür.

NANOVEA

ST400

ÖLÇÜM PARAMETRELERI

PROBE	1 mm
EDINIM ORANI	300 Hz
ORTALAMA	1
ÖLÇÜLEN YÜZEY	5 mm x 2 mm
ADIM BOYUTU	5 µm x 5 µm
TARAMA MODU	Sabit hız

PROB ÖZELLİKLERİ

**ÖLÇÜM ARALIK**	1 mm
Z ÇÖZÜM	25 nm
Z DOĞRULUK	200 nm
YANAL ÇÖZÜNÜRLÜK	2 μm

SONUÇLAR

YANLIŞ RENK GÖRÜNÜMÜ

3D Yüzey Düzlüğü

3D Yüzey Pürüzlülüğü

Sa	15.716 μm	Aritmetik Ortalama Yükseklik
Sq	19.905 μm	Kök Ortalama Kare Yüksekliği
Sp	116,74 μm	Maksimum Tepe Yüksekliği
Sv	136,09 μm	Maksimum Çukur Yüksekliği
Sz	252,83 μm	Maksimum Yükseklik
Ssk	0.556	Çarpıklık
Ssu	3.654	Kurtosis

SONUÇ

Sonuçlarda gösterildiği gibi NANOVEA ST400 Optik Profil oluşturucu fiberglas kompozit yüzeyin pürüzlülüğünü ve düzlüğünü doğru bir şekilde ölçebildi. Veriler, farklı fiberglas üretim süreçleri ve bunların zaman içinde nasıl tepki verdiği hakkında önemli bilgiler sağlamak için birden fazla fiber kompozit grubu üzerinden ve/veya belirli bir zaman dilimi üzerinden ölçülebilir. Bu nedenle ST400, fiberglas kompozit malzemelerin kalite kontrol sürecini güçlendirmek için uygun bir seçenektir.

Benzer bir uygulamanız var mı?

Page 1 of 712 3 4 5 6 7

Ürünler

Profilometreler

PS50 - Advanced Compact

JR25 - Portable Compact

JR100 - Portable High Speed

ST400 - Modular Standard

ST500 - Modular Large Area

AFM Pro - Extended Range

In-Line QC - Roughness, Texture & Finish

Nanoindenters & Scratch Testers

CB500 - Advanced Compact

PB1000 - Advanced Large Platform

Vakum Sistemleri

Tribometreler

T50 - Free Weight Benchtop

T200 - Pneumatic Compact

T2000 - Pneumatic High Load

T2000 MAX - High Torque Friction Tester

CR-8R - Ball Cratering Coating Thickness

Vakum Sistemleri

Laboratuvar Hizmetleri

Temassız Profilometri Analizi

Girinti ve Çizilme Testi

Sürtünme ve Aşınma Testi

Yüzey Topolojisi ve Kimyasal Analiz

Test Çözümleri

Profilometri

Pürüzlülük ve Yüzey

Geometri ve Şekil

Düzlük ve Çarpıklık

Hacim ve Alan

Basamak Yüksekliği ve Kalınlığı

Doku ve Tane

Mekanik Testler

Girinti | Sertlik ve Elastik

Girinti | Gerilme ve Gerinim

Girinti | Sürünme ve Gevşeme

Girinti | Kayıp ve Depolama

Girinti | Kırılma Tokluğu

Girinti | Akma Dayanımı ve Yorulma

Yüksek Sıcaklık

Nem

Vakum

Çizik | Yapıştırıcı Arızası

Çizik | Yapışma Hatası

Çizilme | Çizilme Sertliği

Çizilme | Çok Geçişli Aşınma

Sürtünme | Sürtünme Katsayısı

Düşük Sıcaklık

Sıvı

Triboloji Testleri

Doğrusal

Rotasyonel

Halka Üzerinde Blok

Halka üzerinde halka

Çizik Testi

Fren Sürtünme Testi

Yüksek Sıcaklık

Düşük Sıcaklık

Korozyon

Sıvı

Nem ve İnert Gazlar

Vakum

Uygulamalar

Endüstri Tarafından

Biyo & Biyoteknoloji

İnşaat Malzemeleri

Tüketici Ürünleri

Tıbbi Cihazlar

Metal İmalat ve İşleme

Petrol ve Madenler

Optik

Boya ve Kaplama

Farmasötik

Yarı İletkenler ve Elektronik

Tekstil, Deri ve Kağıt

Alet ve Makineler

Kara Taşımacılığı

Uzay ve Havacılık

Askeri ve Savunma