Optische Flächen
Was sind Optical Flats und wie werden sie verwendet?
Eine optische Ebene ist ein kontaktoptisches Messgerät, das in Verbindung mit einer monochromatischen Lichtquelle zur Messung von präzisen ebenen Oberflächen verwendet wird. Die optischen Flächen von Lapmaster werden aus hochwertigem Quarzglas hergestellt, da es einen extrem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und eine extrem hohe Abriebfestigkeit aufweist. Auch bei der Härte von Quarzglas muss die optische Ebene sehr vorsichtig behandelt und verwendet werden, um Beschädigungen und Kratzer zu vermeiden. Es ist wichtig, dass die optische Fläche auf keiner Oberfläche verschoben oder gedreht wird. Optisches Linsengewebe und Alkohol sollten zur Reinigung von optischen Flächen verwendet werden. Da die Messauflösung einer optischen Ebene ein Lichtband (.0000116" oder .295 Mikron) ist, müssen die Komponenten flacher als 15 oder 20 Lichtbänder sein, damit die optische Ebene die Interferenzstreifen sichtbar machen kann. Dies ist normalerweise kein Problem, da die meisten Planheitsanforderungen darin bestehen, einstellige Lichtbänder zu erreichen. Ein ordnungsgemäßes Inspektionsverfahren schreibt vor, dass die optische Ebene groß genug sein muss, um eine Oberfläche mit einer Planheitsangabe vollständig abzudecken.
Lapmaster bietet eine Standardlinie von runden optischen Flächen von 1" bis 12" Durchmesser an, die mit einem Schutzgehäuse geliefert werden. Jede Größe der optischen Ebene ist in drei Genauigkeitsstufen erhältlich, 1/2, 1/5 und 1/10 eines Lichtbandes. Die Standardoptiken sind auf beiden Seiten genau, aber auf Anfrage sind auch einseitig genaue Optiken erhältlich. Die Genauigkeit zeigt lediglich die tatsächlich gemessene Ebenheit über den Durchmesser der optischen Ebene an. Mit anderen Worten, die optische Plangenauigkeit ist in der Tat die gemessene Ungenauigkeit. Die genaueren optischen Flächen erfordern eine längere Fertigungszeit und sind daher teurer.
Nicht standardmäßige Größen (max. 16" Durchmesser), Formen (quadratisch oder rechteckig) und die Ausführung "Donut" (flach mit einem in der Mitte bearbeiteten Loch) sind bei Lapmaster erhältlich.
Lapmaster bietet einen Service für die Aufarbeitung gebrauchter optischer Flächen an. Die maximale Kapazität beträgt 16" Durchmesser, aber die optischen Flächen mit 12" Durchmesser sind die größten, die derzeit zertifiziert werden können. Lapmaster verwendet eine "Master Optical Flat" mit einem Durchmesser von 12", die vom NIST (National Institute for Standards and Testing) für ihre Genauigkeit zertifiziert wurde. Große Späne, Brüche und tiefe Oberflächenschäden können nicht repariert werden.
Optische Flachbettnutzung
Reinigen Sie vor der Verwendung sorgfältig die optische Fläche und die zu messende Oberfläche. Die zu messende Oberfläche muss reflektierend sein, um Interferenzstreifen zu erkennen. Zur genauen Bestimmung der Ebenheit mit einer optischen Ebene muss eine monochromatische Lichtquelle verwendet werden. Legen Sie ein Blatt Linsengewebe auf die zu untersuchende Oberfläche. Legen Sie die Optik flach auf das Linsengewebe, das die zu messende Oberfläche bedeckt. Ziehen Sie das Linsengewebe vorsichtig aus dem Bereich zwischen den beiden Oberflächen heraus, während Sie einen Teil des optischen Flächengewichts entlasten. Legen Sie einen Finger auf die Mitte der optischen Ebene und drücken Sie ihn nach unten, um einen Teil der zwischen den Oberflächen eingeschlossenen Luft zu entfernen. Die visuelle Krümmung der Interferenzstreifen (Lichtbänder), bezogen auf eine parallele gerade Bezugslinie, zeigt die hohe und niedrige Abweichung von der ebenen Fläche an. Überschreitet ein Band die Referenzlinie, so ist die Oberfläche ein Lichtband "out-of-flat". Wenn zwei Bänder die Referenzlinie kreuzen, ist die Oberfläche zwei unebene Lichtbänder. Die Beurteilung des Krümmungsgrades durch den Anwender ist bei dieser Messmethode ein Nachteil. Das anfängliche Lichtbandmuster gibt die Gesamtabweichung von der geläppten Ebene an und nichts über die Richtung der Abweichung (konvex oder konkav). Es muss eine zusätzliche Technik mit der optischen Ebene angewendet werden, um zu bestimmen, ob die Oberfläche nach oben (konvex) oder unten (konkav) abweicht.
Optischer Flachreflexionsständer
Ein Reflexionsständer ist eine Vorrichtung, die es einem Prüfer ermöglicht, Interferenzstreifenmuster einer gemessenen Oberfläche zu betrachten, die auf der Oberseite der optischen Ebene platziert ist. Dieses "Upside-Down"-Verfahren muss bei der Messung eines Bauteils angewendet werden, das durch das Gewicht der optischen Ebene belastet und aus seiner natürlichen Form gezwungen wird. Kohlenstoff-Graphit-Bauteile mit großem Durchmesser und kleinen Querschnittsprofilen sind bekannt dafür, extrem physikalisch instabil zu sein. Dies ist ein Paradebeispiel für eine Anwendung, die einen Reflexionsständer für eine genaue Planheitsmessung benötigt.
Der Reflexionsständer besteht aus einem gefertigten Polypropylen-Kunststoffgehäuse mit einem winkelverstellbaren Glasrückblickspiegel. Die Vorder- und Oberseite des Gehäuses ist aus klarem Acrylglas gefertigt. Der Ständer stützt eine optische Ebene über einem Spiegel, der in Richtung der klaren Acryl-Frontscheibe des Gerätes abgewinkelt ist. Die monochromatische Lichteinheit in geeigneter Größe wird auf eine im Reflexionsständer integrierte Stufe gestellt, wobei die Streuscheibe über die klare Acryl-Oberfläche des Reflexionsständers ragt. Ein zu messendes Bauteil wird auf die optische Ebene gelegt, deren polierte Oberfläche in Kontakt mit der Ebene steht. Die einzige Belastung des Bauteils wird durch sein Eigengewicht verursacht. Das Interferenzstreifenmuster reflektiert bis zum Spiegel und wird durch die klare Frontplatte betrachtet.
Lapmaster bietet zwei Größen von Reflexionsständern für die Verwendung mit den monochromen Lichteinheiten im CP-Stil an. Die kleinere Einheit unterstützt das CP-2 und eine 6" optische Ebene. Der große Reflexionsständer unterstützt den CP-1 und die Kunden haben die Wahl zwischen einer optischen Planfläche mit 6", 8", 10" oder 12" Durchmesser.
Optisches Flachlinsengewebe
Dieses fusselfreie Reinigungstuch 8-1/2" x 11" wird in Packungen zu 500 Blatt verkauft. Dies ist das beste Material zum Reinigen von optischen Flächen und zum Platzieren zwischen der optischen Fläche und einer polierten Fläche während der Einrichtung für die Messung. Dieses Gewebe kratzt nicht an der optisch flachen oder polierten Oberfläche und hinterlässt keine Flusenpartikel, wenn es vorsichtig zwischen den beiden Oberflächen herausgezogen wird.
