Future trends of surface topography analysis

• Autorzy: Wieczorowski M.

Warianty tytułu

PL

Kierunki rozwoju analizy topografii powierzchni

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Each surface existing in nature is rough. This fact is for more than 70 years now a motor for surface analysis in mechanical engineering. In recent years a topography analysis was created that is based upon a measurement of asperities in three dimensions. Its applications still more often goes beyond traditional engineering, comprising machining and tribology, non-standard machining, plastic deformations as well as biomedicine, oceanography, cartography and electronics. In the paper various possibilities of surface characterization in different regions of life and science are shown. Some interesting devices for surface topography measurements were also presented. They are, for example, research to develop a capacitance sensor for surface roughness analysis in active control, particularly regarding rotary pieces is briefly described.

PL

Każda powierzchnia w naturze jest chropowata. To stwierdzenie jest od ponad 70 lat punktem wyjścia do analizy powierzchni również w budowie maszyn. W ostatnich latach stworzona została analiza topografii (morfologii) powierzchni bazująca na pomiarze nierówności w trzech wymiarach. Jej zastosowanie coraz bardziej wychodzi poza standardowe aplikacje inżynierskie, obejmując już nie tylko typowe i nietypowe rodzaje obróbki, ale również odkształcenia plastyczne, biomedycynę, chemię, elektronikę, a nawet sport czy geografię. W artykule przedstawiono różne mzliwości charakteryzowania powierzchni dla różnych dziedzin życia i nauki. Pokazano również kilka interesujących przyrządów do analizy topografii powierzchni. Należą do nich, na przyklad mikroskop pracujący w oparciu o efekt tunelowy oraz mikroskop interferencyjny. Krótko opisano równiez prace zmierzajace do skonstruowania przyrządu do aktywnego pomiaru chropowatości, jak również MOTIF 3D oraz nową klasyfikację powierzchni.

Słowa kluczowe

EN

surface topography; measurements; microscope; active control

PL

topografia powierzchni; pomiary; mikroskop; pomiar aktywny

• Wydawca: Komitet Metrologii i Aparatury Naukowej PAN
• Czasopismo: Metrology and Measurement Systems
• Rocznik: 2002
• Tom: Vol. 9, nr 3
• Strony: 221--233
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys.

Twórcy

autor

Wieczorowski M.

• Poznan University of Technology, Institute of Mechanical Technology

Bibliografia

• 1. McAdams H. T., Quantitative microcartography: A physico-geometric approach to surface integrity, Proceedings of the International Conference on Surface Technology, Pittsburgh 1973, pp. 96-116.
• 2. Wieczorowski M.: Stereometryczna ocena porównawcza powierzchni przy zastosowaniu różnych układów odniesienia profilometrów, Rozprawa doktorska, Politechnika Poznańska, Poznań 1996.
• 3. Zhou G., Leu M., Geskin E.. Chung Y., Chao J.: Investigation of topography of waterjet generated surfaces, Engineered Surfaces, ASME, PED-62, 1992, pp. 191-202.
• 4. Klimczak T., Kaczmarek J.: Predicting microcontact spots size distribution in contact problems, Annals of the CIRP, 41/1/1992, pp. 609-612.
• 5. Sullivan P. J., Davis E. J., Stout K. J., Abyaneh M. Y.: The topographical characteristics of microindentations and their relevance to microhardness testing, Surface Topography, 1, 1988, pp. 357-369.
• 6. Aspinwall D .K., Wise M. L. H., Stout K. J., Goh T. H. A., Zhao F. L., El-Menshawy M. F.: Electrical discharge texturing. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 32, No. ½, pp. 183-193.
• 7. Snaith B., Probert S. D.: Characterization of laser-textured cold-rolled steel sheets. Wear, 109, 1986, pp. 87-97.
• 8. De Chifre L., Christiansen S., Skade S.: Advantages and Industrial Applications of Three-Dimensional Surface Roughness Analysis. Annals of the CIRP, 43, 1994, pp. 473-478.
• 9. Stout K. J., Blunt L. A.: Application of 3-D topography to bio-engineering. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 35, 1995, pp. 219-229.
• 10. Waplington M., Blunt L., Walmsley A. D., Lumley P. J.: Dental hard tissue cutting characteristics of an ultrasonic drill, International Journal of Machine Tools & Manufacture, 35, 1995, pp. 339-344.
• 11. Mathia T. G., Zahouani H., Midol A.: Topography, wear and sliding functions of skis. International Journal of Machine Tools & Manufacturing, 32, 1992, pp. 263-266.
• 12. Binning G., Rohrer H., Gerber C., Weibel E.: Surface studies by scanning tunneling microscopy. Physical Review Letters, 49/1, 1982, pp. 57-61.
• 13. Hansma P. K., Tersoff J.: Scanning tunneling microscopy. Journal of Applied Physics, 62/2, 1987, pp. R1-R23.
• 14. Kuk Y., Silverman P. J.: Review: Scanning tunneling microscope instrumentation. Review of Scientific Instruments, 60/2, 1989, pp. 165-180.
• 15. Caber P. J., Martinek S. J., Niemann R. J.: A new interferometric profiler for smooth and rough surfaces. WYKO Corporation, Tucson, USA 1994.
• 16. Church E. L., Vorburger T. V., Wyant J. C.: Direct comparison of mechanical and optical measurements of the finish of precision machined optical surfaces. Proceedings of the SPIE, 508, 1985, pp. 71-82.
• 17. Garbini J. L., Jorgensen J. E., Downs R. A., Kow S. P.: Fringe-field capacitive proftlometry. Surface Topography, 1, 1988, pp. 99-110.
• 18. Lieberman A. G., Vorburger T. V., Giauque C. H. W., Risko D. G., Resnick R., Rose J.: Capacitance versus stylus measurements of surface roughness. Surface Topography, 1, 1988, pp. 315-330.
• 19. Whitehouse, D. J.: Function maps and the role of surfaces. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 41, 2001, pp. 1847-1861.
• 20. Barré, F., Lopez, J.: On a 3D extension of the MOTIF method (ISO 12085). International Journal of Machine Tools & Manufacture, 41, 2001, pp. 1873-1880.
• 21. Stout, K. J., Blunt, L.: A contribution to the debate on surface classifications-random, systematic, unstructured, structured and engineered. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 41, 2001, pp. 2039-2044.