Trójwymiarowe modelowanie i weryfikacja powierzchni ciętej strumieniem wodnościernym na podstawie rekonstrukcji 3D topografii powierzchni

• Autorzy: Szabracki P. , Dowiedczyk T. , Lipiński T. , Bramowicz M.

Warianty tytułu

EN

Three dimensional surface modelling after water-jet with abrasive cutting and its verification on basis of 3D surface topography reconstruction

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono metodykę umożliwiającą budowę trójwymiarowego modelu powierzchni i analizę jej chropowatości na podstawie obrazów zarejestrowanych na mikroskopie świetlnym. Przedstawiono podstawy teoretyczne wykorzystywanych zjawisk oraz zależności matematyczne pozwalające na zbudowanie trójwymiarowego modelu niepłaskiej powierzchni. Do prowadzonych analiz wykorzystano powierzchnię stali AISI 304 ciętą strumieniem wodnościernym. Przeprowadzono prace pozwalające porównać chropowatość powierzchni określoną na podstawie typowych parametrów Ra, Rq, Rm, Rz. Wartości analizowanych parametrów określono dwoma metodami. Za wyjściową metodę uznano pomiar metodą stykową za pomocą profilometru Diavite DH-5. Uzyskane w ten sposób wartości porównano z wynikami uzyskanymi na podstawie zbudowanych trójwymiarowych modeli powierzchni. Przedstawione wyniki potwierdzają możliwość stosowania metod rekonstrukcji topografii powierzchni do budowy miarodajnych modeli trójwymiarowych powierzchni. Jednocześnie przeprowadzone prace pozwalają wnioskować na temat wpływu procesu cięcia strumieniem wodnościernym na jakość uzyskanej powierzchni. Dzięki uzyskanym wynikom stwierdzono, iż w przypadku analizowanej stali AISI 304 o grubości 10 mm największa wartość parametrów opisujących chropowatość powierzchni została osiągnięta w połowie grubości ciętego materiału. Omówiono również wpływ rozdrobnienia ścierniwa w trakcie cięcia na jakość uzyskanej powierzchni.

EN

The paper presents the methodology used to build three dimensional models of a material surface on the basis of light microscopy images. Numerical models of the surface were used in surface roughness analysis. The phenomenon description and formulas used to prepare 3D models of a rough surface were described. The surface of AISI 304 stainless steel after water-abrasive treatment was analyzed. Surface roughness parameters Ra, Rq, Rm, Rz were used to compare the experimental results with those calculated on the basis of numerical models. Contact measurements with Diavite DH-5 were defined as the basic results. Those results were compared with the results of calculations performed for numerical surface models. The results of the calculations confirm the possibility of using the proposed methodology to build numerical models describing a rough material surface. At the same time, the presented results let to conclude about the influence of water-abrasive stream cutting on the surface quality. On the basis of the presented results, the highest surface roughness was observed in the middle of the 10 mm thick AISI 304 stainless steel. Abrasive degradation during water-abrasive treatment was described to explain the different surface topography in different material thicknesses.

Słowa kluczowe

PL

topografia powierzchni; modelowanie numeryczne; cięcie strumieniem wodno-ściernym

EN

surface topography; numerical modelling; water-jet with abrasive cutting

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 35, nr 3
• Strony: 263--269
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Szabracki P.

• Katedra Technologii Materiałów i Maszyn, Wydział Nauk Technicznych, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

autor

Dowiedczyk T.

• INVESTA sp. z o.o.

autor

Lipiński T.

• Katedra Technologii Materiałów i Maszyn, Wydział Nauk Technicznych, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

autor

Bramowicz M.

• Katedra Technologii Materiałów i Maszyn, Wydział Nauk Technicznych, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

Bibliografia

• [1] Mazurkiewicz A.: Czynniki wpływające na jakość powierzchni stali po cięciu strumieniem wodno-ściernym. Inżynieria Materiałowa 29 (6) (2008) 686÷689.
• [2] Hjelmas E., Low K. B.: Face detection: A survey. Computer Vision and Image Understanding 83 (2001) 236÷274.
• [3] Jones M. J., Rehg J. M.: Statistical color models with application to skin detection. International Journal of Computer Vision 46 (1) (2002) 81÷96.
• [4] Forster B., Van De Ville D., Berent J., Sage D., Unser M.: Complex wavelets for extended depth-of-field: A new method for the fusion of multi-channel microscopy images. Microscopy Research and Technique 65 (1-2) (2004) 33÷42.
• [5] Guichard F., Nguyen H. P., Tessières R., Pyanet M., Tarchouna I., Cao F.: Extended depth-of-field using sharpness transport across color channels. Proceedings of Electronic Imaging 2009, Proc. SPIE 7250, Digital Photography V, 72500N (2009); doi:10.1117/12.805915.
• [6] Goldsmith N. T.: Deep focus; a digital image processing technique to produce improved focal depth in light microscopy. Image Anal. Stereol. 19 (2000) 163÷167.
• [7] PN-EN ISO 4287:1999 Specyfikacje geometrii wyrobów – Struktura geometryczna powierzchni: metoda profilowa – Terminy, definicje i parametry struktury geometrycznej powierzchni.