Feinste Strukturen ertasten

Kleinste Abmessungen, anspruchsvolle Strukturen – die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) entwickelt laufend neue Lösungen für die Koordinatenmesstechnik.

In diesem Jahr präsentiert die PTB auf der Control, der internationalen Fachmesse für Qualitätssicherung, sowohl eine kompakte 3D-Desktop-Koordinatenmessmaschine mit Nanometer-Auflösung als auch ein neuartiges Verfahren zur Kalibrierung von Gewinden unter der Verwendung eines ganzheitlichen Ansatzes.

Zu finden sind diese Neuheiten vom 7. bis zum 10. Mai auf der Control in Stuttgart, Halle 4, Stand 4308.

Es gibt Strukturen, die für herkömmliche Koordinatenmessmaschinen zu fein sind und die über den Messbereich eines Rastersondenmikroskops hinausgehen. Hier suchen Anwender vergeblich nach Standardlösungen.

Daher hat die PTB gemeinsam mit dem Projektpartner MPro GmbH eine kompakte, modular-aufgebaute 3D-Desktop-Koordinatenmessmaschine entwickelt. Sie vereint einen messenden Mikrotaster, eine mehrachsige Positioniereinheit mit Tauchspulenantrieb und ein interferometrisches Messsystem.

Typische Anwendungen für die Messmaschine sind zum Beispiel das Messen an Dieseleinspritzdüsen oder an Mikrozahnrädern. Aufgrund der interferometrischen Positionsmessung und des neuartigen Mikrotasters können feinste mechanische Strukturen erfasst werden.

Die komplexen dreidimensionalen Strukturen von Gewinden stellen ebenfalls eine große Herausforderung für die Fertigungstechnik dar. Die Überprüfung der Gewinde erfordert oftmals Messunsicherheiten, die mit dem aktuellen standardisierten Messverfahren nur schwer zu erreichen sind.

Daher haben Mitarbeiter der PTB gemeinsam mit Partnern aus der Industrie auch hier einen neuen, ganzheitlichen Ansatz entwickelt. Er umfasst vier wichtige Aspekte: die Parametrisierung der 3D-Gewindegeometrie, ein Konzept für eine flächenhafte Messstrategie, die 3D-Auswertung der Punktwolke sowie die Bestimmung der Messunsicherheit mithilfe der Monte-Carlo-Methode. Ziel ist eine dreidimensionale Charakterisierung von Gewindenormalen.

PTB-Mitarbeiter erläutern vor Ort gerne Details zu beiden Exponaten. if/ptb

Ansprechpartner für die 3D-Desktop-Koordinatenmessmaschine
Dr. Gabor Molnar, PTB-Fachbereich 5.2 Dimensionelle Nanometrologie, Tel. (0531) 592-5166,
E-Mail: gabor.molnar@ptb.de

Ansprechpartner für die Kalibrierung von Gewinden
Achim Wedmann, PTB-Arbeitsgruppe 5.33 Verzahnung und Gewinde, Tel. (0531) 592-5226,
E-Mail: achim.wedmann@ptb.de