Profilage Extérieur En trois dimensions avec les Profileurs de Surface de Dektak et le Logiciel d'Analyse de Visibilité

Sujets Couverts

Introduction
Mesure 3D avec Dektak et Visibilité
Caractérisation de la Surface 3D Au Delà de 2D Ra
Aplatir des Filtres et le Masquage de Conditions
Souplesse pour Installer les Programmes 3D
Capacités de la Mise À Jour 3D
Traduction Précise de Z-Hauteur
Mesures Fiables d'Apex, de Forme et de Pente
Conclusion
Au Sujet des Surfaces de Nano de Bruker

Introduction

Cette note d'application décrit les avantages des options de la mesure 3D disponibles par une combinaison le logiciel de Bruker de Dektak® de Stylet de Profileur et de Vision® 3D d'analyse.

Mesure 3D avec Dektak et Visibilité

Des profileurs de stylet de Dektak sont conçus pour supporter les deux 2D et 3D extérieurs profilant, avec des stades de précision, des goupilles d'alignement de disque, représentation de vidéo de couleur, des outils d'analyse paramétriques avancés de données et d'autres caractéristiques techniques pour la gamme de produits, et des mesures extrêmement reproductibles et extérieures de forme.

Les capacités avancées de définition permettent à des utilisateurs d'interpréter visuellement la rugosité de défaut, la symétrie et la définition de procédé. Les profileurs de stylet de Dektak active l'exactitude de progression de l'Axe des ordonnées 1um pour une caractérisation 3D et une définition générales plus élevées. Cette définition plus élevée d'Axe des ordonnées, suivant les indications du schéma 2, indique de petits défauts et les notes d'outillage et exactement des mesures sont rugosité.

Le Logiciel d'Analyse de Visibilité ajoute un domaine des analyses, des filtres, des capacités de masquage, de databasing, des statistiques et de l'importation/de fonctionnalité d'exportation aux profileurs de Dektak. Le Responsable parmi ces caractéristiques techniques est la capacité de combiner automatiquement les traces multiples dans un plan 3D précis des surfaces de précision et de les manipuler utilisant un menu très court, clair, convivial.

Caractérisation de la Surface 3D Au Delà de 2D Ra

Dans beaucoup d'applications, la 2D rugosité moyenne (Ra) est le paramètre unique spécifique pour surveiller la texture extérieure. Tandis Que le Ra fournit un outil rapide de la rugosité générale, il fournit peu d'analyse dans les caractéristiques fonctionnelles de la surface. Réciproquement, la métrologie 3D fournit une illustration dégagée de la caractérisation extérieure au-dessus d'une zone entière. Sensiblement plus de données sont disponibles qu'est possible avec une ligne unique profil. Le risque d'utiliser le 2D Ra comme seul outil est qu'une pièce peut être tout à fait en conformité avec le cation de specifi en travers d'un 2D profil unique (ou même d'un échantillonnage des 2D profils), pourtant peut échouer toujours dans le fonctionnement réel parce que le 2D profil unique a manqué un défaut ou d'autres caractéristiques techniques de surface qui seraient promptement évidents dans un plan de la zone 3D (voir le schéma 3).

Le Schéma 3. image 3D produite sur le Dektak 150 des colloïdes de la silice 340nm sur le quartz. Notez les petites mémoires annexes sur de plus grandes caractéristiques techniques avec les crevasses profondes. Cet échantillon affiche au diffi les surfaces complexes de caractérisation culty avec les 2D les de profi par opposition à produire d'un plan de la zone 3D. (Échantillon fourni par Tomika Velarde de l'Organisme de Recherche de Wirth.)

Une traduction beaucoup plus complète de la fonctionnalité extérieure peut être dérivée utilisant les options de la visualisation 3D, de filtrage et de l'analyse dans la Visibilité. Les paramètres 3D Particuliers, tels que le positionnement de paramètre de S, peuvent être des variables à régulation de processus autant plus signicatives utilisées. Comme exemples, l'analyse 3D peut mesurer la capacité d'une surface d'appui de maintenir le pétrole, la brilliance visuelle d'un métal balayé fi nish, ou la tendance d'une surface de contact de vibrer en raison des notes de usinage régulièrement espacées. Des paramètres Personnalisés peuvent également être produits pour cheminer des aspects fonctionnels très particuliers de la texture extérieure.

Les Figures 4a et 4b affichent un profil des mêmes données représentées sur le schéma 3. Le logiciel de Visibilité fournit un grand choix de filtres de données, y compris les filtres programmables passe-bas, médians, passe-haut et de Fourier. La Figure 4a affiche une coupe transversale du schéma non filtré 3 données avec du Ra mesuré de 833 nanomètres. La Figure 4b affiche le même ensemble de données après qu'un filtre passe-haut ait été appliqué pour filtrer à l'extérieur les crêtes et les vallées plus grandes basses fréquences, indiquant les mémoires annexes plus petites sur la surface. Les données avec le filtre passe-haut appliqué montrent beaucoup plus d'exactitude, ramenant le Ra par plus qu'un facteur de dix à nominalement environ 70 nanomètres.

