Prozessorientierte Messung der Oberflächenreinheit

Prozeßintegrierte Messung der Oberflächeneinheit

Quelle: Behrning-Stefan / TÜV Saarland, Sulzbach/Saar, DE

Zeitschriftenaufsatz: JOT Journal für Oberflächentechnik/ 2004 / 200408 02667

Erscheinungsjahr: 2004

Im Beitrag werden zwei mobile Systeme von OCM/TÜV zur Inline-Messung der Reinheitsgüte vorgestellt, mit denen insbesondere reinheitssensitive Prozessfolgen optimiert, robuster und effizienter gestaltet werden können. Bei beiden Verfahren wird die Oberfläche mit einem geeigneten, unschädlichen Licht beaufschlagt und deren Wechselwirkungen mit der Kontamination basierend auf verschiedenen physikalischen Phänomenen ausgewertet, so dass sich quantitative Aussagen über die Schichtdicke oder die Menge von Rest-Ziehmitteln, -Kühlschmierstoffen und Konservierölen treffen lassen.

Während sich das Gerät vom Typ Kontavisor das spezielle Abklingverhalten der erzeugten Fluoreszenz der Belegung zunutze macht, basiert der Gerätetyp Ircas auf dem charakteristischen Absorptionsverhalten von infraroter Strahlung. Der Gerätetyp Ircas ist insbesondere für Analyseaufgaben, bei denen es auf exakte Identifizierung der Belegung ankommt, prädestiniert. Der Typ Kontavisor hingegen ist ein preisgünstiges Gerät für die prozessintegrierte Routine-Reinheitsprüfung. Für Untersuchungen von Belegungen auf Oberflächen und Rückständen in Flüssigkeiten sind jedoch beide Systeme gleichermaßen geeignet.

Kontavisor: Das Verfahren basiert auf dem Prinzip der zeitaufgelösten Fluoreszenzmessung. Die zu untersuchende Oberfläche wird mittels eines mit 13 kHZ gepulsten UV Mikrochiplasers optisch angeregt. Die von chemischen Rückständen ausgehende Fluoreszenz wird von einem Interferenzfilter differenziert und dann mittels Photomultiplier quantitativ ausgewertet.

Qualität der Teilereinigung läßt sich vor Ort ermitteln

Quelle: Haasner-T; Stiles-M / Univ Halle-Wittenberg, DE; NVG, Roiztsch, DE

Zeitschriftenaufsatz: Maschinenmarkt, Würzburg / 1999 / 199912 02701

Erscheinungsjahr 1999

Als Verfahren zur Bestimmung der Oberflächenreinheit von Bauteilen bietet sich die elektrochemische Polarisationsmessung an, die schnell arbeitet, keine Probenvorbereitung erfordert und sich direkt am Werkstück anwenden lässt. Sie eignet sich vor allem dann, wenn auf den Bauteilen gleichartige Rückstände zu erwarten sind. Bei Vorhandensein eines Elektrolyten (zum Beispiel Kaliumhydroxid) finden auf metallisch leitenden Oberflächen nach Anlegen einer Spannung elektrochemische Vorgänge statt, die direkt in Verbindung mit dem Oberflächenzustand gebracht werden können. Der schematische Aufbau der Messtechnik ist in einer Abbildung dargestellt. Die Messzelle wird mit einem Elektrolyten befüllt. Innerhalb der Messzelle befindet sich eine Gegenelektrode, die vom Elektrolyten umgeben ist. Eine Pumpe drückt einen Flüssigkeitstropfen aus der Messzelle heraus, der mit dem Bauteil in Kontakt gebracht wird. Der Elektrolyt bildet die leitende Verbindung zwischen der Arbeitselektrode und der Gegenelektrode, so dass ein geschlossener Stromkreis entsteht. Die elektrische Spannung wird so regeln, dass die Stromstärke während der Messung konstant bleibt. Eine Abbildung zeigt das Messprinzip. Widerstand und Spannung nehmen mit fortschreitender Polarisierung zu, bis ein konstanter Spannung zur Aufrechterhaltung des Stromflusses erreicht ist. Ist die zu prüfende Oberfläche verunreinigt, wird der Widerstand zur Polarisation der Elektroden größer. Ein Diagramm zeigt den Spannungs-Zeit-Verlauf einer gereinigten Stahlprobe (42CrMo4) im Vergleich zu einer mit Kühlschmierstoff verunreinigten Probe. Bei der verschmutzten Oberfläche ist die Endspannung, die sich nach 60 s einstellt, höher (5,75 V) als bei der sauberen Probe (4,80 V). Um mit dieser Messtechnik im Betrieb eine Reinheitsprüfung von Bauteiloberflächen durchführen zu können, sind Referenzkurven zu erstellen. Es können nur elektrisch leitende Werkstücke geprüft werden. Im Hinblick auf die Investitionskosten liegen Geräte für elektrochemische Polarisationsmessungen zwischen den Schnelltests und der instrumentellen Oberflächenanalytik. Mit der elektrochemischen Polarisationsmessung lassen sich auch Oberflächenbeschichtungen, z. B. Phosphatschichten, prüfen.