斷面
大多數精密加工表面的鋒利邊緣都會透過一種名叫「edge break」的技術來進行「斷裂」。透過將產品邊緣進行加工形成「倒角」來降低邊緣的鋒利程度。透過該技術可以延長零件的使用壽命、提高取汲安全度及保障產品的性能。
斷面有多種用途。舉例來說,倒角可以使承受高應力的零件出現斷裂點機率降低。在可能影響氣流的零件(例如:渦輪葉片、噴嘴)使用倒角,可以確保其在空氣動力上的性能。此外,在扣件(Fasteners)上使用倒角可以確保它們不會突出軸或外殼。無論是在哪種環境下,斷面都可以有效的減少鋒利邊緣及毛邊對產品所造成的傷害。
目視檢查無法量化邊緣破損
在車間通常會使用光學比較器(optical comparator)來檢查邊緣斷裂的形狀。目視檢查測試雖然快速、方便,但結果是浮動的,會因檢查員的判斷、照明和其他因素而改變,更重要的是,目視檢查無法提供可量化的數據。
單軌跡測量(Single-trace methods)對於精確測量而言變化太大
2D 便攜式觸針輪廓儀(2D portable stylus profiler)是一種常用於量化斷面和倒角形狀的儀器。儘管用途廣泛,但容易因為測量位置和角度的變化而產生誤差,如下圖所示。
觸針式輪廓儀很難在不損壞觸針尖端的情況下對鋒利邊緣進行測量。觸針輪廓儀的測量範圍有限,所以可能會無法測量到加工孔上的倒角,此外,該技術對振動非常敏感。使用單軌跡測量方法通常需要30 分鐘以上的時間來進行設定和掃描。需要花費大量時間才可以得到一條高品質的軌跡線。其他方法,例如laser-based gage guns,雖然提供了一些可以測量斷面和倒角的功能,但其使用範圍僅限於單條生產線,且仍然有對準誤差、低解析度的問題,這意味著它們無法用來測量精細的幾何形狀,也容易受到材料光潔度、反射率和斜率等因素而影響測量結果。以上各點說明該方法也容易受到外在因素的影響,進而使測量產生誤差。
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3D 測量能提供準確、可重複的邊緣破損分析
4D InSpec 是一款手持式 3D 測量設備,透過使用偏振光,使儀器能夠在車間快速、簡單地對斷面、倒角、其他零件進行測量。 4D InSpec擁有高度的準確性、重複性、再現性和耐用性,也能夠在車間環境中使用,毫無疑問是一款可以提升測量效率的工具。您可以透過下圖所示的測量結果來了解其優點。該產品透過使用 3D 連接的平面來表示倒角和連接邊,基本參數不會因量具的方向而發生改變,而且所有的輪廓都是根據平面的方向來進行計算。
如何對斷面進行測量
手持式 4D InSpec 可以直接瞄準需要測量的邊緣。因為可以輕易獲得正確的距離,所以對齊很簡單(能降低對準誤差),而且對角度的測量範圍也很廣。該系統能夠即時回饋,產生對整個邊緣(而不僅僅是單一跡線)的 3D 測量結果。
需要注意的是,單純只進行 3D 測量並不足以分析斷面。關於這點,4DInSpec 隨附的軟體可將平面、圓柱體與幾何形狀進行對齊,而不是將測量視為一系列相鄰軌跡。此方法大大的提高測量的準確性,因為以數位方式來記錄結果,所以也使測量的可重複性提高。
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4D InSpec
4D InSpec 表面測量儀是業界首款手持、非接觸式表面缺陷測量儀。 憑藉微米級(micrometer)解析度、便攜性、經濟性和易用性,4D InSpec 可在任何需要的地方進行高解析度 3D 表面測量,無論是工廠車間、機械加工區或任何工程現場…等適用。
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3D shop floor characterization of radii and chamfers
A published paper on how best to get a measurement from a chamfered surface or a corner that needs edge break.
Shop floor measurements of edge break and defects made easy
This webcast is an online demonstration of edge break, and defect on surfaces.