Figure 4a. Le logiciel de Visibilité fournit un domaine des filtres pour des données manipulantes. Ici, les données ltered par unfi du schéma 3 sont affichées. La coupe transversale de données a un Ra mesuré de 833nm.

Figure 4b. Un lter passe-haut de fi sur l'ensemble de données dans le chiffre 4a filtre à l'extérieur les crêtes et les vallées plus grandes basses fréquences pour indiquer les mémoires annexes plus petites sur la surface et pour permettre à la rugosité d'être mesuré plus exactement (note : Le Ra = le 70nm après le filtre passe-haut a été appliqué).

Aplatir des Filtres et le Masquage de Conditions

Une méthode secondaire d'interpréter correctement les hauteurs de chaque trace est d'utiliser le Dektak « Aplatissant » des caractéristiques techniques dans le progiciel de Visibilité. L'image extrême gauche sur le schéma 5 affiche des données brutes d'un plan 3D avec les artefacts horizontaux d'échographie qui peuvent être provoqués par le chassoir ou la vibration thermique. L'image du côté droit affiche les mêmes données après que l'algorithme aplatissant ait été appliqué.

Le Schéma 5. Le logiciel de Visibilité de Dektak 150 a usage spécial qui peut filtrer à l'extérieur des artefacts d'échographie provoqués par le chassoir ou la vibration thermique pendant un fonctionnement du plan 3D.

Le logiciel de Visibilité permet également à des masques de conditions d'être appliqués pour retirer les caractéristiques techniques qui peuvent être présentes en travers de quelques traces mais pas dans d'autres. Des masques de Conditions peuvent permettre à l'algorithme aplatissant d'être appliqués à une zone sélectée des données pour retirer des artefacts d'échographie. Ensemble, ces deux méthodes fournissent l'excellente traduction des Z-Hauteurs pour chaque trace, et activent ainsi l'excellent mappage 3D des caractéristiques techniques.

En plus des lters des données fi, le logiciel de Visibilité fournit les palettes de couleurs multiples qui permettent aux caractéristiques techniques extérieures variées d'être améliorées et mises en valeur (voir le schéma 6). Il fournit même la capacité de rendre le regard extérieur « brillant » ou de changer la cornière et l'intensité de l'ombrage léger de l'image.

Le Schéma 6. logiciel de Visibilité peut être employé pour accentuer les données à l'aide de différents lters et de palettes de couleurs de fi pour mettre en valeur et mettre en évidence les caractéristiques techniques variées de l'image.

Souplesse pour Installer les Programmes 3D

Le logiciel de Dektak comprend un certain nombre de caractéristiques techniques qui permettent à un utilisateur d'optimiser la lecture pour la meilleures vitesse/mieux définition. Il peut rapidement et facilement être utilisé pour installer et faire fonctionner les plans 3D avec un grand choix de différents paramètres pour faciliter des applications multiples. Les profileurs de Dektak produisent des plans 3D par la combinaison plusieurs profi le measurements ou traces individuel dans un fichier image 3D. L'utilisateur peut visuellement déterminer la zone qui doit être tracée à l'aide du microscope de vidéo de couleur. La téléphoniste emploie simplement la souris pour sélecter l'ampleur de X et de Y du centre d'intérêt, et le logiciel prévoit automatiquement la longueur et la largeur de la zone à mesurer, ainsi que l'emplacement de début d'échographie (voir le schéma 7). Une Fois Que la téléphoniste sélecte la zone pour être tracée, la définition du plan peut être déterminée en sélectant combien de différentes traces sont désirées pour tracer la zone, ainsi que la définition de chaque trace individuelle. Jusqu'à 500 traces peuvent être employées pour produire un plan avec un écartement minimum de 1 micron selon la trace.

Le Schéma 7. Cette image vidéo du même échantillon sur les schémas 3-6 affiche comment le stade programmable témoin peut être employé pour déterminer l'ampleur DE X/Y d'un plan 3D.

Capacités de la Mise À Jour 3D

Des profileurs de Stylet encore sont en grande partie utilisés pour obtenir le 2D profi le measurements plutôt que pour produire des images 3D. La raison principale pour ceci est que les 2D profileurs sont en général moins chers que des outils de la mesure 3D. Un principal avantage du Dektak est qu'il fournit relativement une solution de coût bas pour la représentation 3D et l'analyse. Un Autre avantage (qu'aucun autre ler de profi de stylet n'offre) est que le 2D modèle du Dektak peut être mis à jour à un système de la métrologie 3D par l'évolution d'un stade manuel témoin à positionner programmable d'échantillon.

