Faires Datenblatt
Vergleichbarkeit von Datenblättern für die Oberflächenmesstechnik
Die Initiative ‚Faires Datenblatt‘ ermöglicht transparente und vergleichbare Datenblätter für die optische Oberflächenmesstechnik, indem sie Vorgaben für einheitliche Geräte- und Verfahrensspezifikationen definiert.
Bild 1 | Optische Oberflächenmesstechnik dient der zuverlässigen Unterscheidung zwischen IO/NIO-Bauteilen. Um die verschiedenen Geräte- und Verfahrensspezifikationen miteinander vergleichen zu können, hilft die Initiative ‚Faires Datenblatt‘. (Bild: Polytec GmbH)
Die Auswahl eines geeigneten Messsystems für die Oberflächenkontrolle in der Fertigungsmesstechnik spielt hinsichtlich der gewünschten Qualität und Funktionalität eine entscheidende Rolle. Datenblätter mit allgemeinen detaillierten Spezifikationen dienen bei der Auswahl als zentrales Werkzeug. Unter Berücksichtigung der verschiedenen Messmethoden sind jedoch die meisten in der optischen Oberflächenmesstechnik eingesetzten Datenblätter nicht direkt miteinander vergleichbar. Gründe dafür sind unterschiedliche Begriffe für ähnliche Eigenschaften, ähnliche Begriffe für unterschiedliche Eigenschaften oder unterschiedliche Messbedingungen (wie wurde das Merkmal für die Spezifikation gemessen). Tabelle 1 und 2 verdeutlichen die Unterschiede in den Spezifikationen optischer Oberflächenmesstechnik am Beispiel eines A) nordamerikanischen, B) europäischen und C) asiatischen Herstellers. Anhand der unterschiedlichen Definitionen für die laterale und vertikale Auflösung zeigt sich bereits die Problematik für potentielle Kunden.
Laterale und vertikale Auflösung
Gemäß dem Rayleigh-Kriterium aus der Mikroskopie (stammt nicht aus der optischen Oberflächenmesstechnik) werden zwei Punkte aufgelöst, wenn die Entfernung zwischen ihnen größer ist als die Entfernung zwischen dem Haupt-Maximum und -Minimum des Beugungsbildes. Daher ist die laterale Auflösung abhängig von der Wellenlänge und der numerischen Apertur NA des Objektivs:
(Bild: Polytec GmbH)
Tabelle 1 zeigt aber, wie unterschiedlich jeder Hersteller Begriffe und Eigenschaften definiert, was einen Vergleich nahezu unmöglich macht. In der Praxis versteht man unter der vertikalen Auflösung die kleinstmögliche Stufenhöhe, die gemessen werden kann, bevor die Messdaten im Rauschen ‚verschwinden‘. Aber auch hier zeigt Tabelle 2 unterschiedliche Definitionen bei den drei Herstellern. Durch Mittelwertbildung aus vielen Messungen kann der Wert selbst verringert werden, doch dieser Ansatz ist nicht immer praxisrelevant. Zahlreiche Hersteller verringern so die Auflösung auf künstliche Weise bis in den niedrigen pm-Bereich, also unterhalb der Größe eines Wasserstoffatoms.
Tabelle 1 | Unterschiedliche Definitionen der lateralen Auflösung eines A) nordamerikanischen, B) europäischen und C) asiatischen Herstellers. (Bild: Polytec GmbH)
Tabelle 2 | Definition der vertikalen Auflösung eines A) nordamerikanischen, B) europäischen und C) asiatischen Herstellers. (Bild: Polytec GmbH)
Vergleich von Äpfeln mit Birnen
Neben diesen zwei Merkmalen (laterale und vertikale Auflösung) lassen sich zahlreiche weitere Beispiele und Diskrepanzen finden. Doch selbst anhand dieser ersten Vergleiche in Datenblättern unterschiedlicher Hersteller wird deutlich:
- Einzeldefinitionen sind nicht immer vergleichbar und Hersteller können mit eigenen Formulierungen bzw. Bedingungen Werte kaschieren oder schönfärben.
- Unter Idealbedingungen mit Mittelwertbildung ermittelte Werte sind nicht praxistauglich. Oft handelt es sich nicht um die Information, die ein Kunde benötigt.
- Datenblätter sind in Summe nicht miteinander vergleichbar, denn Definitionen und Bedingungen sind oft nicht transparent und für nicht-fachkundige Anwender nicht nachvollziehbar.
Hier setzt die Initiative ‚Faires Datenblatt‘ an. Sie wirkt diesen Hürden mit einer Plattform für transparente und vergleichbare Datenblätter entgegen, indem sie Vorgaben für einheitliche Geräte- und Verfahrensspezifikationen definiert. Die Initiative wurde von Herstellern (Polytec, Alicona und Nanofocus), Anwendern der optischen Oberflächenmesstechnik (Audi, Bosch und Daimler) sowie wissenschaftlichen Begleitern getragen (TU Kaiserslautern, PTB und Industrieverbände wie ZVEI und VDI). Das Konzept spezifiziert nicht nur die Definitionen, sondern auch deren Messbedingungen. Unabhängig davon, in welcher Phase der Anwender sich befindet, d.h. ob er eine Ausschreibung vorbereitet oder auf der Suche nach einem Messgerät ist, sollte er nach dem fairen Datenblatt fragen!
