ロープの特性評価とロープ等級の決定
アルミニウム（AL）合金のロープ状変形は、自動車用合金板や車体パネルにおける表面構造化現象である。関連する品質基準としてオレンジピール（表面の望ましくない波状変形）の形成が挙げられる。ロープ状変形や隆起の発生は視覚的欠陥であり、Polytec 社の3D表面プロファイラーを用いて広範囲を測定することで、非接触・信頼性・再現性に優れたロープ状変形グレード評価を定量化可能である。
Web session "Characterizing ultra-precision & sealing surfaces"
Compact web talk on 3D surface characterization of ultra-precision machined (UPM) and sealing components — from lapped, CNC ground to polished texture and finish.
自動車ボディパネル用ALシートの表面外観としてのロープ加工
アルミニウム合金は、他の利点に加え、軽量構造設計を可能にし、自動車用途における重量削減の革新的な解決策を提供する。その結果、強度重量比が重要な用途において、アルミニウム合金の需要は急速に拡大している。 アルミニウム生産者は、圧延・延伸・プレス加工によって所定の形状に成形される未加工のアルミニウム合金を市場に供給している。成形加工の結果、合金の結晶粒構造が再配列され、表面粗さが増加し「オレンジピール」状の外観が生じる。
ロープ構造の原因
特定の条件下では、表面粗さがより大きな縞状または「ロープ状」構造に凝集することがあり、これらは圧延方向に平行かつ延伸方向に垂直に現れる。典型的には、構造幅は0.2～2mm、長さは10～30mmの範囲である。ロープ状構造は視覚的に識別可能であり、表面の外観を損なう。
Saパラメータを用いたロープンググレードの判定
アルミ合金板の アルミ合金板を圧延・延伸した後後、表面の粗さが増加し、ロープ状構造が現れることが多い。この新たな表面粗さを特徴付けるには、ISO 25178規格に基づく面積Sテクスチャパラメータ（すなわちSa、Sq）が用いられる。 HotzらはSaパラメータを用いた特性評価結果を公表した。Saパラメータは最小二乗レベルからの平均偏差を表し、線状特性評価におけるRa、Wa、Paパラメータに対応する。 一般的に、S テクスチャパラメータは、スケール制限のある表面に対して定義されます。しかし、ISO 25178-700 規格では、S テクスチャパラメータの計算について、用途に応じたスケール制限を認めています。ロープ構造は数ミリメートルの幅を持つため、Sa パラメータは、スケール制限のある構造サイズで計算することができます。
1W. Hotz、R. ミュラー、J. ティム、「アルミニウム自動車外板におけるロープ測定」、Tagungsband Werkstoffprüfung 2009: Fortschritte der Kennwertermittlung für Forschung und Praxis、編者 M. Borsutzki、S. Geisler、Stahleisen Verlag、デュッセルドルフ (2009) 365–370。
適切な表面プロファイラーを自信を持って選択してください——お客様のサンプルを用いた実現可能性調査を当社が実施いたします。
足跡を用いたロープの等級判定
ロープ加工の等級を判定する第二のアプローチとして、表面の押印を利用する方法であるドイツ自動車工業会（GAAI）の推奨規格VDA 239-400を適用できる。 この押印法は、クレジットカードの凸字構造を複製する手法と多くの類似点がある。具体的には、凸字構造の上に紙を置き鉛筆でこすり、凸字表面を可視化する方法である：深い部分は明るく残り、高い部分は暗くなる。特別に調製された粘着テープを用いて押印を行い、300dpiでスキャンしてグレイスケール画像を形成する。
この解像度では、関連性のない微細構造（粗さ）が除去され、認識できなくなります。 グレースケール値は、押印プロセスが正しく行われた際の高度を示す指標です。グレー画像はソフトウェアによって評価され、0（ロープ現象なし）から9（非常に強いロープ現象）までの基準に基づいてロープ度を算出します。この手法は単純に見えますが、労力がかかり、時間がかかり、精度に欠け、エラーが発生しやすいという欠点があります。これらの欠点は、Polytec のTopMap 白色光干渉計を使用することで解消されます。
測定結果をGAAI基準と比較可能にするため、TopMap 表面プロファイラーは、ロープンググレード判定のための後処理用データ準備・エクスポートアルゴリズムを搭載。さらに統合表面計測ソフトウェアがVDA 239-400 GAAIに準拠したRKパラメータを算出します。
広域プロファイラーはロープ分析に最適である
部品測定において、Pro.Surfシリーズは材料・サイズ・サンプルの複雑さに関わらず比類なき柔軟性を備えた、最も効率的な光学式プロファイル計を提供します。
オンラインデモをご覧いただくか、直接システムをレンタルして、Pro.Surfがご提供できる性能をぜひご体感ください。
