美国/全球:+1-949-461-9292
欧洲。+39-011-3052-794
联系我们

类别。轮廓测量法 | 台阶高度和厚度

 

三维轮廓仪测量玻璃纤维表面拓扑结构

玻璃纤维表面地形图

使用三维轮廓仪测量

编写者

CRAIG LEISING

简介

玻璃纤维是一种由极细的玻璃纤维制成的材料。它被用作许多聚合物产品的增强剂;由此产生的复合材料,正确地称为纤维增强聚合物(FRP)或玻璃增强塑料(GRP),在流行的用法中被称为 "玻璃纤维"。

表面计量检测对质量控制的重要性

尽管玻璃纤维加固有许多用途,但在大多数应用中,尽可能地提高强度是至关重要的。玻璃纤维复合材料是目前强度与重量比最高的材料之一,在某些情况下,其强度比钢铁还要高。除了高强度外,拥有尽可能小的暴露表面面积也很重要。大面积的玻璃纤维表面会使结构更容易受到化学侵蚀,并可能导致材料膨胀。因此,表面检查对于质量控制生产至关重要。

测量目标

在这个应用中,NANOVEA ST400被用来测量玻璃纤维复合材料表面的粗糙度和平整度。通过量化这些表面特征,有可能创造或优化一个更强大、更持久的玻璃纤维复合材料。

NANOVEA

ST400

测量参数

探测仪 1毫米
购置率300赫兹
平均数1
测量表面5 mm x 2 mm
阶梯尺寸5 µm x 5 µm
扫瞄模式恒定速度

探头规格

测量 范围1毫米
Z决议 25纳米
准确度200纳米
侧向分辨率 2 μm

结果

错误的颜色视图

三维表面平整度

三维表面粗糙度

15.716 μm算术平均高度
规模19.905 μm均方根高度
ǞǞǞ116.74 μm最大峰值高度
ǞǞǞ136.09 μm最大基坑高度
252.83 μm最大高度
スクリート0.556倾斜度
3.654峰度

结论

如结果所示,NANOVEA ST400 Optical 分析器 能够精确测量玻璃纤维复合材料表面的粗糙度和平整度。可以测量多批纤维复合材料和/或给定时间段的数据,以提供有关不同玻璃纤维制造工艺及其随时间变化的反应的重要信息。因此,ST400 是加强玻璃纤维复合材料质量控制过程的可行选择。

使用NANOVEA的轮廓仪进行轮廓测量

轮胎胎面深度和橡胶表面粗糙度测量 | 3D 光学轮廓仪

轮胎花纹深度和橡胶表面粗糙度测量 使用 3D 光学轮廓仪

显示多种汽车轮胎花纹的轮胎花纹深度测量参考资料

编写者

安德里亚-赫尔曼

轮胎花纹深度通常使用手持式测量仪进行测量,以确保消费者安全,但工业研发和轮胎制造商需要更先进的方法。本应用说明展示了三维光学轮廓仪如何为高精度研究提供精确的轮胎花纹深度测量、轮廓测绘和橡胶表面粗糙度分析。.

简介

与所有材料一样,橡胶的摩擦系数在一定程度上与其表面粗糙度有关。在汽车轮胎中,胎面深度和表面粗糙度直接影响牵引、制动和磨损性能。本研究使用三维非接触式轮廓仪分析了橡胶表面和胎面的粗糙度和尺寸。.
用于测量胎面深度和橡胶表面粗糙度的轮胎样品

例子

三维非接触式轮廓测量法对轮胎胎面深度测量的重要性

与触摸探针或干涉测量法等其他技术不同、, NANOVEA 的 3D 非接触式光学轮廓仪 使用轴向色差来测量几乎任何表面。

Profiler 系统的开放式分期允许使用各种尺寸的样品,无需进行样品制备。只需一次扫描,用户就能捕捉到整体轮胎胎面深度和微观表面粗糙度,而不会受到样品反射率或吸收率的影响。此外,这些轮廓仪还具有测量高表面角度的先进能力,无需对结果进行软件处理。.

这种多功能性使 NANOVEA 轮廓仪成为轮胎胎面磨损测试和先进橡胶材料研究的理想选择。.

测量目标

在本应用程序中,我们展示了 纳米氧 ST400, 三维非接触式光学轮廓仪测量轮胎胎面深度、轮廓几何形状和橡胶表面粗糙度。本研究随机选择了一个足以代表整个轮胎表面的样本表面区域。为了量化橡胶的特性,我们使用了 NANOVEA Ultra 3D 分析软件来测量沟槽尺寸、胎面深度、表面粗糙度以及显影面积与投影面积。.

