Optische, kurzkohärente Rauheitsmessung für KMGs

Flächig messendes Interferometer

Der neue Sensor RS-C von Wenzel eignet sich bestens für den Einsatz in den genannten Anwendungsbereich. Für die optische Messung von Topographien weist er interessante Alleinstellungsmerkmale auf: Der Sensor ist ein flächig messendes Interferometer mit Full-HD-Auflösung (1.920X1.080), das die extreme, vertikale Auflösung eines Interferometers (im nm-Bereich) mit einer extremen lateralen Auflösung von 55nm (100X-Objektiv) kombiniert. Der Sensor wird wahlweise mit einem piezo-elektrischen Antrieb oder einem externen Aktuator betrieben und kann feinste Mikrostrukturen bis hin zur physikalischen Beugungsgrenze optisch auflösen. Solch feine Strukturen lassen sich mit zerstörend messenden Tastnadeln aufgrund der Hertzschen Pressung und der morphologischen Profilfilterung (bedingt durch vergleichsweise große Tastspitzenradien von 2 bis 5µm) nicht erfassen. Dieser Sachverhalt macht den Sensor für zahlreiche Anwendungen, wie die Messung geschliffener, polierter, geläppter oder gehonter Oberflächen interessant. Anwendungen aus der Halbleitertechnik, der Wafer-Produktion, der technischen Mikrostrukturierung und der Medizintechnik runden das Einsatzspektrum des Sensors ab. Aufgrund des flächigen Messprinzips ermöglicht der Sensor zudem eine weit bessere statistische Auswertbarkeit von Oberflächen gegenüber taktilen Messsystemen. Diese Kenntnis setzt sich nach und nach in der industriellen Anwendung durch und beeinflusst auch die Rauheitsnormung (z.B. Normung der 3D-Rauheitsparameter).

 (Bild: WENZEL Group GmbH & Co. KG)

Exemplarische Darstellung mikroskopischer Oberflächen, gemessen mit dem Weißlichtinterferometer RS-C: geschliffenes Aluminium. (Bild: WENZEL Group GmbH & Co. KG)

Messungen im Fertigungsumfeld

Der RS-C ermöglicht die Messung und den Export von Topographien, Punktewolken und triangulierten STL-Netzen mit mehr als 4Mio. Dreiecken pro Einzelmessung. Die Messdaten können in einer Messzeit von weniger als 30 Sekunden bereitgestellt werden. Auf Basis der Messdaten werden schließlich gezielt 2D- und 3D-Rauheitsanalysen nach DIN EN ISO durchgeführt und Rauheitskennwerte als Report ausgegeben. Eine weitere Besonderheit ist seine Größe, die durch eine Optimierung des Strahlenverlaufs erzielt wurde. Der Sensor ist nicht größer als ein handelsübliches Smartphone und kann dank GigE-Schnittstelle, schnell an bestehende KMGs adaptiert werden. Neue Auswertealgorithmen ermöglichen die Messung auch bei Vibrationen der Maschine oder der Umgebung, was insbesondere im Fertigungsumfeld ein enormes Potential verspricht. Damit besteht die Möglichkeit, den Sensor auch an KMGs von Wenzel wie der LH, der Core oder an Roboterarmen im Shopfloor-Bereich zu betreiben. Dank optionaler KMG-Adaption besteht zudem die Möglichkeit, einen globalen Koordinatenbezug zwischen der mikroskopischen Topographie und dem Koordinatensystem der Maschine bzw. des Werkstücks herzustellen. Folglich sind auch Multi-Sensor-Anwendungen in unterschiedlichen Skalenbereichen möglich.

 (Bild: WENZEL Group GmbH & Co. KG)

Exemplarische Darstellung mikroskopischer Oberflächen, gemessen mit dem Weißlichtinterferometer RS-C: Glasmaßstab mit period (Bild: WENZEL Group GmbH & Co. KG)

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WENZEL Group GmbH & Co. KG
www.wenzel-group.com

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