De 3D-vorm van getextureerde platen kwantificeren

Platen met een getextureerd oppervlak

Dit zijn platen met een ongelijk stijgend en dalend patroon op het oppervlak dat de plaat verschillende functies geeft. Er zijn verschillende soorten geclassificeerd op basis van hun doel en functie, materiaal en grootte, vorm en patroon van de oneffenheid, en de verwerkings- of productiemethode. Platen met een getextureerd oppervlak worden veel gebruikt in een breed scala aan toepassingen, waaronder de lucht- en ruimtevaartsector, materialen voor industriële producten zoals auto's en elektrische apparaten, vertrouwde dagelijkse producten en medische en sanitaire producten.

Types getextureerde platen

Een getextureerd oppervlak kan het plaatoppervlak vergroten door het oppervlak een driedimensionale vorm te geven. De voordelen van deze vormen worden gebruikt om een breed scala aan types, functies en toepassingen te creëren. Hieronder worden er enkele typische voorbeelden weergegeven.

• Warmte-isolatieplaat: Het opvangen van warme of koude lucht in de oneffen vorm kan de temperatuurverschillen verminderen. Het aanbrengen van een dergelijke plaat op een dak of raam gelegen tussen de verschillende buiten- en binnentemperaturen, vermindert het effect op de binnentemperatuur en de condensatie.
• Warmtedissipatieplaat: De oneffen vorm van de plaat fungeert als een koellichaam. Dergelijke platen worden gebruikt voor de warmtedissipatie op componenten zoals CPU's en moederborden, vermogenstransistors en voedingstoevoeronderdelen in compacte elektronische apparaten.
• Dempend materiaal of trillingdempend materiaal: Dit zijn platen van flexibel of elastisch materiaal, zoals rubber of urethaan met oneffen vormen op het oppervlak die worden gebruikt om schokken of trillingen te absorberen. Ze worden veel gebruikt om de rust en het interieurcomfort van auto's te verbeteren.
• Waterabsorptieplaat: Deze platen gebruiken het grotere oppervlak dat wordt geboden door het oneffen oppervlak om het waterabsorptievermogen te verbeteren.

Platen met een getextureerd oppervlak worden ook gebruikt voor een breed scala aan andere producten, waaronder industriële producten, dagelijkse producten en medische en sanitaire producten. De oneffen vormen kunnen voor verschillende doeleinden worden toegevoegd, zoals het gemakkelijker afvegen van vuil, slippreventie, het voorkomen van plakken en aantrekkelijke ontwerpen.

Verwerking en productie van getextureerde platen

De productieprocessen en verwerkingstechnologieën die worden gebruikt voor getextureerde platen zijn ook zeer gevarieerd. In het geval van textiel is het mogelijk om de gewenste functie toe te voegen door de hoogte of de dikte van de kromming te veranderen. In het geval van niet-geweven stof geproduceerd door een spingebonden methode of een hydraulisch gevormde methode of een plastieken of papieren plaat met een glad oppervlak, kunnen er verschillende ongelijke vormen en functies worden toegevoegd door processen zoals reliëfdruk of diepdruk, patrooncoating of etsen.
In het volgende gedeelte worden de mechanismen van reliëfdruk en diepdruk uitgelegd, die bij deze methoden het meest voorkomen.

Reliëfdruk en diepdruk

Reliëfdruk en diepdruk zijn methoden om een oneffen oppervlaktevorm te creëren door een plaat tussen twee metalen of plastic platen te drukken, waarvan er één uitsteeksels bevat en één inkepingen, of door een plaat met uitsteeksels van bovenaf op de plaat te drukken.
Wanneer de vormen die worden gecreëerd door de plaat tussen platen (matrijzen) van boven en onder te drukken hoger zijn dan het materiaaloppervlak, wordt het proces reliëfdruk genoemd. Wanneer de vormen lager zijn dan het materiaaloppervlak, wordt dit diepdruk genoemd. Reliëfdruk door aan één zijde druk uit te oefenen op het materiaaloppervlak met behulp van een plaat met een enkel uitsteeksel wordt ook wel "blind drukken" genoemd. Het mechanisme voor elk proces wordt weergegeven in de onderstaande schema's.