NANOVEA ST400 标准
光学 3D 轮廓仪

分析。 轮胎胎面
胎面的三维视图和假色视图显示了映射三维表面设计的价值。这为工程师从多个角度评估胎面深度均匀性、沟槽设计和磨损提供了直接的工具。高级轮廓分析和台阶高度分析都是非常强大的工具,用于测量样品形状和设计的精确尺寸。.
轮胎胎面深度和沟槽几何形状的假彩三维光学轮廓测量技术
测量轮胎胎面深度的 3D 轮廓仪表面视图

高级轮廓分析

利用三维轮廓测量法对轮胎胎面沟槽进行高级轮廓分析

台阶高度分析

利用 3D 光学轮廓仪测量轮胎胎面深度的台阶高度分析
三维轮廓仪阶梯高度剖面显示轮胎花纹深度测量结果
分析。 橡胶表面
如下图所示,可以使用内置软件工具对橡胶表面进行多种量化。可以看出,表面粗糙度为 2.688 μm,显影面积与投影面积之比为 9.410 mm² 与 8.997 mm²。这些结果表明了橡胶表面粗糙度对牵引力和性能的影响,可以对不同橡胶配方或不同表面磨损程度进行比较。.
利用 3D 光学轮廓仪分析橡胶表面粗糙度
ISO 25178 轮胎橡胶表面的高度参数
橡胶表面粗糙度和显影面积的 3D 光学轮廓测量视图
轮胎橡胶表面轮廓仪参数

结论

在这一应用中,我们展示了 NANOVEA 3D 非接触式光学轮廓仪如何精确表征轮胎胎面深度、轮廓尺寸和橡胶表面粗糙度。数据显示表面粗糙度为 2.69 µm,显影面积为 9.41 mm²,投影面积为 9 mm²。此外,还测量了橡胶胎面的各种尺寸和半径。这些信息可供轮胎制造商、汽车研究人员和材料工程师用于比较胎面设计、橡胶配方或不同磨损程度的轮胎。此处显示的数据仅代表 Ultra 3D 分析软件中的部分计算结果。.

使用三维光学轮廓仪进行鱼鳞表面分析

使用三维光学轮廓仪进行鱼鳞表面分析

了解更多

鱼鳞表面分析

使用三维光学轮廓仪

鱼鳞式剖面仪

编写者

安德烈-诺维茨基

简介

使用 NANOVEA 研究鱼鳞的形态、图案和其他特征 3D 非接触式光学轮廓仪。这种生物样本的精致性质及其非常小和高角度的凹槽也凸显了轮廓仪非接触技术的重要性。鳞片上的凹槽被称为环状物,可以通过研究来估计鱼的年龄,甚至可以区分不同生长速度的时期,类似于树的年轮。这对于管理野生鱼类种群以防止过度捕捞非常重要。

三维非接触式轮廓仪在生物研究中的重要性

与其他技术如触摸探针或干涉测量术不同,3D非接触式光学剖面仪使用轴向色差,几乎可以测量任何表面。由于开放分期,样品的大小可能变化很大,不需要样品准备。在表面轮廓测量过程中获得纳米通过宏观范围的特征,不受样品反射率或吸收的影响。该仪器具有先进的测量高表面角度的能力,无需软件对结果进行操作。任何材料都很容易测量,无论它是透明的、不透明的、镜面的、扩散的、抛光的还是粗糙的。该技术提供了一种理想的、广泛的和用户友好的功能,可以最大限度地提高表面研究,以及结合2D和3D功能的好处。

测量目标

在这个应用中,我们展示了NANOVEA ST400,一个带有高速传感器的3D非接触式轮廓仪,提供了对尺度表面的全面分析。

该仪器已经被用来扫描整个样品,同时对中心区域进行了更高的分辨率扫描。还测量了刻度的外侧和内侧的表面粗糙度以进行比较。

NANOVEA

ST400

外尺度的三维和二维表面特征

外尺度的三维视图和假彩色视图显示了类似于指纹或树环的复杂结构。这为用户提供了一个直接的工具,从不同的角度直接观察刻度的表面特征。外尺度的各种其他测量结果与尺度的外侧和内侧的比较一起显示。

鱼鳞扫描三维视图轮廓仪
鱼鳞扫描体积三维轮廓仪
鱼鳞扫描阶梯高度三维光学剖面仪

表面粗糙度比较

鱼鳞轮廓仪三维扫描

结论

在这个应用中,我们展示了NANOVEA 3D非接触式光学轮廓仪是如何以各种方式描述鱼鳞的。 

使用NANOVEA 3D非接触光学轮廓仪对鱼鳞的形态、图案和其他特征进行了研究。这种生物样品的精致性质,以及它非常小和高角度的凹槽,也突出了剖面仪非接触技术的重要性。鳞片上的凹槽被称为“环”,可以通过研究来估计鱼的年龄,甚至可以区分不同生长速率的时期,就像树木的年轮一样。这对于管理野生鱼类种群以防止过度捕捞是非常重要的信息。 

