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Optisches 3-D-Prüfgerät zur Tiefenanalyse von technischen Oberflächen

11.04.2005


InfiniteFocus Maschine - Quelle: Alicona Imaging GmbH


3-D-Darstellung des Bruchs - Quelle: Alicona Imaging GmbH


Das optische 3-D-Messgerät erzielt Ergebnisse von bis zu 20 nm z-Auflösung trotz steiler Flanken, großer Rauhigkeiten und starker Reflexionen. Der maximale Scanbereich beträgt 120 mm x 53 mm und die maximale Scanhöhe 7 mm bei einer maximalen Probenhöhe von 70 mm. Zudem bietet InfiniteFocus Verifikationsmöglichkeiten durch das optische Farbbild. InfiniteFocus eröffnet Applikationen in der Materialwissenschaft und Werkstoffprüfung, Automobil-, Halbleiter und Leiterplattenindustrie, Forensik, Pharmaindustrie sowie Medizintechnik. In sämtlichen Bereichen der Mikro- und Nanotechnologie kann InfiniteFocus eingesetzt werden.


Eine Analyse der Bruchoberflächen bei Aluminium ist problematisch, da übliche Messgeräte an starken Reflexionen, inhomogenen, rauen Oberflächen und steilen Flanken des Bruches scheitern. Das neue berührungslose 3-D-Messgerät InfiniteFocus der Firma Alicona Imaging GmbH liefert dem Anwender Informationen sowohl über die Textur und als auch über die Tiefe eines Bruchs und stellt somit eine Alternative zu den herkömmlichen taktilen und bildgebenden Mess-Methoden zur Verfügung.

Die geringe Schärfentiefe der Mikroskop-Optiken führt dazu, dass herkömmliche Geräte nur eng zusammenliegende Höhenbereiche scharf abbilden können. Das neue 3-D-Messsystem nimmt mit der Mikroskop-Optik jeweils eine ganze Serie von Bildern in verschiedenen Abständen auf. In jedem Bild ist dann ein spezieller Tiefenabschnitt der Probe scharf abgebildet. Das punktgenaue Zusammensetzen der Einzelbilder zu einem präzisen dreidimensionalen Modell der Probe wird mit speziell entwickelten Bildverarbeitungsalgorithmen erreicht. Dabei können je nach Objektivwahl und Genauigkeitseinstellung Tiefenwerte mit einer Auflösung von 5 Mikrometern bis zu 20 Nanometern realisiert werden.


Die Echtfarbendarstellung des gebrochenen Materials erlaubt Rückschlüsse auf mögliche Fehlstellen im Aluminium. Einschlüsse und Verunreinigungen geben Hinweise auf die Bruchfestigkeit des Rohmaterials. Je nach Wahl des Messmoduls können Profil, Fläche, Volumen und Rauigkeit des Aluminiums berührungslos vermessen werden. Für die dreidimensionale Analyse von Aluminium wird ein Modul zur Rauhigkeitsvermessung empfohlen. Im Zuge der Evaluierung von Ra, Rq und Rz nach der Norm EN/ISO 4287 inklusive der Traglastkurve können Ra-Werte im Bereich von 10 Mikrometern ausgewertet werden.

Regina Fischer M.A. | idw
Weitere Informationen:
http://www.vision.fraunhofer.de/de/4/projekte/257.html

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