表面粗さ測定機を導入したい

質問

セラミックスの鏡面加工を始める事になり､顧客から｢Raで数十nm(公差忘れてしまいました)｣と規格要求が来ています。
社内で粗さを測定する必要性がここ最近多くなって来たので､これを機に粗さ計の導入を検討しています。導入するに当たって私としては、規格の一つ下の桁(この場合1/1000μm)の分解能が必要最低限の条件と考えているのですが､間違いでしょうか?
また粗さは､相関が中々取れない(測定器のスペック､針の磨耗状態等が影響?)と聞きますが､仮にユーザーと相関が取れないと言った場合にどの様に対処すれば良いでしょうか。(ex.ユーザーと測定条件を合わせる等)

ご教授宜しくお願いします。

回答No.6

noname#230359

弊社に、テーラーホブソンの粗さ計があります。
主に金属の研削面の粗さ測定などに使用しており、金属やセラミックではない鏡面も測定していますが、nmレベルではないはずです。
私は担当ではないので、１回自分で使っただけです。

聞いた話ですが、テーラーホブソンの粗さ計が業界標準になっているため導入したとのこと。24時間空調の一室に座っています。
以前、空調をさぼったときに重要部品が故障して修理代がかなり高額になったという話も聞きました。
導入されるようでしたら導入コスト以外に、ランニングコスト、アフタサービスも充分に検討された方がよいと思います。

お礼

有難う御座いました。

回答No.5

noname#230359

AFMで面あらさを測定したことがあります。
10年くらい前の経験ですが、Ra数nmは普通に測れました。
この場合も測定子の状態の確認が必要で毎回標準片の測定で確認してました。

東京精密の粗さ計も使っていましたが、主にコーティングの厚み測定に使用していたので分解能や測定子について覚えてません。測定データをたくさん取る必要がある場合AFMは1回10分くらいかかっていました。面あらさ計ならサクサク測定できます。

お礼

有難う御座いました。

回答No.4

noname#230359

皆様に賛同します。
先日取引先の依頼でRa:50nm～100nmの測定を行いましたが、測定条件を変更すると答えが全く異なります。
取引先と打ち合わせした後、メーカーと話し合いした方が良いでしょう。
丸投げすると、あとで自分たちに何倍にもなって戻ってきます。
(先方も存じていない場合が多いですが)
確かに相関取れないと指摘されますが
＊測定条件が違っている
＊正しく校正を実施していない(標準片などによる校正)
＊測定子の欠けを見ていない
ほぼ上記の原因でほぼ解決します。

１度だけなら工業試験場などに依頼するのも手かと思いますが…
エアコンの風、振動(もちろん工作機械の横などは問題外)、1階に置くのか等…精密測定機ですから、このあたりも工業試験場やメーカーからアドバイスをいただいた方が良いと思います。

光学式はJIS規格(ISO)に記載がありません。
価格なども高いので、取引先が使っていない場合は使用しない方が無難でしょう。メーカーや方式によって、全く異なるデータが出てきます。
接触式はJIS-B0651に規定されています。
JIS-B0601(2001)では下記の記載があります。
「記載がない場合：2umR/60度円錐、0.75mNの測定圧で測定を行うこと」

ちなみにJIS-B0601(2001)補足に
「Ra:1um以上の場合、2umRと5umRの違いはほぼ無い」の記載があります。
「数十nmを測定する」は上記の記載に則ると「測定子の違いでデータ差が発生」との答えになります。

価格との兼ね合いもあるので難しいと思いますが、安い機種は難しいでしょう。きっと…

標準片は、JIS-B0659に記載されている通り５種類が存在しています。
校正方法の記載が無い場合「段差標準片による校正」で実施する事も明記されています。

製造メーカーから、上記の規格に則り測定した値付けの結果(トレサビリティ)と、測定条件などが記載された用紙が出荷されるはずです。
(オプション扱いになっている場合もあるため、購入時に必ずチェックしましょう。付属品扱いの場合、これらは付属されいないと思われます)
記載された方法に則った測定ならば、正しい校正をした事になりますし、逆に則っていない測定方法の場合は正しくない事になります。

