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Ailcona光学3D检测仪:适用于任何类型材料的一体化测量工具

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通过利用 Alicona三维光学计量学,坦佩雷技术大学找到了适用于各种材料、形状和尺寸的测量工具。

在材料研究中,芬兰坦佩雷理工大学探索了各种技术应用的创新方法。借助 Alicona 的光学 3D 计量,他们找到了一种全面的工具,可用于分析最多样化的材料以及对具有不同形状和尺寸的众多组件进行几何验证。材料选择是生产高质量技术部件的关键因素。技术创新和新的制造工艺与材料的研发直接相关。部件的耐磨性、耐腐蚀性和使用寿命取决于目标应用的正确材料选择。

“借助 Alicona 的 InfiniteFocus,我们找到了适合我们需求的测量系统。由于 对该系统的高需求和兴趣,利用率已达到 24/7。”

——Jarmo Laakso 和 Niko Ojala,坦佩雷理工大学材料科学实验室

评估表面变形、磨损强度和机制

位于芬兰坦佩雷的坦佩雷理工大学 (TUT) 材料科学实验室对几乎任何类型的材料的结构、性能、加工和使用进行高水平研究。借助 Alicona 的 InfiniteFocus G5 光学 3D 测量系统,他们可以分析表面的形态,验证尺寸,并评估表面变形、磨损强度和机制。通过与行业的密切合作,涵盖了广泛的技术应用。测量的材料包括金属、聚合物、纺织品、木材、纸张、陶瓷、涂料和岩石等。此外,光学 3D 测量系统用于工具、组件和试样的全形状测量。基于其Focus Variation的运作原理,

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粉碎销盘式高应力磨损试验:Alicona 测量系统在完整的宏观和详细的微观水平上提供样本的数值量化和详细的 3D 表面表征。(左图的表面积约为 3 mm2,而右图的面积约为 1 000 mm2)

快速测量大面积和陡峭侧面

由于材料测试中的试样通常包含断裂或变形的表面,因此经常会遇到陡峭的侧面或粗糙的表面形貌。Alicona 提供了一种独特的解决方案,即使具有这些难以测量的特征,也可以记录整个表面。“最初,我们正在寻找一种系统,该系统可以测量具有几平方厘米宽的大面积和粗糙表面的样品,例如大磨损或具有陡坡的断裂表面。对我们来说,测量系统相对较快也很重要。第三个要求是可以通过旋转样本进行测量,从而获得真正的 3D 模型”,实验室的研究人员 Niko Ojala 和 Jarmo Laakso 解释道。他们继续说:“借助 Alicona 的InfiniteFocus我们找到了适合我们需求的测量系统。由于对该系统的高需求和兴趣,利用率已达到 24/7。”

用于密封核燃料处理罐的 FSW 工具的几何验证

DMS 的应用材料科学研究小组在任何类型的材料相关项目中为任何类型的公司提供帮助。“举一个例子:与斯堪的纳维亚两个核废料管理专家组织 SKB 和 Posiva Oy 合作,我们能够验证用于密封核燃料处理罐的 FSW 探针的几何形状”,Jarmo 指出. FSW(Friction Stir Welding)是一种焊接方法,其中在工具和目标金属之间产生摩擦热。这导致金属软化并通过机械混合焊接在一起。探头设计为非消耗品,因此挑战在于防止探头材料在沿焊接线移动时熔化。因此,它的精确几何形状是高效焊接工艺的关键因素。

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SKB 和 Posiva Oy 的 FSW 探头的完整形式测量。除了 InfiniteFocus 之外,使用 AdvancedReal3D 旋转单元可以实现完整的形状测量。(© SKB 和 Posiva Oy,未经许可不得复制)

工具的全尺寸测量

除了 InfiniteFocus 外,他们还使用 AdvancedReal3D 旋转单元实现了这些探头的 360° 形状测量。这使 Jarmo 能够检查长度、直径和半径以及圆度等尺寸。半径可以以横向分辨率测量低至 2 μm。同时确保遵守最小的、指定的公差。通过与 CAD 数据比较来评估形状偏差。与基于 2D 数据分析的传统方法相比,Alicona 测量系统提供数值量化和详细的 3D 表面表征。为了检查表面纹理,测量不仅包括线条轮廓的粗糙度,还包括基于区域的参数。“基于区域的粗糙度测量可以更全面地了解表面状态。根据情况和客户的需求,我们分析基于轮廓的粗糙度参数,如 Ra、Rq、Rz 和表面纹理参数。特别是对于润滑接触,基于区域的表面粗糙度值对于研究不同涂层的性能非常有用。例如,我们的系统已经对金属基材上厚度为 20 微米的纳米结构聚合物涂层进行了评估”,Niko 和 Jarmo 澄清道。使用 InfiniteFocus 3D光学测量基于区域的表面参数符合 EN ISO 标准 25178。根据 EN ISO 4287/88 的基于轮廓的测量提供了将光学结果与触觉测量结果进行比较的可能性。

由于要求之一是大面积测量,实验室发现可以提供的测量设备并不多。“以前我们只有一个干涉测量系统,但它无法有效地测量大面积区域,事实上它需要几天时间才能做到这一点。借助 Alicona,我们能够以高速测量最大 200 x 200 mm 的区域”,Niko 和 Jarmo 解释道。由于大面积的测量通常还需要较长的测量深度 z 范围——因为样品可以具有弯曲的形状、大的高度差或高度变形的表面——InfiniteFocus 已被证明是正确的工具。

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在 -60°C 温度下通过高速粒子冲击试验对钢试样进行五次冲击后的光学 3D 表面测量。

在大测量区域上轻松量化材料变形

最后,通过使用 InfiniteFocus 系统提供的 MultiMeasurement 方法,Niko 和 Jarmo 发现了一项已被证明非常节省时间的功能。“借助 MultiMeasurement,我们可以为大约十几个样本设置一个自动测量程序,以便一个接一个地进行完整测量,或者以更高的放大倍率测量它们上的多个位置。这节省了其他任务的工作时间和机器时间,例如,该方法可以充分利用夜间时间”,Niko 解释道。他和 Jarmo 以声明结束他们的评论:“多功能性和敏捷性以及用户友好性都很重要,这就是 Alicona 给我们的。”

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马路科技成立于1996年,从逆向工程与快速原型应用整合,今日为华人市场上最专业的3D列印与3D扫描专家于各种产业。

马路科技陆续引进了工业设计(ID)、工业辅助检测(CAV)、雷射加工机设备、公仔设计服务、工程服务等的关键知识与技术。

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