JP2003500677A - 表面テクスチャの測定方法 - Google Patents

表面テクスチャの測定方法

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JP2003500677A
JP2003500677A JP2001500187A JP2001500187A JP2003500677A JP 2003500677 A JP2003500677 A JP 2003500677A JP 2001500187 A JP2001500187 A JP 2001500187A JP 2001500187 A JP2001500187 A JP 2001500187A JP 2003500677 A JP2003500677 A JP 2003500677A
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JP2001500187A
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フレデリック パルムクイスト，
ベニト−イェラン ロゼン，
マッティ シィヴォラ，
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テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル）
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    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/30—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring roughness or irregularity of surfaces
    • G—PHYSICS
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    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/34—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces

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  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 断面パラメータの最大高さ（Ｒｚ）と断面平均波長パラメータ（ＲＳｍ）の特定定量化による表面テクスチャの測定方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面テクスチャの測定方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
総合的な製品品質を顧客が判断する際、射出成型品の外観は、非常に重要であ
る。組立部品、例えば、携帯電話のバッテリと前面カバーなど、の供給を、異な
る製造業者が請負う場合、その部品を組み立てる際に問題が生じることがある。
大規模な生産では、必要な生産量を維持するため、多くの製造用ツールを用意す
ることが必要であり、しばしば、いくつかの異なるツールメーカを用いることが
必要になる。異なる製造業者から供給されるいくつかの異なる部品によって組み
立てられる一つの製品、例えば、携帯電話は、その表面テクスチャに関し、それ
ぞれ異なるものとなり、その結果、不格好で、ちぐはぐな色艶などを呈すること
になる。
【０００３】 機械産業において、粗さ計量学は、ここ数年、ツールの定量的な特定及び測定
のための方法として用いられてきている。現在使用されている表面トポグラフィ
ーの特定方法は、例えば、表面テクスチャのドイツＶＤＩ尺度（ＶＤＩ３４００
：１９７５年６月）の定量的な要求に合うべきポリマーマスタの比較に基づく。
この尺度は、通常、ＶＤＩ１２〜４５のツールで測定された表面テクスチャの標
高差及び平均高さの振幅の対数型尺度であり、平均粗さと呼ぶ。マスタは、ＶＤ
Ｉ特定ツールから生産され、完成品の定性的評価にのみ使用される。今日使用さ
れている他の方法は、視覚マスタプレートと部品間での比較である。
【０００４】 しかしながら、ポリマーマスタと完成品との間の定性的な比較は、総公差範囲
が広すぎ、バラツキすぎて、満足できる品質管理を実現できない。
【０００５】 ＶＤＩクラスに従ったツールの特定は、波長ではなく、振幅だけで表面テクス
チャを特定するものである。そのため、金型温度のバラツキや、圧力のバラツキ
や、材質のバラツキといった、射出成型による製造に共通の問題を検知する定量
的な可能性はなく、表面テクスチャを不正確に測定することになってしまう。 不十分な測定では、完成品においてトポロジカルなバラツキをもたらすだけでな
く、触り心地、及び、光沢品質のバラツキに関する問題をも引き起す。
【０００６】
【発明の概要】
本発明の目的は上記の問題を解決する方法を提供することである。この目的は
、請求項１の特徴部分に係る表面テクスチャの測定方法によって実現される。
【０００７】 本発明の好適な実施の形態は、従属請求項２−１０に提供される。
【０００８】 本発明によれば、２つのＩＳＯ標準パラメータだけを組合せる方法が提供され
る。これにより、表面テクスチャをワークピーステクスチャの特定尺度に客観的
に分類することができるだけでなく、製造工程又は材質に問題があって、金型テ
クスチャがワークピースにうまく複製されないといった、既知のテクスチャ問題
を検知することもできる。
【０００９】 色、触り心地、及び、艶などの重要な要件に特に関連する有用な２つのパラメ
ータがすべての異なるＩＳＯパラメータから選択される。したがって、色、触り
心地、及び艶は、この寸法パラメータに関連し、よりよく制御することができる
。
【００１０】 プロセスモデルを設計することにより、ワークピーステクスチャの所定の測定
のため、加工機械のひとつひとつの加工パラメータを直接測定することができ、
結果として、ツールの調達時間をより短くできる。
【００１１】 本発明の方法によって、表面テクスチャの特定定量化を実現できる。 したがって、従来の主観的な表面テクスチャ特徴抽出方法を置きかえることがで
きる。代わりに、ツール表面と完成品のプラスチック表面との両方における表面
テクスチャの特徴抽出のための客観的方法を実現できる。
【００１２】 本発明の方法に従った二次元の粗さパラメータの使用は、安価で便利な方法で
ある。この測定装置と測定方法は標準化されて、工業上受入れられている。本発
明の方法によれば、異なるツールメーカから新しいツールを購入して、その使用
前にツール品質をチェックすることが、より容易になる。これは大量生産を行う
にあたり重要なことである。
【００１３】 本発明の方法は、プラスチック表面の客観的な定量化を標準化するために開発
されたものである。しかしながら、表面テクスチャを特徴付けるための本発明の
提案方法は、放電加工（ＥＤＭ）された表面の射出成型だけに適応するものでは
ない。これは軽金属や、軽金属の合金などの他の成形材にも適用可能であり、Ｅ
ＤＭによって加工されたツールのテクスチャだけでなく、表面をエッチングされ
たツールのテクスチャについても適用できる。ここで、軽金属とは、アルミニウ
ム、亜鉛、マンガンなどである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の方法は、形状最大高さ（Ｒｚ）と形状平均波長（ＲＳｍ）表面テクス
チャパラメータの組合せに基づく測定に関し、以下に定義されるＩＳＯ ＧＰＳ
標準規格パッケージに係る粗さ計測を通してツールとワークピースの両方のコン
トロールに使用される。ワークピース表面の特定は、２つのラフネスパラメータ
の基準寸法と許容寸法に同時に基づいている。
【００１５】 本発明に係る特定定量化により、色、手触り、および艶に関する特性を制御す
ることが可能である。異なる表面に関しては、その基準寸法と許容寸法は、最終
製品の使用方法に応じて異なる設定となる。様々な許容誤差を設定することによ
って、一連の標準テクスチャを定義できる。様々な標準規格は、ＲｓｍとＲｚの
許容誤差によってそれぞれ定義される。また、標準規格は、求める測定値の数を
定義するものであってもよい。
【００１６】 表面形状は、図１で示され、特定の面によってアイテムの実表面を横断するこ
とにより生じる形状と定義される。実際には、実表面に平行な法線をとる面であ
って、適当な方向の面を選択することが望ましい。
【００１７】 図２において、粗さ形状に関する例が示される。ここで、その形状の最大高さ
Ｒｚが定義される。最大高さは、基準長さ内における、最高の山頂高さと最深の
谷底深さの合計と定義される。
【００１８】 図３において、粗さ形状の例が示される。ここでは、基準長さ内で形状要素幅
（波長）Ｘｓの平均値ＲＳｍが定義される。したがって、ＲＳｍは以下のように
定義される。
【００１９】
【数１】
【００２０】 通常、ＲｚパラメータとＲＳｍパラメータは、表面の異なる位置における多く
の測定値の平均をとったものである。測定値の数は３つ以上であるべきで、望ま
しくは、５つである。当業者は、望む精度と許容できる費用との兼合いで、測定
値の数を変えてもよい。図１に示されるような様々な面で測定値が取られる。
【００２１】 図４には、放電加工表面の表面形状が示されている。ワークピースの表面を測
定し、同時に、ツールの表面を測定して、本発明の特定定量化を用いることによ
り、ワークピーステクスチャを加工パラメータに関連付けるための強力な手段が
実現される。本発明の方法によれば、マシンメーカ間で発生する加工パラメータ
の差に関して現に存在する問題を克服することが可能である。ワークピースとツ
ールの間には数学的関係があるので、完成品の表面テクスチャを予測することが
可能である。従来は、同じマシンに、同じ、設定、電極、ツール材料などが使用
された場合に、同じ表面テクスチャを実現することのみ可能であった。本発明に
よれば、さらに、そのマシンの設定時間が短縮できる。しかしながら、大量生産
においては、数台の異なる放電加工機が必要で、しばしば、それらは異なるサプ
ライヤによって供給され、異なるテクスチャ、光沢、ひけマーク質感などをもた
らす。さらに、最終製品を検査する際にのみ、これらの違いを検出することがで
き、これには、時間も費用もかかってしまう。ツールの表面テクスチャを制御す
ることにより、最終製造品の表面テクスチャを制御することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、表面形状を示す図である。
【図２】 図２は、粗さ形状の例を示す図である。ここで、最大高さＲｚが定義される。
【図３】 図３は粗さ形状の例を示す図である。ここで、ＲＳｍは、例えば、基準長さ内
の５エレメント幅（波長）Ｘｓの平均値として定義される。
【図４】 図４は、放電加工機（ＥＤＭ）表面の表面形状を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 シィヴォラ， マッティ スウェーデン国 クリスティアンシュタッ ト エス−291 47， フェルキンゲヴェ ーゲン 30 Ｂ Ｆターム(参考） 2F062 AA66 CC27 EE01 JJ04 2G059 AA02 BB08 CC03 CC12 EE13 FF01 MM03