この標準片も、定期的にメーカー点検を受ける必要があります。
ちなみに、測定機の校正点検と標準片の校正点検は全く別モノです。
測定機の校正：機械として精度が出るか(真直度や動きの確認)
標準片の校正：検出器の値付けが正しく行われるかの確認です。
製造メーカーで段差標準片の校正点検が出来るのは、皆様がおっしゃるテーラーホブソンと小阪研究所、東京精密の3社かと思います。
ほかにも、段差標準片を販売しているメーカーなら校正点検が出来るかもしれませんが…

一度、昨日と今日出てきたJIS規格を調べられる事をお勧めします。
疑問点は次から次へと出てくるため、終わりがありません。
粗さ規格は難しい点もありますが、メーカー営業の方に聞くと教えていただけるはずです。(実際に自分も聞いています)

P.S.
今日JIS規格を調べたところ、Ra<0.5um、あるいはRz<3の場合に測定子先端の違いが出ると記載がありました。
昨日は違う事を記載してしまいました、訂正いたします。

お礼

そうですよね。
よく考えてみると､数十nmの表面を測定するのに数μmの誤差があれば当然､
数値に差が出ますよね。(2μmで測定した方が粗く出る?)
一つ質問ですが､"校正を正しくやっていない(標準片による校正)"とありますが､粗さ計の校正は付属の標準片で校正(感度補正)をすると聞いたのですが､
正しくないって事なんですか?正しいやり方は､どういいうやり方なのですか?

回答No.3

noname#230359

小生も(1)(2)さんの回答に賛同します。
お取引先の測定器と測定方法を可能な限り教えてもらう
ことが先決でしょう。

超精密測定ですから、測定器のみならず設置環境（基礎，外部
振動遮断，空調，湿度）などにも注意が必要かもしれないので、
最善手となると投資額も莫大なものになりそうです。

県の工業試験場などにも、意外と高価で高性能な測定器が設備
されているので、ご相談してみることも一案です。

測定器メーカとしては、

老舗の小坂研究所
http://www.kosakalab.co.jp/product/precision/coarseness/

海外トップブランドのテーラーホブソン
http://www.taylor-hobson.jp/product/index.html

などもあります。

お礼

工業試験場に技術相談するのも一つの手ですね。
有難う御座いました。

回答No.2

noname#230359

鏡面加工の用途面で、またナノレベルを触針式で測ってよいのかどうか、検討を要すると思います。
　　光学式（レーザー）の例。国内メーカではオリンパス、キーエンスetc
　　http://www.bruker.jp/axs/nano/product/contourgt_k0.html

　　触針式について、東京精密のカタログで調べると分解能は普及レベルは
　　0.1μ、高級品は0.01μ、超高級品は0.5ﾅﾉ
　　http://www.accretech.jp/measuring/product/c/surface/

超高級品なら＜規格の一つ下の桁＞が満たされるが、一体おいくらなのか・・・
普及レベルしか触ったこと無いですが、超高級では取扱いも別格の注意を要するであろうことが気がかりです。相関関係も心配。
今なら光学式？　この経験ある恵まれた人の登場期待

補足

確かに､接触式でよいのかという議論も必要ですね。
ついでと言っては何ですがお聞きしたい事がありまして､接触式の話に
なりますが､針の先端径が5μm､2μmの60°とか90°ってありますが､
径や角度の違いで測定誤差ってでるんですか?

回答No.1

noname#230359

顧客からの要求で有れば、当然先方でも確認をしているはずですので、先方と同機種を入れるのが一番問題が無いと思います。購入先も客先と同じデーラーを通して入れると完全でしょう、同じ機種で違う結果が出た場合、測定機の責任になりますので、最後まできちんと対処してくれると思います。
他メーカーで精度を上げたものを購入しても、客先との相関関係はなかなかとれないと思います。

お礼

参考になりました。
有難う御座いました。