Kwaliteitsbeheer van getextureerde platen

Met uitzondering van speciale producten, moeten bijna alle getextureerde platen een uniform oneffen oppervlaktepatroon hebben. Wanneer de hoogte en diepte van de oneffen vorm niet uniform is over het gehele plaatoppervlak, is het niet mogelijk om de gewenste functie of het gewenste uiterlijk te produceren en kunnen de producten als gebrekkig worden gezien.
Bij een fijn oneffen oppervlak is het niet mogelijk om visueel te beoordelen of de oneffen vorm al dan niet uniform is. Zelfs als het bij inspecties op de lijn mogelijk is om de algemene vorm, krassen, buigingen, rimpels en vreemde stoffen op de plaat te identificeren, is het niet mogelijk om de hoogte en diepte van fijne oneffen vormen precies te meten.

Omdat de productcyclus van hoog functionele platen snel is, is snelheid belangrijk bij elke stap, van R&D tot prototyping, evaluatie en commercialisering. Het uitvoeren van efficiënte en nauwkeurige evaluaties in elke fase zal leiden tot een aanzienlijk verschil in de snelheid.

Getextureerde platen - Meetproblemen

Ongeacht de fabricage- of verwerkingsmethode is het uitermate belangrijk om de oneffen oppervlaktevorm van platen nauwkeurig te meten bij het evalueren van de productprestatie, kwaliteit en processen. Het meten met behulp van conventionele profielmeetsystemen en andere contactmeetsystemen ondervindt echter de volgende problemen.

Meetproblemen - Profielmeter

Een profielmeetsysteem meet en registreert het profiel van een voorwerp door het oppervlak met een stylus te volgen.
De afgelopen jaren zijn er profielmeetsystemen ontwikkeld die een laser gebruiken in plaats van een stylus om complexe vormen te meten door het profiel contactloos te volgen. Sommige modellen zijn zelfs in staat om zowel de boven- als onderkant te meten.

De meting en evaluatie van getextureerde platen met behulp van een profielmeetsysteem kunnen de volgende problemen opleveren:

• Omdat het object wordt gemeten door de lijnen te traceren, is het moeilijk om vervormingen over een groot gebied te meten en te evalueren.
• Het is niet mogelijk om de oneffen vorm voor het volledige doeloppervlak te identificeren.
• Wanneer meerdere meetlijnen worden getraceerd om een zo groot mogelijk gebied te meten, is er veel tijd nodig om de maximale en minimale hoogtes en dieptes te meten. Daarnaast zijn de gemeten waarden instabiel door afwijkingen van de meetlijnen.

Meetoplossingen

Conventionele meetinstrumenten van het contacttype meten alleen vormen met behulp van lijnen of punten en kunnen niet de volledige vorm van een getextureerde plaat identificeren. Bovendien is het moeilijk om de maximale en minimale waarden te verkrijgen voor elke onregelmatigheid op het oppervlak op het volledige object, of om snel kwantitatieve vergelijkingen te maken.

Om deze meetproblemen op te lossen, heeft KEYENCE de 3D Optical Profilometer VR Series ontwikkeld.
De VR-serie legt nauwkeurig de 3D-vorm van het volledige oppervlak van het voorwerp vast zonder het aan te raken. Het scant ook in 3D de volledige vorm in 1 seconde, waardoor er onmiddellijke en kwantitatieve metingen mogelijk zijn zonder fouten in de resultaten. In dit gedeelte worden enkele specifieke voordelen van de VR-serie geïntroduceerd.

Voordeel 1: 3D-meting in 1 seconde.

De VR-serie kan de gegevens van het oppervlak verzamelen van 800.000 punten van een dunne, flexibele en delicate plaat met een enkele contactloze meting in slechts één seconde. De maxima en minima van het oneffen oppervlak (hoogte, diepte) in de resulterende 3D-vorm kunnen worden weergegeven in een kleurenkaart om de vervormde locaties over het gehele object te visualiseren.

Met eenvoudige en intuïtieve handelingen kunnen ook meerdere profiellijnen op de gewenste locaties in de gescande gegevens worden getekend. Omdat er ook een nauwkeurige profielmeting mogelijk is, kunnen er onmiddellijk gedetailleerde gegevens van de vervormde onderdelen worden verkregen.
Zelfs na de meting kunnen er profielmetingen van verschillende onderdelen worden uitgevoerd met behulp van 3D-scangegevens uit het verleden zonder het object opnieuw op te stellen en te scannen.

