Edmund Optics® nutzt sowohl eigene Cookies als auch Cookies von Drittanbietern, um die technischen Funktionen auf der Website zu optimieren. Hier erfahren Sie mehr darüber, wie wir Cookies verwenden.

  • Mein Konto
  •   
Tipps & Downloads / Anwendungshinweise / Optik / Was heißt Oberflächenqualität?
Was heißt Oberflächenqualität?
Edmund Optics GmbH

Was heißt Oberflächenqualität?

Surface Quality Inspection

Die Oberflächenqualität einer optischen Komponente ist ein Maß für die Oberflächenfehler, die durch die Fertigung oder Handhabung verursacht werden. In den meisten Anwendungen zur Bildgebung oder Lichterfassung wirken sich diese Fehler kaum auf die Gesamteigenschaften des Systems aus; Meist kommt es nur zu geringfügigen Verschlechterungen des Durchsatzes und einer leichten Erhöhung des Streulichts. Es gibt jedoch bestimmte Oberflächen, die für solche Fehler empfindlicher sind, beispielsweise Oberflächen in Bildebenen, weil diese Fehler sich dort im Brennpunkt befinden und Oberflächen die hohen Intensitäten ausgesetzt sind, weil diese Fehler zu einer stärkeren Energieabsorption und zur Beschädigung der Optik führen können. Die Oberflächenqualität wird nach folgenden Standards spezifiziert:

  • ANSI/OEOSC OP1.002-2009 für Optiken und elektrooptische Instrumente –optische Elemente und Baugruppen – äußere Mängel*
  • ISO 10110-8:2010 Optik und Photonik – Anfertigung von Zeichnungen für
    optische Elemente und Systeme – Teil 7: Toleranzen von Oberflächenfehlern*
  • ISO 14997:2003; Optik und optische Instrumente –
    Testmethoden zur Erkennung von Oberflächenfehlern von optischen Elementen
  • MIL-PRF-13830B; Allgemeine Spezifikation zur Fertigung, Montage und Inspektion von optischen Komponenten für Feuerleiteinrichtungen

*Die kundenspezifischen optischen Komponenten von Edmund Optics können entsprechend diesen Normen gefertigt werden.

Edmund Optics verwendet zur Bewertung der Oberflächenqualität das in den USA am häufigsten eingesetzte Verfahren: Die Eigenschaftenspezifikation der US-Militärnorm MIL-PRF-13830B, welche "Scratch- und Dig"-Werte entsprechend den dort beschriebenen kalibrierten Standards verwendet. Diese Spezifikation definiert die Größe der Kratzer und Vertiefungen; sie legt Richtlinien für die zulässige Anzahl jedes Fehlers in Abhängigkeit von der Größe der Komponente und deren Scratch- und Dig-Wert fest.

Die Scratch- und Dig-Werte sind zweistellige Zahlen ohne Maßeinheit, die in der Regel durch einen Bindestrich getrennt sind. Zuerst wird die Zahl der Kratzer angegeben, danach die Zahl der Vertiefungen. Ermittelt werden diese Zahlen durch visuellen Vergleich der Helligkeit der Kratzer und der Durchmesser der Vertiefungen mit kalibrierten Standards, wobei für die Komponente und den Standard jeweils die in der Leistungsspezifikation vorgeschriebenen Beleuchtungsbedingungen eingehalten werden müssen. Die angegebenen Scratch- und Dig-Werte geben an, dass die Komponente keine Kratzer besitzt, die heller, bzw. keine Vertiefungen, die größer sind, als die entsprechenden Zahlen des kalibrierten Standards.

Der Scratch-Wert ist eine der folgenden festgelegten Zahlen: 10, 20, 40, 60 oder 80, wobei die Helligkeit der Kratzer von 10 bis 80 zunimmt. Dies ist keine exakte Messung, sondern nur eine Orientierung, inwieweit die Kratzerhelligkeit einer Komponente mit der kalibrierten Kratzerhelligkeit des Standards übereinstimmt. Der Dig-Wert dagegen ist eine Messgröße: Der Durchmesser der größten Vertiefung der Komponente in 1/100 Millimeter. Damit hat eine Komponente mit einer Vertiefung von 0,4 mm Durchmesser den Dig-(Vertiefungs-)Wert 40 hat, eine Komponente mit einer Vertiefung von 0,2 mm Durchmesser den Dig-Wert 20 usw. (siehe Abb.1).

An illustration of scratch-dig evaluation
Bild 1: Erläuterung zur Bewertung der Scratch- und Dig-Werte

Sobald die Scratch- und Dig-Werte ermittelt sind, wird die maximal zulässige Zahl der Fehler wie folgt bestimmt:

Kratzer

Die Summe der Längen aller Kratzer der maximalen Scratch-Stufe (LSN), darf ein Viertel des Durchmessers der Optik nicht übersteigen. Bei nicht-runden Optiken sollte der Durchmesser eines Kreises mit einer der Optik vergleichbaren Fläche verwendet werden.

(1)$$ \sum{L_{\text{SN}}} < \frac{∅}{4} $$

 

Vertiefungen

Die Gesamtzahl der größten zulässigen Vertiefungen (N) darf ein Zwanzigstel des Durchmessers nicht übersteigen.

(2)$$ N = \frac{∅}{20} $$

 

Die Summe der Durchmesser aller Vertiefungen (d) darf maximal der doppelten Zahl der zulässigen maximalen Vertiefungen (N) multipliziert mit dem festgelegten Dig-Wert (D) entsprechen.

(3)$$ \sum{d} \leq 2 \cdot N \cdot D $$

 

Eine Optik mit einem Durchmesser von 100 mm und einer Oberflächenqualität von 60-40 darf nach den oben erwähnten Einschränkungen mehrere "Scratch 60"-Kratzer mit einer Gesamtlänge von maximal 25 mm aufweisen. Sie darf maximal 5 Vertiefungen mit 0,4 mm Durchmesser (Dig-Wert 40) aufweisen, die Summe der Durchmesser aller Vertiefungen darf maximal 4 mm betragen.

Optiken mit Scratch-Dig-Werten von 80-50 entsprechen der Standardqualität, 60-40 sind Präzisionsqualität und 20-10 sind hochpräzise Optiken.

War dieser Inhalt nützlich für Sie?

Manufacturing, surface, and material specifications are often confusing. Let EO decode the puzzle of optical specifications with this application note containing brand-new content and illustrations.

Durch die richtige Reinigung Ihrer Optiken kann die Qualität beibehalten und die Lebensdauer verlängert werden. In diesem grundlegenden Anwendungshinweis erfahren Sie alles über die besten Reinigungsmethoden.

Sind Sie unsicher, wie Sie Optiken richtig behandeln? Wir möchten Sie daran erinnern, was Sie NICHT tun dürfen: Tipps finden Sie in diesem Video.

Benötigen Sie Hilfe bei der Auswahl der richtigen Produkte? Haben Sie Fragen zu Ihrer Anwendung? Nehmen Sie Kontakt mit uns auf und lassen Sie sich von unseren Experten beraten.

Angebot erwünscht?

Edmund Optics Facebook Edmund Optics Twitter Edmund Optics YouTube Edmund Optics LinkedIn Edmund Optics Instagram



×