Oberflächenmessinstrumente

Oberflächenmessinstrumente sind Messgeräte zur Erfassung der Oberflächenbeschreibung von Werkstoffen und Bauteilen. Sie dienen der Quantifizierung von Strukturmerkmalen wie Rauheit, Welligkeit, Textur und Formabweichungen und liefern Kennwerte für Qualitätssicherung, Entwicklung und Forschung.

Es lassen sich zwei grundsätzliche Messprinzipien unterscheiden: kontaktbasierte Profilometrie und nicht-kontaktbasierte Optik. Bei der kontaktbasierten Profilometrie (Tastprofilometrie) bewegt sich ein feiner Tastdorn über die Oberfläche und misst den Höhenverlauf entlang einer Spur. Vorteile sind hohe vertikale Auflösung und direkte Höheninformationen; Nachteile sind potenzielle Beschädigungen weicher Oberflächen und Verschleiß des Stifts. Nicht-kontaktbasierte Optikmessung nutzt Licht, um Topographien zu erfassen. Dazu gehören interferometrische Verfahren wie Kohärenz-Scanning-Interferometrie und Phasenverschiebungsinterferometrie, Weißlicht-Interferometrie sowie konfokale und strukturierte Lichtverfahren (z. B. Fokusvariation, chromatische konfokale Messung). Diese Methoden ermöglichen schnelle 3D-Messungen ohne Berührung der Oberfläche.

Zur Beschreibung der Oberflächenstruktur dienen verschiedene Parameter. Rauheits- und Formparameter wie Ra, Rq, Rz (2D) beschreiben die Unebenheit einzelner Spuren; Arealparameter nach ISO 25178 wie Sa, Sq, Sz beschreiben die Oberflächenoberfläche in einem definierten Bereich als Ganzes. Zusätzlich werden Filter- und statistische Kennwerte zur Datenverarbeitung verwendet.

Anwendungsbereiche umfassen Automobil- und Maschinenbau, Elektronik, Lebensmitteltechnik sowie Materialforschung. Kalibrierung, Rückführung auf Normale und Traceability erfolgen nach einschlägigen Normen (z. B. ISO 4287, ISO 25178) und durch entsprechende Referenzaufstellungen. Messdaten werden häufig als Höhenkarten oder Profilexporte bereitgestellt.