Door gebruik te maken van de meetgegevens van meerdere platen waarop er verschillende verwerkingscondities zijn toegepast, is het bovendien mogelijk om vormen te vergelijken en de gewenste condities in één keer toe te passen op meerdere datasets.
Naast een nauwkeurige meting en evaluatie zorgt dit voor een drastische reductie van de manuren en een verbeterde werkefficiëntie.

• Catalogi downloaden
• Contact/vragen

Voordeel 2: De bediening is eenvoudig en de meting kan door iedereen worden uitgevoerd zonder variatie in de gemeten waarden.

3D-vormmeting kan eenvoudig worden uitgevoerd door het voorwerp op het platform te plaatsen en op een knop te drukken.
Door te schakelen tussen camera's met lage vergroting en hoge vergroting, kunnen alle vormdetails en oneffenheden op het oppervlak nauwkeurig worden gemeten met één enkel systeem, zelfs voor platen met fijne, oneffen oppervlakken.

Omdat de positie automatisch kan worden aangepast op basis van de karakteristieken van het object, is strikt nivelleren of positioneren niet vereist. Deze serie bevat ook de eerste Slimme Meetfunctie in de branche die automatisch het meetbereik configureert en het platform verplaatst in overeenstemming met de grootte van het voorwerp. Dit elimineert het werk dat nodig is om de meetlengte en het Z-bereik in te stellen.

Er kunnen hulpmiddelen worden gebruikt om automatisch de vorm van het oppervlak te extraheren om ervoor te zorgen dat de metingen op dezelfde locatie worden uitgevoerd, ongeacht de bediener. Naast doeleinden zoals R&D, testen en evalueren, is het ook mogelijk om eenvoudig het aantal monsters te verhogen of trendanalyses uit te voeren voor de meting en inspectie tijdens commerciële productie.

• Catalogi downloaden
• Contact/vragen

Samenvatting: Efficiënte meting van getextureerde platen

De VR-serie kan 3D-vormen van het voorwerp nauwkeurig en onmiddellijk meten door met hoge snelheid in 3D te scannen zonder het voorwerp aan te raken. Naast het meten van de 3D-afmetingen van de plaat, is het ook mogelijk om snel werk te voltooien dat voorheen moeilijk was, zoals het meten van minieme hoogtes en ongelijke vormen, en het vergelijken van meerdere datasets.
Het gebruik van de VR-serie biedt de volgende voordelen:

• Contactloos, onmiddellijk scannen.
• Hoogteverschillen over het volledige object kunnen worden gevisualiseerd in een kleurenkaart.
• Er kunnen meerdere sets meetgegevens tegelijk worden gemeten.
• Zodra een scan is voltooid, kan er op elk moment een profielmeting van elk onderdeel en een vergelijking van de verschillende datasets worden uitgevoerd op basis van de gegevens uit het verleden.
• Zonder dat positionering of andere voorbereiding nodig is, kan de meting eenvoudig worden uitgevoerd door het voorwerp op het platform te plaatsen en op een knop te drukken. Hierdoor is het niet meer nodig een gespecialiseerde operator voor meetwerk aan te stellen.
• Doordat 3D-vormen eenvoudig tegen een hoge snelheid en met een hoge nauwkeurigheid kunnen worden gemeten, kunnen er in korte tijd een groot aantal monsters worden gemeten. Dit is handig voor kwaliteitsverbeteringen.
• De eenvoudige en geautomatiseerde bediening elimineren variaties als gevolg van menselijke factoren, waardoor er echte kwantitatieve metingen mogelijk worden.

Dit systeem maakt vergelijkingen met CAD-gegevens en eenvoudige gegevensanalyse mogelijk, zoals de distributie binnen toleranties. Naast R&D, ontwerp en testen, kan het effectief worden gebruikt in een groot aantal situaties bij het vervaardigen van platen, inclusief bij monsterinspecties na de start van de commerciële productie en de oorzakenanalyses wanneer er fouten optreden.

• Catalogi downloaden
• Contact/vragen