Quality Engineering 04.18

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Promotion
Optische und taktile Messtechnik im Einsatz
Die richtige Wahl
Eine qualifizierte Analyse maschinenbearbeiteter Oberflächen basiert auf der Wahl des richtigen
Messverfahrens. Zweidimensionale Profilschnitte bilden den Stand der Technik, doch nicht immer
lassen sich Oberflächenstrukturen damit ausreichend beschreiben. Dann kann eine dreidimensionale
Abtastung hilfreich sein.
Die Wahl eines geeigneten
Messverfahrens zur
Oberflächenqualifizierung
ist nicht trivial. Neben
der etablierten taktilen
Messtechnik bieten
optische Geräte heute
zusätzliche Möglichkeiten
Bilder: Mahr
Der Referent
Thorsten Höring
Global Productmanager
Surface Metrology 3D
Mahr
www.mahr.de
Rauheits- und Welligkeitsmessungen sind schon lange
fester Bestandteil der Qualitätsprüfung. Traditionell
wird darunter eine zweidimensionale Messung verstanden,
bei der mit einem taktilen Messsystem ein Schnitt
der Oberfläche abgetastet wird. Die so gewonnenen Informationen
dienen zur Auswertung von Rauheit und
Welligkeit. Beschreiben lassen sich diese Eigenschaften
mit einer Vielzahl von Parametern innerhalb der DIN EN
ISO 4287/4288 sowie der DIN EN ISO 13565-1/2.
Allerdings sind die Strukturen auf maschinenbearbeiteten
Oberflächen heute oft nicht mehr gerichtet
angeordnet, sondern stochastisch verteilt. Der Haken:
Diese zufällig verteilten Strukturelemente auf einer
Oberfläche lassen sich durch einen 2D-Schnitt nicht
ausreichend beschreiben. Um eine höhere Aussagekraft
zu erzielen, ist in diesen Fällen eine dreidimensionale
Abtastung der Oberfläche mit Hilfe von optischen
Messgeräten sinnvoll.
Die Auswahl eines geeigneten Verfahrens zur Qualitätskontrolle
ist schon deshalb nicht leicht, weil sich oftmals
sowohl taktile als auch optische Verfahren einsetzen
lassen – und diese durchaus vergleichbare Daten
liefern können. Welche Herangehensweise dann besser
ist, hängt von individuellen Begebenheiten und den
weiteren Anforderungen der Zielanwendung ab.
Ein Beispiel bietet die Analyse von texturierten Feinblechen,
wie sie in der Automobilindustrie eingesetzt
werden. Für eine erstklassige Lackierung ist ein möglichst
glatter Untergrund wünschenswert. Für die Umformung
der Bleche dagegen wäre das ein Problem: in
den Presswerkzeugen sorgt eine gewisse Mindestrauheit
der Oberflächen dafür, dass Öl haften bleiben kann.
Das ist notwendig, um Prozessstörungen auf ein Minimum
zu reduzieren. Soll die Oberflächengüte eines solchen
Blechs geprüft werden, lassen sich sowohl taktile
als auch optische Verfahren einsetzen. Die zur Rauheitsanalyse
herangezogenen 2D-Parameter Ra und Rpc,
ebenso wie der Wsa-Wert nach SEP 1941, sind vergleichbar.
Trotzdem reichen diese Informationen nicht
aus. Um sicherzustellen, dass die Oberfläche den strengen
Anforderungen der Automobilindustrie entspricht,
müssen zusätzlich statistische Daten der Oberfläche erfasst
werden. Mit einem optischen Messgerät, beispielsweise
einem Konfokalmikroskop, bestimmt der
Blechhersteller daher die Häufigkeit vorhandener Partikel
sowie deren Größe und Volumen in der Fläche beziehungsweise
die Größe von Vertiefungen (Leervolumina)
und deren Lage. Erst diese Informationen liefern die prozesstechnisch
wertvollen Ergebnisse, um die Mikrostrukturierung
der Oberfläche qualifizieren zu können.
3D-Texturparameter sowie die Operatoren zu deren
Bestimmung sind in der DIN EN ISO 25178 beschrieben.
Sie ist die erste internationale Norm, die Messung und
Spezifikation von 3D-Oberflächentexturen berücksichtigt
und darüber hinaus berührungslose Messverfahren
abdeckt, wie sie etwa in den Konfokalmikroskopen der
Marsurf CM-Serie von Mahr zum Einsatz kommen. Die
flächenhafte Rauheitsmessung ergänzt somit die taktilen
Verfahren sinnvoll.
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Das Unternehmen
Mahr steht für höchste Präzision, moderne Technologien
und internationale Präsenz. Als Hersteller innovativer
Fertigungsmesstechnik ist das Unternehmen
seit über 150 Jahren am Markt aktiv. Diese Erfahrung
macht Mahr zum Experten für die Qualitätssicherung
in der Automobilindustrie, im Maschinenbau, der
Luft- und Raumfahrt, der Optik und vielen anderen
Branchen. Egal, ob manueller Handmessschieber oder
vollautomatisierter Messplatz: in allen Produkten stecken
die Leidenschaft und das Know-how der mehr als
1.900 Mitarbeiter weltweit.
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