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 表面テクスチャの特定定量化が形状パラメータの最大高さ（Ｒｚ）と形状平均
    波長パラメータ（ＲＳｍ）の組合せによって実現されることを特徴とする表面テ
    クスチャの測定方法。
  2. 【請求項２】 前記形状パラメータの最大高さと前記形状平均波長パラメータが、前記表面の
    異なった位置での複数の測定値の平均として求められることを特徴とする請求項
    １に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記測定値の数は、３つ以上であって、望ましくは５つであることを特徴とす
    る請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記表面は、ポリマー表面であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
    に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記表面は、アルミニウム、マンガン、或は亜鉛の表面であることを特徴とす
    る請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記表面は、アルミニウム、マンガン、或は亜鉛のいずれかを含む合金の表面
    であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
  7. 【請求項７】 色、手触り、及び艶に関する特性についての情報が、前記特定定量化によって
    得られることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
  8. 【請求項８】 ツール表面のテクスチャを測定して、特定することにより、完成品の表面テク
    スチャを予測することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記形状パラメータの最大高さ（Ｒｚ）と前記形状平均波長パラメータ（ＲＳ
    ｍ）の組合せに対して基準寸法と許容寸法を特定することにより、一連の標準テ
    クスチャが定義されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の方法
    。
  10. 【請求項１０】 完成品の生産工程による表面テクスチャのバラツキが、前記特定パラメータを
    使用することによって、予測され、修正されることを特徴とする請求項１乃至９
    のいずれかに記載の方法。
JP2001500187A 1999-05-28 2000-05-11 表面テクスチャの測定方法 Withdrawn JP2003500677A (ja)

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