准确简单地测量表面积的方法
表面积是指立体表面的面积,一般是立方体、球体、圆锥形的表面积。但是,这些测量的难度极高,常用显微镜、显微系统、CNC图像尺寸测量仪等的面积测量结果来代替。此外还有根据二维数据计算表面积的方法,但难以准确测量出表面积。也可用位移传感器或粗糙度仪进行测量,但由于是以点或线为单位的测量,在测量表面积时需耗费很多精力。
下面将说明各种目标物的表面积,并介绍测量方法的课题及其解决方法。
何谓表面积
表面积是指立体表面的面积,是可见部分的面积。表面积与质感、密着性、滑动性、散热性等以及粗糙度等指标同💟🔥属于功能性评估的重要指标。例如,金属断裂面、摩擦面、PGA和激光刻印机制作的刻印等,均可通过测量表面积获得各种信息。
金属断裂面的表面积
详细观察金属断裂面时,可根据其破坏形态,在某种程度上确定破坏的原因。此外,通过测量表面积,可计算脆性断口占断口的比例(💟即韧性断面率)等。如上所述,可以说金属断裂面的断口分析🎶是调查破坏原因的有力手段。
磨损面的表面积
固体表面存在粗糙度和起伏,因此即使两个平面相接触,也只是突起部分(真实ౠ接触面积)发生接触。真实接触面积可用磨损面的表面积和粗糙度来计算,由此掌握摩擦情况。如🙈此,通过测量磨损面的表面积,可了解磨损的原因。
PGA(Pin grid array)的表面积
PGA(Pin Grid Array)是一种♚IC封装形式。引脚呈高密💝度封装并插入插座,因此当引脚的粗细、高度、角度出现误差时,就无法安装至插座。因此,必须测量引脚高度、体积、表面积等多个位置。
激光刻印机的刻印表面积
激光刻印🃏机的刻印质量可通过测量刻印部分的体积、表面积、截面面积进行评估。🌄这些值有助于设定激光照射强度、材料的激光吸收率、光点直径等。
表面积测量的课题
在此之前,测量表面积一般使用显微镜、CNC图像尺寸测量仪、粗糙度仪、位移传感器。但是,存在需用面🐻积测量结果来代替、根据二维数据计算表面积等🐼导致精度不足的问题。而且,测量时间长也是一大问题,且测量难度极高。
利用显微镜测量表面积的课题
若使用显微镜测量,则当目标物较小时显得十分有💙效。特别是近几年开发的显微镜,支持测量ꦜ数据定量化,易用性也有所提升。但当目标物较大时,无法测量目标物整体的表面积、面积和体积。即使能够测量,也需要一边移动目标物一边测量,非常耗时耗力。
利用CNC图像尺寸测量仪测量表面积的课题
一般来说,CNC图像尺寸测量仪用CCD相机读取安装于载物台的目标物,实施3D测量。
可通过彩色图像来观察,但是测量表面积时存在以下课题。
- 目标物有毛刺、缺损等因产品缺陷而导致的突起时,可能会造成误检测。此外,当测量点等设定不同时,会出现测量精度偏差。
- X、Y、Z等测量项目增加后,程序将变得复杂,不仅需要具备高水平的专业知识,还会增加设定工时。因此,待测量目标物的数量越多,测量时间越长。
除此之💎外,还必须配置测量室,而且要将测量室设为基准温度等,并不是每位🐷现场人员都能准确测量,因此成为一大难题。
利用粗糙度仪和位移传感器测量表面积的课题
使用粗糙度仪测量表面粗糙度时,在高度方向只能以点或线进行测量,为正确掌握形状需要增加测量位置。通过移动探头或探针进行测量,因此测量位置越多,测量时间越长。此外,安装后的目标物ꩲ必须进行位置补正。不同的测量者也可能会使测量点有偏差,测量值缺乏可靠性。
表面积测量的课题解决方法
使用的接触式测量仪,存在固定目标物十分耗时、需在以点和线为单位接触立体目标物和测量位置的同时进行测量等课题。为解决这些测量课题,黄金城开发了3D轮廓测量仪“VR系列”。
以非接触的方式,以面为单位来准确捕捉目标物的3D形状。此外,最快1秒完成载物台上目标物的3Dꦜ扫描,高精度地测量三维形状。因💫此,测量结果不会产生偏差,可瞬间实施定量测量。下面具体介绍这些优点。
优点1:可测量最大300mm×150mm的大范围
测量所需的作业是,将目标物放置到载物台上,然后只需按下按钮即可。无需严格定位等预先准备,即使🍎没有测量仪的知识和经验,也能立即实施高精度测量。
可提取载物台上放置的目标物的特点,自动补正位置。省去了过去耗时耗力的、严格的位置调整工作。此外,还可将达到300mm×150mm的大范围进行拼接测量。因此,测量作业无需配置专人操作,不熟悉操作的人员也可轻松快速地完成测量。
采用“VR系列”,通过只需放🅠置于载物台并按下按钮的操作,即使是冷却板等大面积目标物,也能准确测量表面积。
优点2:可定量评估表面积和截面面积
可测量金属韧性断口的表面积和截面面积,以及表面积和截面面积的比例。
“VR系列”可使𝓡用高度数据,测量目标物的体积、面积、指定高度的XY径。此外,还可同时对数量进行计数。
总结:对难以测量的表面积测量进行飞跃性改善和高效化
采用“VRꦚ系列”,可通过高速3D扫描,以非接触的方式迅速、准确地测量目标物的3D形状。除表面积以外,在体积、截面面积、表面积与截面面积的比例等测量中,也可解决各类课题。
- 可同时测量面积、体积、表面积。
- 消除了人为导致的测量值偏差,实现定量测量。
- 无需定位等操作,实现只需在载物台上放置目标物后按下按钮的简单操作。避免了配置专人执行测量作业。
- 简单、快速、高精度地测量3D形状,因此可在短时间内测量多个目标物,有助于提升质量。
另外,还能进ꦬ行简单分析,例如与以往3D形状数据和CAD数据的比较、公差范围内的分布等,因此可有效应用于产品开发和制造的趋势分析、抽取检测等各种用途。