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Fertigungskette von Si-Kugeln und interferometrische Bestimmung des Kugelvolumens

Fertigungsmesstechnik

Abteilung 5

Dimensionen von vielen Metern bis zu Nanometern — die präzise Längenmesstechnik ist das Rückgrat einer zuverlässigen und zukunftssicheren Produktion.

Aufgaben

Die Abteilung Fertigungsmesstechnik sorgt mit speziellen Messgeräten, Messverfahren und Normalen - angepasst an den jeweiligen Längen- und Winkelbereich - für die Rückführung industrieller Messungen auf die Einheit Meter. Sie ist auch zuständig für die Rückführung im Bereich der Härtemessung. Ziel der Arbeiten ist es, der Industrie die Rückführung in geeigneter Form anzubieten und damit verbundene messtechnische Herausforderungen gemeinsam zu lösen.
Die hierfür notwendigen Forschungs- und Entwicklungsaufgaben konzentrieren sich auf neue Messverfahren und -geräte sowie Normale. Darüber hinaus bearbeitet die Abteilung komplexe fertigungs- und messtechnische Aufgaben im Bereich Grundlagen der Metrologie. Der Wissenschaftliche Gerätebau unterstützt mit der Konstruktion und Fertigung spezieller Baugruppen und Präzisionsmessgeräte die gesamte PTB.

5 Abteilungsbericht aus dem Jahresbericht 2019

Neuartiges Verfahren zur Kalibrierung von Gewinden unter der Verwendung eines ganzheitlichen Ansatzes

Der Initiates file downloadAbteilungsbericht gibt einen Überblick über die wichtigsten Nachrichten und Ereignisse der Abteilung „Fertigungsmesstechnik“ des letzten Jahres und ergänzt somit den Opens internal link in current windowJahresbericht-2019 der PTB.

Nachrichten

Im Juni 2020 startete das EMPIR-Netzwerkprojekt "Support for a European Metrology Network on Advanced Manufacturing".Ziel ist die Stärkung der europäischen fertigenden Industrie durch innovative Metrologie. Erstmals wird eine gezielte Koordinierung der benötigen Messtechnik auf europäischer Ebene erfolgen und damit eine Infrastruktur für den grenzübergreifenden metrologischen Wissensaustausch etabliert. Darüber hinaus wird im Dialog mit Stakeholdern aus verschiedenen Industriesektoren eine Forschungsagenda erarbeitet, welche die Entwicklung und Einführung von Metrologie für innovative Fertigungsverfahren unterstützt und beschleunigt.

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Hochgeschwindigkeits-Rauheitsmessungen mit piezoresistiven Silizium-Mikrotastern erfordern gute dynamische Eigenschaften der Taster. Dazu wurden nun Spitzenflug-Untersuchungen mit diesen Mikrotastern an Rechteckstrukturen durchgeführt, bei denen die Flugweite der Mikrotastspitzen in den rechteckigen Vertiefungen in Abhängigkeit von der Antastkraft und der Verfahrgeschwindigkeit gemessen wurden. Für die untersuchten Antastkräfte von 2 µN bis 12 µN und die untersuchten Verfahrgeschwindigkeiten von 20 µm/s bis 10 mm/s wurde an den untersuchten 5 mm langen Mikrotastern kein Spitzenflug beobachtet, sie weisen daher ein ausgezeichnetes dynamisches Verhalten auf.

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Ein elektronenmikroskopisches 3D-Messverfahren auf Basis des „shape from shading“ 3D-Rekonstruktionsverfahrens wurde zur Messung der Form von Mikrotastspitzen erprobt. Es konnte gezeigt werden, dass es einen optimalen Arbeitsabstand gibt, Verkippungen bis 2 ° tolerierbar sind, die Rotation der Probe bei flachen Proben unkritisch ist, es jedoch bei topographischen Strukturen zu Randabweichungen im Bild kommt. Das System ist zur qualitativen Bewertung von Mikrotastspitzen und deren Morphologie im vordersten Spitzenbereich geeignet und ermöglicht hochauflösende 3D-Rekonstruktionen innerhalb weniger Sekunden.

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Weitere Nachrichten

Fachbereiche & ArbeitsgruppenFachbereiche & Arbeitsgruppen

Datenanalyse für die Fertigungsmesstechnik

Im Bereich Beratung Datenanalyse werden Verfahren aus der Numerik und Systemtheorie für die Fertigungsmesstechnik aufbereitet und an die unterschiedlichen konkreten Aufgaben der einzelnen Fachbereiche angepasst. Die Arbeiten umfassen die detaillierte Beratung und praktische Unterstützung bei der Implementierung, sowie Tests und Vergleiche. Die Referenzsoftware für die Rauheitsmesstechnik RPTB wird ebenfalls an dieser Stelle betreut, Opens external link in new windowhttps://www.ptb.de/rptb.  

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