Messtaster für ultrapräzise Koordinatenmessgeräte

Applikationsgebiete für den Triskelion-Messtaster sind den Angaben zufolge vor allem der Bereich der Mikrotechnik und der Halbleiterproduktion sowie das produzierende Gewerbe, das einen ständig steigenden Grad an Präzision durch zunehmende Genauigkeit, Geschwindigkeit und Funktionalität der Messtaster fordert. Seine Anwendungen findet der neue Messtaster in ultra-präzisen 3D-Koordinatenmessgeräten (CMM = Coordinate Measurement Machine) im Mikro- und Nanobereich.

Schlüsselelement Messtaster

Das Schlüsselelement eines Koordinatenmessgerätes ist der Messtaster, heißt es weiter. Nach dreijähriger Forschungsarbeit im Rahmen des europäischen Forschungsprojektes Production4µ präsentiert IBS Precision Engineering nun ein ganz neues Design für ein Messtastersystem: das flache Blattfeder-Design. Eine kleine kugelförmige Fühlerspitze aus Rubin mit 0,5 mm Durchmesser, die als Kontaktkugel bei den Messungen dient, befindet sich auf einem ultradünnen und steifen Taster.

Der Messtaster selbst sitzt, so IBS weiter, auf einer Platte, die über drei flache Blattfedern mit dem Sensorgehäuse verbunden ist. Diese Anordnung erlaube es dem Taster, sich in vertikaler Richtung zu bewegen und in den zwei horizontalen Achsen zu kippen.

In der Platte befinden sich drei Scheiben, die als Messreferenz für die drei kapazitiven Sensoren dienen. Beim Messen selbst wird die Auslenkung der Fühlerspitze durch das Messobjekt auf die Scheiben übertragen, deren Auslenkung in x-, y- und z-Richtung von den Sensoren erfasst wird. Der Triskelion-Messtaster besitzt in jeder der drei Messachsen x, y und z einen Messbereich von 10 µm.

Messtaster ohne Klebetechniken verbunden

Zum Erhöhen der Langzeitstabilität besteht das Triskelion-System aus Werkstoffen mit niedriger thermischer Ausdehnung, führt IBS aus. Der gesamte Messtasterkörper besteht aus Invar (Eisen-Nickel-Legierung mit anomal kleinem Wärmeausdehnungskoeffizienten), der Taster selbst dagegen aus Wolframcarbid. Der Messtaster setze sich aus einem Minimum an Bauteilen zusammen, die ohne Klebetechnik oder andere instabile Verfahren miteinander verbunden seien.

Die bewegliche Masse des Messtasters betrage nur 160 mg. Daher drücke die Fühlerspitze mit der sehr geringen Anpresskraft von 0,5 mN (oder weniger) auf das Messobjekt und beeinflusst die Messung kaum.

Zusätzliche Taster und Fühlerspitzen mit Radien zwischen 0,08 und 0,25 mm sind auf Anfrage beim Hersteller erhältlich.