在本應(yīng)用說明中，我們描述了alicona三維掃描儀在 μ 力學(xué)研究中的應(yīng)用：Bruker Alicona 系統(tǒng)幫助改進(jìn)貝桑松 FEMTO-ST 研究所應(yīng)用力學(xué)系的制造工藝。

alicona高精密光學(xué)測量儀?是一種高分辨率光學(xué) 3D 計量技術(shù)，由 Bruker Alicona 公司開發(fā)。法國FEMTO-ST 研究中心過去 15 年一直在μ力學(xué)研究中使用該技術(shù)。該研究通常使用經(jīng)過改裝的微細(xì)加工機(jī)床和豐富的專業(yè)知識來制造尺寸非常小的零件和幾何細(xì)節(jié)，但他們的控制往往存在問題。實驗室的研究人員為他們提供經(jīng)過調(diào)整的測量解決方案，以表征他們的零件，從而在協(xié)作研發(fā)的背景下改進(jìn)他們的制造過程。

激光微紋理

切削工具和切削工藝的改進(jìn)是實驗室的研究中心，F(xiàn)EMTO-ST 應(yīng)用力學(xué)部門的一些研究人員研究鋼和碳化物的微織構(gòu)，以提高它們的摩擦學(xué)特性。為了提高工具的耐用性，一組專門研究制造和摩擦學(xué)的研究人員隨后產(chǎn)生了對切削工具進(jìn)行紋理改進(jìn)的想法，它們的耐磨性以及通過限制切削力加工小幾何形狀而不使其變形的能力。這項工作得到了 Franche-Comté 地區(qū)和兩個區(qū)域酒吧車工，的財政支持。在本研究的框架內(nèi)，通過飛秒激光應(yīng)用了兩種類型的紋理（圖 1）。 在切削刀片的表面上制成了微觀尺寸的紋理，其形式為平行于切削刃的線或具有規(guī)則間距的孔。激光和工具材料之間的相互作用也可以直接產(chǎn)生亞微米波紋形式的納米級紋理（圖 2）。

這些紋理，微觀、納米或雙尺度，然后通過屬于實驗室的高分辨率表面粗糙度輪廓測試儀?3D 光學(xué)系統(tǒng) InfiniteFocus?Bruker Alicona 以及軟件 MeX Bruker Alicona 獲得的立體圖像的 3D 重建非常簡單地表征 FEMTO-ST 的 SEM。

磨損表征

一旦在 ENSMM 和 MIFHySTO 機(jī)械微制造平臺上進(jìn)行了加工測試，alicona三維掃描儀系統(tǒng)將用于表征加工操作產(chǎn)生的粘附和磨損。測得的磨損是切削面上的月牙坑磨損，以及間隙面上的常見磨損（圖 5）。 用同樣的方法，也可以觀察和測量附著力。事實上，加工材料粘在靠近切削刃的區(qū)域上，并在出現(xiàn)磨損的區(qū)域之前形成一個珠子，位于珠子和紋理區(qū)域之間。

Alicona刀具測量工具的好處在于能夠通過在不平坦表面上集成多個單獨的數(shù)據(jù)集，而不會對連接區(qū)域產(chǎn)生平鋪效應(yīng)，從而能夠以高分辨率快速表征大于單個測量區(qū)域的表面。這使研究人員能夠在所研究的切削刀具的重要表面上進(jìn)行采集，以便能夠在第二次將采集的數(shù)據(jù)與進(jìn)行的數(shù)值模擬進(jìn)行比較，以分析切削過程中發(fā)生的現(xiàn)象，例如工具切屑接觸長度。

這項研究的目的還在于微加工操作的切削工具確定的情況下，是否可以使用這種類型的紋理來代替某些涂層。涂層對切削刃的半徑有重大影響，這個參數(shù)對微型工具的效率影響尤其大。

微型刀具刃磨旨在形成非常小的切削刃半徑，以獲得精細(xì)和精確的切割，但刀具必須保持足夠的強(qiáng)度以限制其在加工階段的磨損。提高刀具耐磨性的一種方法通常是在微型刀具上涂上鈦基涂層，但這會增大切削刃半徑。因此，微米和納米紋理旨在提高刀具的耐磨性，而不影響切削刃的幾何形狀，這可以在同一測量設(shè)備上進(jìn)行控制。

切削刃的測量

InfiniteFocus 刀具粗糙度檢測儀能夠掃描大坡度的表面，且不會在坡度變化的區(qū)域中人為地產(chǎn)生測量偽影，同時保持高橫向和垂直分辨率。然后，尖端測量軟件提供可靠且完全獨立于操作員的切削刃半徑和幾何形狀測量（圖 6）。

結(jié)論

3D 光學(xué)alicona高精密光學(xué)測量儀系統(tǒng)是一種能做表面紋理檢測、刀片排屑槽測量、刀具粗糙度檢測的多功能高分辨率檢測設(shè)備，能使FEMTO-ST 研究所在微觀研究框架內(nèi)以穩(wěn)健且獨立于操作員的方式表征微米和納米紋理切削工具的表面和微制造工藝研究。這只是該系統(tǒng)在研究中心內(nèi)的應(yīng)用之一，該研究中心還在 μ 銑削、μ 車削、電腐蝕和摩擦學(xué)的研究框架中大量使用它。該設(shè)備在AMETISTE平臺上，是目前FEMTO-ST研究所應(yīng)用力學(xué)系使用最多的共享實驗設(shè)備。

馬路科技（RATC）成立于1996年，是以三維測量、三維掃描、逆向工程以及三維打印等先進(jìn)技術(shù)為導(dǎo)向的科技公司，客戶主要來自汽車、航空航天以及消費品等產(chǎn)業(yè)。馬路科技共有八個服務(wù)點，有超過200名專家提供在地專業(yè)技術(shù)支持及服務(wù)。?