Pinnanmittaus

Pinnanmittaus tarkoittaa pinnan topografian ja tekstuurin määrittämistä. Mittauksissa selvitetään pinnan karheus, kuviot, epätasaisuudet ja muut geometriat, jotka vaikuttavat esimerkiksi kosketukseen, kulutukseen, liitäntään ja estetiikkaan. Pinnanmittaukset voidaan tehdä sekä lineaarisilla että areaalisilla mittauksilla ja niitä voidaan suorittaa kosketus- tai ei-kosketusmenetelmillä.

Tyypillisiä suureita

Karheuden perinteisiä lineaarisia suureita ovat Ra, Rq ja Rz, jotka kuvaavat pinnan keskikarkeutta ja korkeuserien pienryhmiä. Areaalisia suureita ovat esimerkiksi Sa, Sq ja Sz, jotka kuvaavat pinnan tilakohtaista topografiaa kolmiulotteisesti. Muita mittausparametreja voivat olla toimitusriskin, kuvion tekijät sekä tilastolliset ja isku- tai syvyyssuhteeseen liittyvät mittarit. Mittausvaihtoehtoja valitaan käyttötarkoituksen mukaan, kuten tuotelaadun valvontaa varten tai tutkimus- ja kehitystyössä tarkempia analyysitarpeita varten.

Menetelmät

Käytetyimpiä tekniikoita ovat kosketusprofilometria, jossa ohjain (stylus) liikkuu pinnan yli ja mittaus perustuu kosketukseen; sekä ei-kosketusmenetelmät kuten konfokaalinen profilometrian, valomajakointiin perustuva interferometria ja valkoisen valon interferometria. Myös mittoja voidaan saada laadullisista kuvista korkearesoluutioisesta kuvantamisesta, sekä nano­skaalan tutkimuksiin AFM-laitteilla. Standardit kuten ISO 4287/ISO 25178 ohjaavat mittausten suorittamista ja tulosten raportointia sekä kalibrointia.

Sovellukset ja rajoitukset

Pinnanmittauksia hyödynnetään teollisuudessa laadunvarmistuksessa, valmistuksessa, automaatiotekniikassa ja mikro-/aikakausitekniikoissa. Tulokset vaikuttavat osien istuvuuteen, kulutuskestävyyteen sekä liukupintoihin. Rajoituksia voivat olla mittausolosuhteet, mittausalueen representatiivisuus, sekä likaisuuden ja pintarakenteen muutos, jotka vaikuttavat toistettavuuteen ja mittaustarkkuuteen.