Эксперимент по определению возможности фиксации и измерения параметров трещины на изогнутых и вогнутых поверхностях, на которых нет возможности измерить с помощью стандартного профилометра.
Для проведения эксперимента были выбраны следующие инструменты:
- Измеритель шероховатости DeFelsko PosiTector RTR
- Измеритель шероховатости DeFelsko PosiTector RTR 3D
- Лента слепок TESTEX TAPE и OPTICAL TESTEX TAPE
Измеритель шероховатости DeFelsko PosiTector RTR представляет из себя микрометр, который позволяет фиксировать толщину пленки, которую помещают между двумя измерительными основаниями в диапазоне от 0 до 500 мкм. Особенностью прибора является калиброванное усилие давления 1,5Н, которое создается измерительными основаниями, что позволяет не заминать особо мягкий материал в процессе измерения.
Лента слепок TESTEX TAPE представляет из себя пленку толщиной 50 мкм с нанесенным липким вспененным слоем. Данная лента приклеивается на шероховатую поверхность, после чего прикатывается к поверхности с помощью специального аппликатора. В результате чего на ленте формируется слепок поверхности, который зеркальным образом фиксирует шероховатость поверхности в диапазоне от 38 до 115 мкм (т.е. самая глубокая трещина на поверхности становится самым высоким пиком на слепке ленты TESTEX).
Для оценки правильности выбранных инструментов и материалов были проведены следующие измерения:
1. Измерение эталона шероховатости различными методами и сравнение полученных результатов.
- Был взят тестовый образец шероховатой поверхности со значением параметра Rt=40 мкм (высота максимального пика)
- была измерена шероховатость с помощью профилометра TIME 3221
- На образец была наклеена лента слепок, чтобы получить образец поверхности
- полученный слепок был измерен с помощью DeFelsko PosiTector RTR
По результатам измерения было установлено, что полученные значения схожи между собой, что подтверждает правильность методики.
2. Измерению шероховатости (фиксирование наличие трещины) на плоской части образца.
Следующим этапом проверки было воссоздание трещины на плоской части образца, попытка фиксации ее параметров измерительными методами и сравнение полученных результатов.
- На поверхности искусственным способом с помощью резака была нанесена царапина. Ее параметры были измерены профилометром Time 3221
- Затем был сделан слепок царапины лентой TESTEX и проведены измерения на ленте с помощью DeFelsko Positector RTR
По результатам эксперимента подтверждена возможность фиксации трещины и установлено, что результаты, полученные двумя разными методами схожи.
Это позволяет нам предположить, что, делая слепок на криволинейной поверхности, мы получим и сможем измерить параметры трещины, которые мы не сможем получить с помощью профилометра в силу геометрии его измерительного щупа. На фотографиях приведены варианты установки ленты TESTEX для фиксации и измерения параметров трещины.
3. 3D анализ дефектов образца с использованием DeFelsko PosiTector RTR 3D
Ранее нами было установлено, что для определения параметров дефекта можно применять метод слепка на ленте TESTEX с помощью прибора DeFelsko PosiTector RTR. Однако возникла дополнительная задача – оценка шероховатости не только на базовой линии, но и получение объемного профиля поверхности в зоне дефекта. Как и прежде особый интерес представлял анализ шероховатости и трещины в труднодоступных местах и местах сгиба.
Для решения данной задачи был использован прибор DeFelsko PosiTector RTR 3D. Данный прибор по аналогии с DeFelsko PosiTector RTR работает с слепками на ленте TESTEX. Но в отличии от последнего измерения производятся не механическим методом, а оптическим (поле обзора 3.8x3.8 мм) и результатом измерения является не максимальная величина пика (глубина трещины), а измерение целого ряда параметров шероховатости как линейной, так и на площади. Для получения слепка используется специальная оптическая версия ленты TESTEX – OPTICAL TESTEX TAPE.
Общий вид оптической ленты, наклеенной на образец
Для оценки правильности метода были выполнены следующие действия:
- С помощью, идущей в комплекте калибровочной пленки была проверена работоспособность прибора. Проверка проводилась по параметру SPd.
- Также используя механический измеритель на ленте TESTEX TQC Sheen SP1570 и были выполнены измерения для сравнения с результатами полученные с использованием DeFelsko PosiTector RTR 3D.
Учитывая факт, что лента TESTEX состоит из несжимаемого (50 мкм) и вспененного (принимающий форму шероховатости) слоев, данные измерения показали идентичность результатов, полученных различными методами измерения. Данный факт подтвердил правильность выбора методов и приборов контроля.
Показания TQC Sheen SP1570: 136 мкм =50 мкм + 86 мкм
Показания DeFelsko PosiTector RTR 3D: 81.3 мкм
Показания совпадают, учитывая заявленную точность приборов: ±5 мкм
После предварительных измерений были проведены измерения контрольной трещины. Результатом измерения стал отчет, автоматически формируемый прибором и выгружаемый на ПК с помощью бесплатного программного обеспечения DeFelsko PosiSoft.
Помимо отчета прибор автоматически генерирует файл в формате sdf, который также может быть экспортирован на ПК и проанализирован с помощью специализированных программ (к примеру OmniSurf 3D, www.digitalmetrology.com).
По результатам проведенных измерений было подтверждена возможность измерения как линейных, так и объемных параметров шероховатости в труднодоступных местах (таких как изогнутые или вогнутые поверхности) с помощью прибора PosiTector RTR 3D. Были получены наглядные 3D модели дефектов, для их дальнейшей оценки.