Industrielle Messtechnik Erster diamantbeschichteter Serien-Messtaster

Interessant sind die derzeit mit den Durchmessern 2,1 und 5 mm erhältlichen diamantbeschichteten Diamond!Scan-Taster unter anderem für das Scannen von Aluminium, weil auf der Diamantschicht kein Auftrag von Material entsteht.
Interessant sind die derzeit mit den Durchmessern 2,1 und 5 mm erhältlichen diamantbeschichteten Diamond!Scan-Taster unter anderem für das Scannen von Aluminium, weil auf der Diamantschicht kein Auftrag von Material entsteht.

Zeiss hat den ersten diamantbeschichteten Messtaster für Serienmessungen auf Koordinatenmessgeräten vorgestellt. Er basiert auf einer diamantbeschichteten Keramikkugel und bietet gegenüber herkömmlichen Rubin-, Siliziumnitrit- oder Volldiamant-Tastern einige gravierende Vorteile.

An der Spitze jedes Messtasters für Koordinatenmessgeräte sitzt eine meist zwischen 0,12 und 12 mm große Kugel. Sie gleitet über die Oberfläche des Werkstücks und sammelt dabei die Koordinaten für den Abgleich der tatsächlichen Geometrie mit den Soll-Werten. Bislang kommen dazu Kugeln aus Rubin oder Siliziumnitrid zum Einsatz, oder auch komplett aus Diamant gefertigte Kugeln.

Eine praxisgerechte Alternative zu den herkömmlichen Lösungen stellen die nun von Carl Zeiss 3D Automation und Dutch Diamond Technologies gemeinsam entwickelten diamantbeschichteten Taster der Marke Diamond!Scan dar.

Die Vorteile

Die Vorteile gegenüber Volldiamant-Tastern liegen auf der Hand: Die Materialkosten für die diamantbeschichteten Keramikkugeln sind deutlich geringer, darüber hinaus müssen die Kugeln nicht einzeln geschliffen werden. Darüber hinaus verfügen sie über eine höhere Rundheit von unter 150 nm, was sie noch präziser macht.

Besteht die Kugel aus Rubin oder Siliziumnitrid, verliert sie mit der Zeit an Rundheit, wenn sie mit sehr harten Materialien wie Keramik oder sehr weichen wie Aluminiumlegierungen in Kontakt kommt. Denn insbesondere das Scannen harter Werkstücke führt trotz geringen Drucks allmählich zum Verschleiß der Kugeloberfläche.

Umgekehrt trägt die Rubin- oder Siliziumnitrid-Kugel von weichen Werkstücken geringfügig Material ab, das sich auf der Kugel ablagert und so deren Rundheit beeinträchtigt. Beide Effekte verfälschen mit der Zeit die Messergebnisse.

Ein weiterer Vorteil der diamantbeschichteten Taster gegenüber Varianten aus Rubin oder Siliziumnitrid: Letztere müssen die Anwender regelmäßig, etwa einmal pro Schicht, reinigen und häufig durch neue Taster ersetzen, wenn sie mit extremen Materialien arbeiten. Das kostet Zeit und Geld, denn die Maschine kann während des Auswechselns und erneuten Einmessens des Werkstücks nicht produktiv genutzt werden.

Verzichten Anwender bei extremen Materialien auf das durchgängige Scannen ihrer Bauteile durch das Koordinatenmessgerät, weil die Messung von Einzelpunkten den Taster weniger schnell verformt, dauert entweder die Messung länger oder aber die Messunsicherheit steigt.

Denn im Vergleich zum Scanvorgang, der in kurzer Zeit eine große Anzahl an Messdaten generiert, hat die wesentlich langsamere Einzelpunktmessung ihre Nachteile: Sie stellt den Anwender vor das Dilemma, entweder zugunsten eines höheren Durchsatzes weniger Messpunkte zu erfassen und dafür eine höhere Messunsicherheit in Kauf zu nehmen – oder aber viele Einzelpunkte zu messen und dadurch die Messunsicherheit zu senken, während auf der anderen Seite die Messzeit steigt.

Bei den von Zeiss und Dutch Diamond Technologies entwickelten Tastern der Marke Diamond!Scan entfällt die Überprüfung und Reinigung, weil kein Material an deren Oberfläche haften bleibt. Auch das Auswechseln ist nicht mehr nötig, denn die Taster behalten über Jahre hinweg ihre ursprüngliche Form. Und weil das Scannen von Werkstücken sich nicht mehr nachteilig auf die Genauigkeit auswirkt, ist es auch nicht mehr nötig, die Messpunkte einzeln zu erfassen. Somit steigt der Durchsatz des Koordinatenmessgeräts.

Doch auch bei allen Vorteilen: Für harte Materialien wie beispielsweise Keramik eignen sich Volldiamanttaster jedoch nach wie vor am besser.