pinnanprofilointi

Pinnanprofilointi on mittaus- ja analysimenelmä, jolla tutkitaan ja kuvataan materiaalin pinnan topografiaa pienellä mittakaavalla. Profiloinnin tarkoituksena on määrittää pinnan korkeusvaihtelut, karheus ja pinnan mikrorakenteet sekä mahdolliset virheet. Tulosten avulla arvioidaan pinnan toiminnallisuutta, kuten kulutuskestävyyttä, liitosten tiiviyttä, voitelun edellytyksiä sekä valmistusvaiheiden laatua. Pinnanprofilointi on keskeinen osa laadunvarmistusta, tuotantoprosessien optimointia ja tribologian sekä mikro- ja nanotekniikan tutkimusta.

Mittaustavat voidaan jakaa kontakti- ja ei-kontakti- menetelmiin. Kontaktilinen profilometria käyttää liikkuvaa ohjaustikkua (stylus), joka kulkee pinnan yli ja mittaa korkeusvaihteluita lineaarisesti. Tämä menetelmä on tarkka lineaarisissa profiileissa, mutta voi olla haitallinen tai rajoittava herkille pinnoille ja uurteisille pinnoille. Ei-kontakti- profilometria hyödyntää optisia tekniikoita, kuten interferometria, konfokaalinen profilometria ja/w vapaalaser-skannaus sekä valopohjaiset mittaukset. Nämä menetelmät mahdollistavat pinnan 2D- ja 3D-topografian mittaamisen ilman fyysistä kosketusta, mikä vähentää pintaan kohdistuvaa rasitusta ja soveltuu herkille pinnoille.

Tulokset ilmaistaan usein pinnan karheuden tilastollisina parametreina. 2D-profiileissa käytetään Ra, Rq, Rz ja muita vastaavia arvoja, kun taas 3D-areaalisissa mittauksissa puhutaan Sa, Sq, Sz sekä muita areaalisia karheus- ja pintatunnuslukuja. Standardisoinnin avulla tulkinta ja mittaustulosten vertailukelpoisuus varmistetaan. Keskeisiä standardeja ovat ISO 4287 ja ISO 25178 sekä vastaavat kansainväliset ohjeistukset. Sovelluksia esiintyy laajasti teollisuudessa, valmistuksessa, kone- ja energiatekniikassa sekä mikroteknologiassa.