蔡司显微镜：纳米级别表面测量，是什么水平？

为什么要做产品表面微观形貌检测？表面粗糙度对工件质量有什么影响？接下来的几分钟，我们来聊聊纳米级别表面测量，是什么水平？

产品表面微观形貌检测的必要性

身为制造业人，我们都知道工业质量控制的重要性。工业质量控制要素包括：外形尺寸、表面质量、缺陷状况、材料性能。要想做好工业质量控制，必须重视表面质量。

表面粗糙度是评价表面质量的关键指标。

表面粗糙度是指加工后的零件表面上具有的较小间距和微小峰谷所组成的微观几何形状特征，一般是由所采取的加工方法或其他因素形成的。零件表面的功用不同，所需的表面粗糙度参数值也不一样。

表面粗糙度对零件的配合性质、疲劳强度、接触刚度、抗腐蚀性、摩擦磨损及密封性等方面都有影响，对于一个汽车零部件只有同时满足产品要求的尺寸、形位和表面粗糙度要求，才能保证零件的互换性要求。

评价产品表面质量的过程中，我们可能遇到这样一些检测要求与挑战：

• 表面特征很小，达到微纳米级别

• 需要测量面粗糙度

• 样品表面易损伤

• Z轴方向高度测量

• ……

不同的表面分析技术在分辨率、性价比、二维分析、三维分析、样本适应性和速度等方面各有所长，共聚焦显微镜却能做到以上六点兼顾，性能突出。

操作简单、分析速度快、数据可靠、性价比高——这就是ZEISS Smartproof 5。

转盘共聚焦显微镜的特点与功能

01Smartproof 5转盘共聚焦显微镜

在本期金粉讲堂中，蔡司将着重介绍转盘共聚焦显微镜Smartproof 5。ZEISS Smartproof 5 是一款集成式转盘共聚焦显微镜，它将用于粗糙度和表面形貌测量的快速共聚焦技术与光学显微镜的成像和记录功能巧妙结合。

02Smartproof 5特点

• 集成且稳固的设计

稳固的设计使得 Smartproof 5 能够在各种不同的工作环境下安装进行，如实验室、没有防震设备的车间等。

• 向导式的工作流程

• 值得信赖的输出

软件可监控各个部件的状态，可以轻松设置重复拍摄的工作流程。此外，还可对样品进行几何测量，或对 2D（线）和 3D（面）图像进行粗糙度分析，然后利用内置的报告工具快速生成报告。

03Smartproof 5主要功能

表面微观形貌三维重构、观测与分析，例如划痕、断口、台阶、缺陷以及表面光洁度，具体功能包括：

• 二维线粗糙度测量（按照ISO 4287标准）
  

• 三维面粗糙度测量（按照ISO 25178标准）
  

• 台阶高度测量
  

• 角度测量

• 纹理分析，例如：评估纹理方向
  

• 颗粒分析统计，例如：按照颗粒大小或形状等进行过滤分析统计

共聚焦显微镜在工业领域的应用

共聚焦显微镜主要应用于汽车、航空航天、增材制造、电子行业、医疗器械等行业，进行质量控制、缺陷分析。

01应用案例：汽车内饰塑料件

要求：车内饰塑料件需要既耐磨又柔软的触感。仪表板、按钮和车内其他接触点的表面粗糙度对耐用性和感知质量至关重要。

方案：Smartproof 可以快速成像和重复分析，确保产品表面在公差范围内。

02应用案例：汽车发动机气缸体

要求：发动机制造商要求汽车发动机气缸体的气缸套表面具有特定的结构，这种结构具有两个作用：确保气缸套到气缸体的热传递、确保铝材与钢管良好的机械结合。因此这种表面特定的结构具有一些凸起 ，并且这些凸起需要满足一定的标准。

方案：使用转盘共聚焦进行无损表面3D 成像分析，可以实现不同高度位置凸出部分的面积比计算，以达到预期的结果。

讲堂主题：非接触式产品表面形貌检测

讲师介绍：闫永辉先生工业显微镜产品经理

2005年初毕业于东华大学理学院获物理学硕士。2014年加入蔡司，负责显微镜产品售前售后技术支持，熟悉工业领域各种类型显微镜的原理与应用，包括金相显微镜、数码显微镜、共聚焦显微镜、扫描电子显微镜以及X射线显微镜等产品。

亮点内容：产品表面微观形貌检测的必要性；转盘共聚焦显微镜的特点与功能；共聚焦显微镜在工业领域的应用。

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