Technologie – optische Messtechnik
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µscan-Technologie
Scannende Profilometrie für große Messstrecken
Die Scanning-Profilometer aus der NanoFocus µscan-Serie sind schnelle und flexible optische Messsysteme für die Qualitätssicherung und Prozesskontrolle. Bei diesem Messverfahren werden geschlossene 3D-Topografien durch zeilenförmiges Abscannen der Oberfläche gewonnen. Verwendet wird dazu ein punktweise messender optischer Sensor. Somit lassen sich komplette flächenhafte Topografien aus Zeile für Zeile gewonnenen Höhenprofilen zusammensetzen. Je nach Aufgabenstellung werden diskrete Profillinien oder 3D-Messdaten geliefert.
Vorteile der optischen µscan-Profilometrie
Die Profilometer der µscan-Reihe dienen zum schnellen Scannen von Oberflächenprofilen mit Genauigkeiten bis in den unteren Nanometerbereich. Die Ergebnisse stimmen sehr gut mit den Resultaten mechanisch-taktiler Referenzverfahren und Elektronenmikroskopen überein. Jedoch ermittelt die µscan-Technologie die Daten rund 100 mal schneller als taktile Verfahren. Auch Unterschiede in der Härte des untersuchten Materials spielen keine Rolle, da die optischen Profilometer berührungslos und damit zerstörungsfrei arbeiten.
Die µscan-Profilometer kommen besonders gut mit hohen Arbeitsabständen und steilen Flanken zurecht. Aus den ermittelten Daten können Geometrien (Schichthöhe und -dicke, Winkel, Abstände, etc.), Verwölbungen (Warpage), Koplanarität, Form, Welligkeit und Rauheiten nach DIN EN ISO und viele weitere Parameter berechnet werden.
Funktionsprinzipien der µscan-Sensoren
Abhängig von der Messaufgabe kommen verschiedene Punktsensoren zum Einsatz. Höhenmessbereiche zwischen 300 µm und 18 mm können mit den erhältlichen optischen Sensoren abgedeckt werden. Die Höhenauflösung beträgt bis zu 10 nm. Die Kombination von mehreren Sensoren an einem µscan-Profilometer ermöglicht die Abdeckung des gesamten Spektrums an Messaufgaben in der modernen Fertigung.
Den angebotenen Sensoren liegen verschiedenen Funktionsprinzipien zugrunde.
Konfokaler Punktsensor – CF
Der µscan CF basiert auf dem einfachsten konfokalen Verfahren. Eine Lichtquelle beleuchtet dabei eine sehr kleine Lochblende. Der Sensor misst eine erhöhte Lichtintensität, wenn sich das Objekt im Fokus befindet, und detektiert hingegen keine Intensität, wenn das Objekt außerhalb des Fokus ist. Aufgrund seiner hohen Messdynamik und Robustheit des optischen Prinzips erfüllt der konfokale Punktsensor vielfältige Ansprüche bei der Messung komplexer Geometrien.
Chromatischer Sensor – CLA
Auch der µscan CLA arbeitet nach dem konfokalen Prinzip. Die Funktion der Lochblende übernimmt hier ein Objektiv mit einer hohen chromatischen Abberation. Ein Spektrometer erfasst dabei die Höhen über Farbunterschiede. So lässt sich eine Oberfläche gleichzeitig in verschiedenen Entfernungen abbilden, ohne dass es einer Abtastbewegung entlang der optischen Achse bedarf. Der große Arbeitsabstand und die besonders kleine Bauform des CLA-Sensors erlauben präzise Messungen auch an schwer zugänglichen Messpositionen.
Holografischer Sensor – CP
Das Funktionsprinzip des µscan CP basiert auf der Interferenz zweier Lichtwellen. Auf dem Messobjekt wird mittels eines Lasers ein diffuser Lichtpunkt projiziert. Das zurückstrahlende Licht wird teilweise vom Objektiv erfasst, wo es auf einen Kristall trifft. Das dort entstehende Interferenzmuster, das Informationen über die Winkel des eintreffenden Lichts enthält, wird mit einem CCD-Sensor aufgenommen und elektronisch ausgewertet. Der Messprozess basiert also auf der Ermittlung des Abstandes aus der Winkelgröße. Dieses Verfahren ist gegenüber der klassischen Triangulation deutlich stabiler, da Winkelfehler herausgemittelt werden. Mit seinem großen Messbereich ist der holographische Sensor ideal für die Form- und Geometriemessung.
Auf einen Blick
- Verschiedene Sensoren kombinierbar
- Robust und hochpräzise
- Keine Probenvorbereitung
- Zerstörungsfrei
- Echte 3D-Daten
- Unabhängig von Materialeigenschaften wie Farbe, Glanz oder Härte
- DIN-konforme Messung