这里显示的数据仅代表分析软件中可用的一部分计算结果。

菲涅尔透镜拓扑图

菲涅尔透镜拓扑使用 3D 非接触式光学轮廓仪

编写者

李端杰和Benjamin Mell

简介

透镜是一种轴对称的光学装置,用来传输和折射光线。一个简单的透镜由单一的光学元件组成,用于收敛或发散光线。尽管球形表面并不是制作透镜的理想形状,但它们通常被用作玻璃研磨和抛光后最简单的形状。

菲涅尔透镜由一系列同心环组成,这些环是简单透镜的薄部分,宽度只有千分之几英寸。与具有相同光学性能的传统透镜相比,菲涅尔透镜孔径大,焦距短,设计紧凑,减少了所需材料的重量和体积。由于菲涅尔透镜的薄几何结构,很少的光由于吸收而丢失。

3D非接触式轮廓测量法在菲涅尔透镜检查中的重要性

菲涅尔透镜广泛应用于汽车工业、灯塔、太阳能和航空母舰的光学着陆系统。用透明塑料模制或冲压透镜可以提高其生产成本效益。菲涅尔透镜的使用质量主要取决于其同心环的精度和表面质量。与接触式探针技术不同,NANOVEA 光学轮廓仪 在不接触表面的情况下执行 3D 表面测量,避免产生新划痕的风险。色光技术非常适合精确扫描复杂形状,例如不同几何形状的镜片。

菲涅尔透镜原理图

透明塑料菲涅尔透镜可以通过成型或冲压制造。准确和有效的质量控制对于揭示有缺陷的生产模具或冲压件至关重要。通过测量同心环的高度和间距,将测量值与透镜制造商给出的规格值进行比较,可以发现生产的变化。

对镜片轮廓的精确测量可确保模具或印章被正确加工以符合制造商的规格。此外,印章可能随着时间的推移而逐渐磨损,导致其失去最初的形状。持续偏离镜片制造商的规格是一个积极的迹象,表明需要更换模具。

测量目标

在本应用中,我们展示了 NANOVEA ST400,这是一款配备高速传感器的三维非接触式轮廓仪,可对形状复杂的光学元件进行全面的三维轮廓分析。为了展示我们的色度光技术的卓越能力,我们对菲涅尔透镜进行了轮廓分析。.

NANOVEA ST400 大面积
光学 3D 轮廓仪

本研究使用的2.3" x 2.3" 亚克力菲涅尔透镜包括 

一系列的同心环和复杂的锯齿状横截面轮廓。 

它有一个1.5英寸的焦距,2.0英寸的有效尺寸直径。 

每英寸有125条沟,折射率为1.49。

菲涅尔透镜的NANOVEA ST400扫描显示,同心环的高度明显增加,从中心向外移动。

2D FALSE COLOR

高度代表

3D视图

剖析

巅峰与谷底

剖面图的尺寸分析

结论

在这个应用中,我们展示了NANOVEA ST400非接触式光学轮廓仪精确测量菲涅尔透镜的表面形貌。 

使用NANOVEA分析软件,可以从复杂的锯齿状轮廓准确地确定高度和间距的尺寸。用户可以通过比较制造的镜片的环高和节距尺寸与理想的环规格,有效地检查生产模具或印章的质量。

这里显示的数据仅代表分析软件中可用的一部分计算结果。 

NANOVEA光学轮廓仪几乎可以测量任何领域的表面,包括半导体、微电子、太阳能、光纤、汽车、航空航天、冶金、加工、涂层、制药、生物医学、环境和许多其他领域。

 

利用划痕测试了解涂层故障

介绍。

材料的表面工程在各种功能应用中起着重要作用,从装饰性的外观到保护基体免受磨损、腐蚀和其他形式的攻击。决定涂层质量和使用寿命的一个重要和压倒一切的因素是其内聚力和粘合力。

点击这里阅读!

