Zastosowanie konfokalnej laserowej mikroskopii skaningowej do oceny cech stereometrycznych powierzchni technicznych

摘要

In modern metrology of geometric quantities there are often used methods originally developed for other applications and used in separate fields of modern science and technology. For several years there has been increasing interest in methods of confocal microscopy related up to now to the medical and biological sciences. One of the modern variant of these classical methods is CLSM (Confocal Laser Scanning Microscopy). This method was developed in the late 80's. In the paper there are presented and discussed the possibilities of using confocal laser scanning microscopy for the assessment of stereometric features of the engineering surfaces. The authors describe the basics of this method and present selected results of experimental investigations carried out using the advanced 3D laser micro-scope LEXT OLS3100 produced by Olympus (Fig. 1). The calibration specimens of C type (C2 and C3 variants) for calibrating the stylus profilometers (Figs. 2 and 3) and the surface of the microfinishing film of IDLF type (Imperial Diamond Lapping Film) (Fig. 4) were assessed. Measurements were taken for selected microscope settings, depending on the type of a material surface structure. The recorded measurement data were processed and analysed using dedicated LEXT OLS 5.0 software developed by the microscope manufacturer. The results of investigations confirmed the high usefulness of the measuring system for measurements of the geometrical structure of various types of engineering surfaces.%Coraz częściej we współczesnej metrologii wielkości geometrycznych stosowane są metody oraz urządzania pierwotnie opracowane dla innych celów oraz wykorzystywane w odrębnych dziedzinach nauki i techniki. Od kilku lat obserwuje się wzrost zainteresowania metodami mikroskopii konfokalnej związanymi do tej pory głównie z naukami biologicznymi i medycznymi. Jedną ze współczesnych odmian tych klasycznych metod jest konfokalna laserowa mikro- skopia skaningowa CLSM (ang. Confocal Laser Scanning Microscopy), opracowana pod koniec lat 80-tych XX w. W pracy przeanalizowano możliwość wykorzystania konfokalnej laserowej mikroskopii skaningowej do analizy cech stereometrycznych powierzchni technicznych. Przedstawiono podstawy tej metody oraz zaprezentowano wybrane wyniki badań doświadczalnych prowadzonych z zastosowaniem zaawansowanego mikroskopu laserowego LEXT OLS3100 firmy Olympus. Ocenie poddano wzorce kontrolne typu C (w odmianach C2 i C3), służące do wzorcownia i okresowego sprawdzania profilometrów stykowych oraz powierzchnię elastycznej foliowej taśmy mikrościernej typu IDLF (ang. Imperiał Diamond Lapping Film). Pomiary dokonywane były dla wybranych ustawień mikroskopu w zależności od rodzaju badanego materiału. Zarejestrowane dane pomiarowe przetwarzano i analizowano wykorzystując dedykowane oprogramowanie o nazwie LEXT-OLS 5.0 opracowane przez producenta urządzania. Wyniki badań potwierdziły wysoką przydatność wykorzystanego urządzenia pomiarowego oraz jego duże możliwości oceny struktury geometrycznej różnego rodzaju powierzchni technicznych.