Traduction Précise de Z-Hauteur

Dans un profileur de stylet, un plan 3D est accumulé d'une suite des 2D traces. Pour tracer exactement la surface, il est nécessaire d'interpréter correctement la hauteur (verticale) de Z de chaque trace relativement aux autres. D'Autres profileurs avec les capacités 3D effectuent la supposition que chaque trace commence à la même hauteur de Z. Cette technique le rendrait impossible exactement aux échantillons d'image et de mesure comme celui sur le schéma 3, où chaque échographie commence à une remarque différente à l'axe de Z. Le Dektak produit un plan 3D en mettant en référence tous les points d'informations ultérieurs au tout premier point d'informations rentré la toute première trace. Ceci a comme conséquence les mesures précises et la représentation 3D de la surface en question.

Mesures Fiables d'Apex, de Forme et de Pente

Un défi assimilé est relevé en mesurant la hauteur des surfaces sphériques ou asphériques, telles que des microlenses, la lentille forme, soudure envoie, Etc. Avec les 2D mesures simples de profil, il est très difficile de déterminer l'apex d'une forme sphérique avec un au premier balayage. Une variation de quelques cents microns seulement dans l'emplacement de début d'échographie peut produire bien une différence dans les mesures d'apex. L'écart peut être exponentiellement plus élevé selon la lordose de la lentille. Utilisant 3D traçant capture toujours l'apex vrai, ayant pour résultat des mesures hautement fiables de hauteur.

Pendant une échographie, le stylet pivote et balance verticalement dans un mouvement crachant des étincelles. Ce mouvement d'arc peut produire des erreurs dans des mesures de pente pendant que le stylet conduit vers le haut d'un côté de la pente et avale l'autre. Le Schéma 8 affiche une norme d'étalonnage configurée par pyramide, qui est un 2D profil produit d'une image 3D. La ligne sombre affiche l'affect du mouvement crachant des étincelles du stylet aux données car la pente du côté gauche de la pyramide n'est pas aussi escarpée que la pente de remorquage du côté droit de la pyramide, donnant l'aspect qui la norme n'est pas sphérique. Le logiciel de Visibilité comprend un filtre spécial de Microforme pour rectifier pour le mouvement crachant des étincelles du stylet. Figure 8a dans les documents de gris les mêmes données avec le lter de la Microforme fi appliqué pour rectifier les cornières de pente et pour fournir la véritable forme sphérique de la lentille. Figure les expositions 8b la grille symétrique de 90 degrés, que le confi RMS le gris a rectifié l'image de l'échographie.

Le Schéma 8. logiciel de Visibilité contient un lter de fi de « Microforme » pour fournir une pente plus précise et les mesures de forme en enlevant la forme du stylet crachent des étincelles. La forme d'un penchement normal d'étalonnage (ligne) vers la droite due au mouvement du stylet pendant l'échographie peut être vue dans 8a. La zone grise est la surface réelle. La grille symétrique de 90 degrés est évidente dans 8b.

En Outre, le logiciel de Visibilité comprend une Analyse de Multi-Région qui laisse un Ne de defi d'utilisateur et compare les caractéristiques techniques multiples dans un ensemble de données. Le Schéma 9 affiche une échographie et un plan crus d'un alignement de mémoire annexe de soudure. Utilisant le fonctionnement multi d'analyse de région dans la Visibilité, la hauteur de chaque mémoire annexe, le diamètre et le coplanarity peuvent être promptement déterminés. Les données peuvent également être exportées comme un fichier de .csv, et être enregistrées dans une base de données personnalisable pour le cheminement et le contrôle du processus.

Le Schéma 9. La caractéristique technique d'analyse de Multi-Région du logiciel de Visibilité fournit automatiquement la hauteur et les mesures de diamètre des mémoires annexes multiples dans un 3D tracent.

Conclusion

Traditionnellement, les lers de profi de stylet ont été confi ned à la 2D analyse, cependant, les avances dans le matériel et la fonctionnalité de logiciel ont grand augmenté le stylet profilant des capacités. Maintenant, la mesure 3D est possible, fournissant la visualisation complète et la quantification des surfaces de précision pour l'évaluation précise des paramètres de processus et de la fonctionnalité de partie. De la profondeur mesurante gravure à l'eau forte de nanomètre-échelle à l'aspérité de mesure sur les pièces usinées, la combinaison logiciel de Dektak de Stylet de Profileurs et de Visibilité d'analyse offre la méthode la plus précise et la plus reproductible de caractérisation 3D disponible aujourd'hui.

Au Sujet des Surfaces de Nano de Bruker

Le Nano de Bruker fournit les produits Atomiques de Microscope de Force/de Microscope Sonde de Lecture (AFM/SPM) qui restent à l'extérieur d'autres systèmes disponibles dans le commerce pour leur design et facilité d'utilisation robustes, tout en mettant à jour le plus de haute résolution. Le chef de mesure de NANOS, qui fait partie de tous nos instruments, utilise un seul interféromètre fibreoptique pour mesurer le fléchissement en porte-à-faux, qui effectue le contrat d'installation ainsi qu'il n'est pas plus grand qu'un objectif normal de microscope de recherches.

Source : Surfaces de Nano de Bruker.

Pour plus d'informations sur cette source visitez s'il vous plaît les Surfaces de Nano de Bruker.