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Komplexe Messdatenanalyse in der Fertigungsmesstechnik

Fachgebiet 5.10

Profil

Dieses Fachgebiet unterstützt Abteilung 5 mit der Modellierung und Auswertung von Messdaten.

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Forschung/Entwicklung

Simulation von Elektronenstreuprozessen

Derzeit werden Elektronenstreuprozesse in Festkörpern zur Beschreibung rasterelektronenmikroskopischer Signale simuliert. Die synthetisch erzeugten Elektronenmikroskopbilder unterstützen die quantitative Analyse und die Abschätzung von Unsicherheiten der Größe von Nanopartikeln. Die Transmission von Elektronen durch Kohlenstoffpartikel wird für das EMPIR-Projekt Black Carbon berechnet, und für das EMPIR-Projekt nPSize wird die Transmission von Elektronen durch Gold und Titanoxid bestimmt. Titanoxid gehört nicht zu den Materialien, zu denen inelastische Streuquerschnitte allegemein verfügbar sind. An der PTB wurden doppelt differenzielle Streuquerschnitte empirisch abgeschätzt und ein direkter Vergleich mit experimentellen Daten wird bald folgen.

Bestimmung funktionsrelevanter Eigenschaften von Oberflächen

Es werden Messmethoden und Auswerteverfahren zur Bestimmung funktionsrelevanter Eigenschaften von Oberflächen (Form, Welligkeit, Rauheit) entwickelt. Im Rahmen eines Kooperationsprojekts mit Industriepartnern, einem Messgerätehersteller und einem Hersteller von Verzahnungen erarbeiten die Fachbereiche 5.3 Koordinatenmesstechnik, 5.5 Wissenschaftlicher Gerätebau und 5.1 Oberflächenmesstechnik ein Verzahnungs-Raunormal. Dies ist ein Prüfkörper, der ein Zahnrad mit unterschiedlich texturierten einzelnen Zähnen darstellt, wobei die Zähne als Raunormale dienen. Fachgebiet 5.10 liefert dazu Unterstützung und Berechnungsmethoden zur Filterung und zur Ermittlung von Rauheitskenngrößen.

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Dienstleistungen

Entwicklung und Implementierung von genormten Rauheitsanalyseverfahren

  • Die Implementierung der Analysemethoden der im ISO/TC 213 entwickelten Normen zur Filterung und Bestimmung von Rauheitskenngrößen erfolgt normungsbegleitend. Für die Auswertung von Rauheitsprofilen für Kalibrierzwecke in AG 5.15 sowie als weltweiter online-Service wird die Software RPTB (https://www.ptb.de/rptb) gewartet und weiterentwickelt. Neue Filterverfahren sowie eine neue, eindeutige Methode zur Bestimmung der Kenngrößen RSm und Rc werden aktualisiert.
  • Für die Auswertung flächenhafter Topographiedaten, insbesondere aus der optischen Rauheitsmesstechnik der AG 5.14, sind sowohl Filteralgorithmen als auch Algorithmen zur Bestimmung von Kenngrößen gemäß ISO 25178-2 und von Leistungsdichtespektren implementiert worden. Es sind weitere Schritte notwendig, diese Funktionen besser zu dokumentieren und für viele Nutzer gut einsetzbar zu machen.

Lehre an der TU Braunschweig

Dorothee Hüser und Gerd Ehret, Leiter der Arbeitsgruppe 4.22 Ebenheitsmetrologie, halten im Rahmen der Metrologieinitiative Braunschweig am Institut für Produktionsmesstechnik der TU die Vorlesung Messdatenauswertung und Messunsicherheit.

Das in LaTeX gesetzte Vorlesungsskript wird fortlaufend weiter entwickelt und steht als Opensourceprojekt auf dem öffentlichen Repository github zur Verfügung. Dies bietet die Möglichkeit, dass Studierende und andere Interessierte sich an der Verbesserung des Skriptes beteiligen können, um Inhalte und die didaktische Aufbereitung der Inhalte zu optimieren.

Im Rahmen dieser Lehrveranstaltung wird eine Exkursion unter der Leitung von Rolf Kumme, Leiter der Fachbereichs 1.2 Festkörpermechanik, angeboten. Wolfgang Schmid, Referat 9.11 Industrielles Messwesen, unterstützt die Vorlesungsreihe durch einzelne Vorlesungen, in denen er praxisnahe Beispiele und Vorgehensweisen darlegt.

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