Diamanten für die Ewigkeit Erste diamantbeschichtete Serien-Messtaster

Redakteur: Anne Richter

Die Carl Zeiss 3D Automation GmbH und die Dutch Diamond Technologies BV aus dem niederländischen Cuijk haben den weltweit ersten diamantbeschichteten Messtaster für Serienmessungen auf Koordinatenmessgeräten auf den Markt gebracht. Der Hauptvorteil gegenüber herkömmlichen Rubin- und Siliziumnitrid-Tastern: Er liefert auch beim Scannen extrem harter und weicher Materialien über viele Jahre hinweg präzise Messergebnisse.

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Diamondscan-Messtaster liefern über viele Jahre hinweg präzise Messergebnisse.
Diamondscan-Messtaster liefern über viele Jahre hinweg präzise Messergebnisse.
(Bild: Zeiss)

ari. An der Spitze jedes Messtasters für Koordinatenmessgeräte sitzt eine meist zwischen 0,12 und 12 Millimeter grosse Kugel. Sie gleitet über die Oberfläche des Werkstücks und sammelt dabei die Koordinaten für den Abgleich der tatsächlichen Geometrie mit den Soll-Werten. Besteht diese 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. Dieses lagert sich dann auf der Kugel ab und beeinträchtigt so deren Rundheit. Beide Effekte verfälschen mit der Zeit die Messergebnisse.

Präzisionsmessung mit Tastern aus Volldiamant

«Damit unsere Kunden langfristig präzise und reproduzierbar messen können, ohne die Taster permanent überprüfen oder auswechseln zu müssen, haben wir bereits vor sieben Jahren Messtaster aus Volldiamant entwickelt», sagt Dr. Frank Richter, Geschäftsführer der Carl Zeiss 3D Automation GmbH. «Um noch mehr Anwendern die Vorteile einer Diamantoberfläche bieten zu können, erweitern wir nun unser Portfolio durch die preisgünstigeren diamantbeschichteten Taster, die wir in verschiedenen Grössen anbieten.»

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Aufwändiger Austausch der Messtaster

Taster aus Rubin oder Siliziumnitrid müssen Anwender regelmässig, etwa einmal pro Schicht, reinigen sowie 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. Und verzichten Anwender bei extremen Materialien auf das durchgängige Scannen ihrer Bauteile durch das Koordinatenmessgerät, weil die Messung von Einzelpunkten den Taster weniger schnell verformt, dann 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.

Mehr Durchsatz im KMG mit Diamondscan-Tastern

Bei den von Zeiss und Dutch Diamond Technologies gemeinsam entwickelten Tastern der Marke Diamondscan 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 viele Jahre hinweg ihre ursprüngliche Form. Weil das Scannen von Werkstücken sich nicht mehr nachteilig auf die Genauigkeit auswirkt, besteht zudem auch keine Notwendigkeit mehr, die Messpunkte einzeln zu erfassen. Somit steigt der Durchsatz des Koordinatenmessgeräts.

Interessant sind die diamantbeschichteten Taster unter anderem für das Scannen von Aluminium, weil auf der Diamantschicht kein Auftrag von Material entsteht. Im Unterschied zu den Volldiamanttastern sind sie nicht nur preisgünstiger, sondern verfügen auch über eine höhere Rundheit von unter 150 nm, was sie noch präziser macht. Bei allen Vorteilen: Für harte Materialien wie beispielsweise Keramik eignen sich Volldiamanttaster jedoch nach wie vor am besten.

Günstige Alternative zu Volldiamant-Tastern

Im Gegensatz zu den Volldiamant-Tastern, bei denen die gesamte Kugel aus dem Mineral besteht, verfügen diamantbeschichtete Taster über eine Keramikkugel, deren Oberfläche mit Diamant beschichtet wird. Weil damit geringere Materialkosten verbunden sind und die Kugel nicht einzeln geschliffen werden muss, stellen sie eine kostengünstigere Alternative zu Volldiamant-Tastern dar. Die diamantbeschichteten Taster der Marke Diamondscan gib es derzeit in den Durchmessern 2,1 und 5 mm, bald auch in weiteren Grössen. Erhältlich sind alle Messtaster der Marke Diamondscan über den Online-Shop von Zeiss. <<

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