Im Bereich der Präzisionsmessung ist das zweidimensionale Bildmessgerät die zentrale Ausrüstung zur Gewinnung hochpräziser Daten. Die Schwingungsdämpfung des Messgestells bestimmt dabei maßgeblich die Genauigkeit der Messergebnisse. Angesichts der unvermeidlichen Schwingungsstörungen in komplexen industriellen Umgebungen ist die Wahl des Grundmaterials ein Schlüsselfaktor für die Leistungsfähigkeit des Bildmessgeräts. Dieser Artikel vergleicht Granit und Gusseisen als Grundmaterialien, analysiert die signifikanten Unterschiede in ihrer Schwingungsdämpfung und bietet Anwendern in der Industrie eine wissenschaftliche Grundlage für Optimierungen.
Der Einfluss von Vibrationen auf die Messgenauigkeit zweidimensionaler Bildmessgeräte
Das zweidimensionale Bildmessgerät erfasst die Kontur des Prüflings mithilfe eines optischen Abbildungssystems und berechnet die Größe softwareseitig. Bereits geringfügige Vibrationen führen dabei zu einem Wackeln der Linse und einer Verschiebung des Messobjekts, was wiederum Bildunschärfe und Messfehler zur Folge hat. Beispielsweise kann bei der Messung des Pinabstands von Elektronikchips eine unzureichende Vibrationsdämpfung durch den Sockel zu Messfehlern führen, die die Produktqualität verfälschen und die Ausbeute der gesamten Produktionslinie beeinträchtigen.
Die Materialeigenschaften bestimmen die Unterschiede in der Schwingungsdämpfung.
Die Leistungsgrenzen von Gusseisengestellen
Gusseisen ist ein gängiges Material für die Basis traditioneller bildgebender Messgeräte und wird aufgrund seiner hohen Steifigkeit und guten Bearbeitbarkeit bevorzugt. Allerdings ist die innere Kristallstruktur von Gusseisen locker, wodurch Schwingungsenergie zwar schnell geleitet, aber nur langsam abgebaut wird. Werden externe Schwingungen (z. B. durch den Betrieb von Werkstattmaschinen oder Bodenerschütterungen) auf die Gusseisenbasis übertragen, werden die Schwingungswellen im Inneren wiederholt reflektiert, wodurch ein kontinuierlicher Resonanzeffekt entsteht. Daten zeigen, dass die Stabilisierung der Gusseisenbasis nach einer Schwingungsanregung etwa 300 bis 500 Millisekunden benötigt, was während des Messvorgangs unweigerlich zu einem Fehler von ±3 bis 5 μm führt.
Die natürlichen Vorteile von Granitfundamenten
Granit, ein Naturstein, der durch geologische Prozesse über Hunderte von Millionen Jahren entstanden ist, besitzt eine dichte und gleichmäßige innere Struktur mit eng aneinanderliegenden Kristallen, was ihm einzigartige Schwingungsdämpfungseigenschaften verleiht. Wenn Schwingungen auf die Granitbasis übertragen werden, kann deren innere Mikrostruktur die Schwingungsenergie schnell in Wärmeenergie umwandeln und so eine effiziente Dämpfung erreichen. Untersuchungen zeigen, dass die Granitbasis Schwingungen innerhalb von 50 bis 100 Millisekunden absorbieren kann und ihre Schwingungsdämpfungseffizienz 60 % bis 80 % höher ist als die von Gusseisen. Sie ermöglicht eine Messgenauigkeit von ±1 μm und bietet somit eine stabile Grundlage für hochpräzise Messungen.
Leistungsvergleich in realen Anwendungsszenarien
In der Elektronikfertigung sind hochfrequente Vibrationen von Werkzeugmaschinen und Anlagen üblich. Bei der Messung der Kantengröße von Handy-Bildschirmen mit einem zweidimensionalen Bildmessgerät auf Gusseisenbasis schwanken die Konturdaten aufgrund von Vibrationsstörungen häufig, sodass wiederholte Messungen erforderlich sind, um valide Daten zu erhalten. Das Gerät mit Granitbasis hingegen erzeugt stabile Echtzeitbilder und liefert präzise Ergebnisse in einer einzigen Messung, wodurch die Detektionseffizienz deutlich gesteigert wird.
Im Bereich der Präzisionsformenherstellung gelten höchste Anforderungen an die mikrometergenaue Messung von Formoberflächenkonturen. Nach längerem Gebrauch wird der Gusseisensockel durch kumulative Umwelteinflüsse beeinträchtigt, was zu zunehmenden Messfehlern führt. Der Granitsockel hingegen gewährleistet dank seiner stabilen Vibrationsdämpfung stets eine hohe Messgenauigkeit und vermeidet so effektiv Nacharbeiten an der Form aufgrund von Messfehlern.
Verbesserungsvorschlag: Hinwendung zu hochpräzisen Messungen
Angesichts der stetig steigenden Präzisionsanforderungen in der Fertigungsindustrie hat sich die Umstellung der Sockel von 2D-Bildmessgeräten von Gusseisen auf Granit als wichtiger Weg zu effizienten und präzisen Messungen erwiesen. Granitsockel verbessern nicht nur die Vibrationsdämpfung und reduzieren Messfehler, sondern verlängern auch die Lebensdauer der Geräte und senken die Wartungskosten. Ob in der Elektronik-, Automobilzuliefer- oder High-End-Branche wie der Luft- und Raumfahrt – die Wahl eines 2D-Bildmessgeräts mit Granitsockel ist für Unternehmen ein kluger Schritt zur Verbesserung der Qualitätskontrolle und zur Stärkung ihrer Wettbewerbsfähigkeit.
Veröffentlichungsdatum: 12. Mai 2025