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プロフィロメータからの測定値を用いた 厚さ解析

January 17, 2023

厚さは、製造された製品の機能性、品質およびコストに影響を与えるため、多くのアプリケーションにとって重要なパラメータです。 Mountains®ソフトウェアで最近リリースされた新しいツールは、厚さの計算、定量化、分析のための豊富なオプションをユーザーに提供します。Digital Surf CEOの Christophe Mignot が、Surfaceニュースレター にてより詳しく説明しています。

厚さ解析のためのデータ要件

一般的に、プロフィロメータは、単一の表面測定を生成します。 厚さを解析するためには、膜の上面および下面など、2つ以上の表面を配置する必要があります。
いくつかの方法で、これら2つの測定値を取得することができます:
プロフィロメータ、SEMまたはAFM(MEMSを含むナノテクノロジーにおけるアプリケーション)を用いて 2つの表面を連続的に測定する
光学的技術、特に共焦点顕微鏡(透明フィルム、コーティングなどへのアプリケーション)を用いて、 同一サンプルの2つの異なる層を同時に測定する
二重センサ(例:紙幣、パッケージ包装)を備えたプロフィロメータを用いて、可撓性表面を測定する

厚さ解析の産業的アプリケーション

厚さを制御することは、産業の多くの領域において不可欠です。
シール膜の厚さの均一性確認(例:ラジアルシャフトシール)は、動作中の効率を確保し、寿命を延ばすのに役立ちます。
ニスの厚さ測定は、美術品の修復において、過去に施された処理を評価する上で有用です。
透明または半透明層の厚さ解析は、複合プラスチック材料の品質管理に広く使用されています。
エアバッグシステムにおけるMEMS加速度計の厚さ制御は、性能の確認に用いられています。
楽器から水晶振動子まで、あらゆるスケールで 共振が重要なデバイス : ここでも、厚みは、共振周波数に直結するため、重要な機能パラメータです。

MOUNTAINS® 9.2における厚さ研究のツール

2022年5月にリリースされた Mountains®9.2は、厚みの可視化と解析を行うための包括的なツールセットを提供しています。

厚みペアの整列

前述したように、ほとんどの場合、厚さ解析の前提条件として、2つの測定データセットのアラインメントが必要です。
多数のデータタイプを管理するためのMountains®の機能により、これらのデータセットは単に2つの分離した表面の場合でもよく、あるいは表面画像試験対象物、表面シリーズ、マルチチャネル画像などを利用することもできます。
新しいオペレータは、ユーザーがこれらの表面を整列させ、調整し、厚さマッピングが必要な膜(または層)の2つの側面に対応する一連の2つの表面を生成することを可能にします。 前述のさまざまなタイプのソース測定のニーズを満たすために、さまざまな設定を使用できます。

上図。 1フラン硬貨の上下膜の3次元厚みの可視化と2プロファイルの2D解析
(「厚み解析の整列」オペレータは連続して測定したこれら2つの表面に適用)。

 

3Dまたは断面の厚さを調べる

一旦整列すると、上下面で構成される膜は、優れたツールであるMountains® 3Dで可視化できます。
特定のゾーン上の厚さパラメータを得るために、3Dビュー上でクロスセクショニングを直接実行することができます。

二重プロファイルで2D解析を実行する

Mountains®では、膜厚は2つの表面のシリーズと考えられます。 つまり、既存のExtract Profile(抽出プロファイル)オペレータを使用して、垂直断面を容易に取得できます。
カーソル(上の画像のオレンジ色)を動かすことで、インタラクティブな厚さ解析を行うことができます(プロファイルの下の表の値は瞬時に更新されます)。

厚さパラメータの生成

ご存知のように、Mountains®では、ユーザーは解析のために広範囲のパラメータにアクセスすることができます。 厚さを定量化するため、以下を含む情報にアクセスできます:
平均厚さ
最小・最大厚
標準偏差
歪度、尖度など

しきい値を使用すると、許容範囲外の領域をカラーハイライト表示することもできます(右参照)。

上図。 厚さの許容範囲外の領域は、データの3Dビューでハイライト表示されます(赤色)。

 

厚さ用の新しいツールにはどのようにアクセスできますか?

厚さ解析モジュールは、現在、トポグラフィック解析を可能にする任意のMountains®ベースの製品のオプションとして利用可能です。 お使いのMountains®製品が機器メーカーから供給されている場合は、機器メーカーにお問い合わせいただき、そのモジュールがカタログに記載されているかを確認してください。
厚さ解析 モジュールは、バージョン9.2以降でのみ使用できます。 このバージョンは、有効なソフトウェア保守プラン(SMP)を契約されているユーザーが無料で利用できます。 有効なSMPがない場合は、sales@digitalsurf.revelateur.frまでご連絡いただき、、アップデートの手配を行ってください。