Neue technische Möglichkeiten bei der Optimierung von Polierverfahren

Mittels Streulichttechnik können nahezu alle Einwirkungen auf polierte Flächen visualisiert und klassifiziert werden

Mit Hilfe der Streulichtmesstechnik kann die Oberflächenqualität sehr genau untersucht und bewertet werden. Die Wirtschaftlichkeit von Polierverfahren kann dadurch verlässlicher überprüft werden.

Die wichtigsten Erkenntnisse im Überblick:

Durch Streulichtmesstechnik ist ein sehr genaues Bewerten der Oberflächenqualität möglich
Hervorragende Wiederholbarkeit der Messergebnisse
Deutlich schnellere Messergebnisse als mit herkömmlichen Verfahren
Vibrationen und Temperaturschwankungen haben keinen Einfluss auf Messergebnisse
Störfaktoren können einzeln betrachtet und identifiziert werden
Messergebnisse können in 3D visualisiert werden

Inline-Messung bei Polierverfahren als fundierte Entscheidungshilfe

Ein innovatives Verfahren erlaubt die Messung aller relevanten Polierparameter. So können Leistungsunterschiede verschiedener Schleif- und Poliermittel präzise bestimmt werden. Gleiches gilt für die unterschiedlichen Prozesseinstellungen. Auf Basis dieser Daten können Industrieunternehmen Parameter optimieren. So ist eine fundierte Entscheidungshilfe für die Entwicklung von Polierprozess-Designs gegeben.

Mehrere Faktoren haben Einfluss auf das Polierbild: Anzahl der Polierzyklen, Art und Menge des Poliermittels, Polierzeit, Anpressdruck und Art des Polierwerkzeugs. Mit der Streulichtmesstechnik kann jeder dieser Parameter einzeln betrachtet und ausgewertet werden.

Abbildung 1: Messbild einer schlechten Oberfläche

Systematische Optimierung von Polierverfahren

Die erhobenen Daten sind die Basis für eine Verbesserung der Polierverfahren. Ziel ist es, das bestmögliche Polierergebnis unter möglichst wirtschaftlichen Bedingungen zu erreichen.
Dazu gilt es, das Verhalten der polierten Oberfläche in Abhängigkeit zu Schleifbandabnutzung, gefahrener Polierhübe, gefahrener Schleifzyklen sowie den Einfluss durch Oxidation zu prüfen.

Standardisiertes Einebnen der Musterplatten mittels Schleifschuh

Durch einen neuartigen Greifer können Musterplatten standardisiert mittels Bandschliff präpariert werden. Somit hat jede Musterplatte die exakt gleiche Ausgangsoberfläche. Nach Variation der Parameterkombinationen auf den einzelnen Musterplatten können die Polierergebnisse verlässlicher miteinander verglichen werden.

Automatisierte Messtechnologie zur standardisierten Vermessung von Oberflächen

Streulichtmesstechnik ermöglicht, Musterplatten präzise zu vermessen. Kurze Messzeiten erlauben einen deutlich höheren Probendurchsatz, so kann aus einer Vielzahl an Versuchen das bestmögliche Oberflächenergebnis bestimmt werden. Die genauere Messtechnik macht Parameterveränderungen im Polierverfahren sofort sichtbar. Analysen erlauben somit eine bessere statistische Absicherung der Ergebnisse. Auch Vibrationen oder Temperaturschwankungen haben nun keinen Einfluss mehr auf die Messergebnisse. Verfahrensempfehlungen können dadurch noch verlässlicher gegeben werden.

Um die Rauheit und den Reflexionsgrad einer Oberfläche zu messen arbeitet moderne Streulichtmesstechnik mit einem feinen Lichtstrahl. Das ausgesandte Licht wird von der Oberfläche in verschiedenen Winkeln reflektiert und von einem Objektiv erfasst und ausgewertet. Die Maßeinheit für die Güte der Oberfläche ist der sogennante Aq-Wert. Neben der quantitativen ist auch eine grafische Darstellung möglich, was die Diskussion der Ergebnisse vereinfacht.

Abbildung 2: 3D Messbild von verschiedenen Stichproben

Belastbare Messdaten für die Entwicklung neuer Polierverfahren

Das beschriebene Messverfahren unterstützt maßgeblich die Entwicklung von wirtschaftlichen Polierverfahren und Polierpasten. Subjektive Einschätzungen und Trial-and-Error-Versuche gehören damit der Vergangenheit an. Belastbare und reproduzierbare Messdaten sind die Grundlage für fundierte Entscheidungen.

Kundenspezifische Polierprozesse für wirtschaftlicheres Polieren

Applikationsingenieure können damit kundenspezifische Polierverfahren entwickeln. Polierergebnis, Zykluszeit, Verbrauchswerte und Polierwerkzeug können so optimiert werden. Dieses neue Verfahren schafft eine datenbasierte Entscheidungshilfe für wirtschaftlicheres Polieren.

Nur auf Basis belastbarer Daten ist die Entwicklung kundenspezifischer Polierverfahren möglich. Entsprechende Messdaten liefert das Streulichtmessverfahren. Durch die isolierte Betrachtung einzelner Parameter kann deren Einfluss auf das Polierergebnis exakt bestimmt werden.

Über den Autor: Menzerna

Es besteht oftmals Unsicherheit, ob Polierprozesse optimal gefahren werden und untereinander vergleichbar sind. Dies gilt vor allem hinsichtlich der Qualität und Produktivität. Aus diesem Grund verwendet Menzerna die Streulichttechnik, mit deren Hilfe Oberflächenmängel identifiziert und klassifiziert werden können. Die Messwerte von Oberflächen werden unter definierten Bedingungen aufgenommen. So können Optimierungspotentiale in industriellen Polierverfahren identifiziert werden.