太阳能电池的表面粗糙度和特征

太阳能电池板测试的重要性

最大化太阳能电池的能量吸收是这项技术作为可再生资源生存下来的关键。多层涂层和玻璃保护允许光的吸收、透过和反射,这是光伏电池工作所必需的。考虑到大多数消费太阳能电池的效率为15-18%,优化它们的能量输出是一场持续的战斗。


研究表明,表面粗糙度在光反射中起着关键作用。最初的玻璃层必须尽可能光滑,以减少光的反射,但随后的玻璃层并不遵循这一准则。每一层镀膜与另一层镀膜的界面都必须有一定程度的粗糙度,以增加各自损耗区内光散射的可能性,并增加电池对光的吸收1。优化这些区域的表面粗糙度可以使太阳能电池达到最佳运行状态,使用Nanovea HS2000高速传感器可以快速准确地测量表面粗糙度。



测量目标

在本研究中,我们将展示Nanovea的能力。 轮廓仪 HS2000高速传感器通过测量光伏电池的表面粗糙度和几何特征。本次演示将测量无玻璃保护的单晶硅太阳能电池,但该方法可用于其他各种应用。




测试过程和程序

以下测试参数被用来测量太阳能电池的表面。




结果和讨论

下面描述的是太阳能电池的二维伪彩色视图和其各自的高度参数的表面的面积提取。一个高斯滤波器应用于两个表面和一个更积极的指标被用来压平提取区域。这排除了大于截止指数的形状(或波纹),留下了代表太阳能电池粗糙度的特征。











垂直于网格线方向的剖面图被拍摄下来,以测量其几何特征,如下图所示。可以测量太阳能电池上任何特定位置的网格线宽度、阶梯高度和间距。









总结





在这项研究中,我们能够展示Nanovea HS2000线传感器测量单晶光伏电池表面粗糙度和特征的能力。Nanovea HS2000线传感器具有自动精确测量多个样品和设置通过不合格限制的能力,是质量控制检查的完美选择。

参考资料

1 肖尔茨, 卢博米尔.Ladanyi, Libor.Mullerova, Jarmila."表面粗糙度对多层太阳能电池光学特性的影响" 《电气和电子工程进展》,第12卷,第6期,2014,第631-638页。

现在,让我们来谈谈你的申请

旋转和线性往复磨损(使用Nanovea摩擦计的综合研究)

磨损是由于相对表面的机械作用而导致表面上的材料去除和变形的过程。它受到多种因素的影响,包括单向滑动、滚动、速度、温度等。磨损、摩擦学的研究跨越许多学科,从物理和化学到机械工程和材料科学。磨损的复杂性质需要对特定的磨损机制或过程进行单独的研究,例如粘着磨损、磨料磨损、表面疲劳、微动磨损和冲蚀磨损。然而,“工业磨损”通常涉及协同发生的多种磨损机制。

线性往复和旋转(销盘上)磨损测试是两种广泛使用的符合 ASTM 标准的装置,用于测量材料的滑动磨损行为。由于任何磨损测试方法的磨损率值通常用于预测材料组合的相对排名,因此确认使用不同测试设置测量的磨损率的可重复性极其重要。这使用户能够仔细考虑文献中报告的磨损率值,这对于理解材料的摩擦学特性至关重要。

阅读更多!

Jr25 3D非接触式轮廓仪的便携性和灵活性

了解和量化样品的表面对于包括质量控制和研究在内的许多应用至关重要。为了研究表面,轮廓仪通常用于扫描样品并对其进行成像。传统轮廓测量仪器的一个大问题是无法适应非常规样品。由于样品尺寸、几何形状、无法移动样品或其他不方便的样品制备,可能会出现测量非常规样品的困难。 Nanovea 的便携式 3D 非接触式轮廓仪JR 系列凭借其从不同角度扫描样品表面的能力及其便携性,能够解决大部分此类问题。

阅读关于Jr25非接触式轮廓仪!

500纳米玻璃台阶高度。 非接触式轮廓测量法的高精确性

表面表征是目前正在紧张研究中的课题。材料的表面很重要,因为它们是材料和环境之间发生物理和化学相互作用的区域。因此,能够对表面进行高分辨率的成像一直是可取的,因为它允许科学家直观地观察到最小的表面细节。常见的表面成像数据包括地形、粗糙度、横向尺寸和纵向尺寸。识别承重面、制造的微结构的间距和阶梯高度以及表面的缺陷是可以通过表面成像获得的一些应用。然而,所有的表面成像技术都不一样。

500纳米玻璃台阶高度。非接触式轮廓测量法的极端精确性

使用三维轮廓测量法测量晶圆涂层厚度

硅片涂层厚度的测量是至关重要的。硅晶圆被广泛用于制造集成电路和其他用于大量工业的微型设备。对更薄、更光滑的硅片和硅片涂层的持续需求,使得Nanovea 3D非接触式硅片测量仪成为了一个重要的工具。 轮廓仪 是量化任何表面的涂层厚度和粗糙度的伟大工具。这篇文章中的测量结果来自于一个有涂层的晶圆样品,以展示我们的3D非接触式轮廓仪的能力。

使用三维轮廓测量法测量晶圆涂层厚度