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LABORATORIO DE REFERENCIA PARA MEDIR
NANÓMETROS
Carl Zeiss redefine una
vez más los límites de la tecnología de
medición por contacto y óptica
Carl Zeiss ha inaugurado recientemente en Oberkochen (Alemania)
un nuevo laboratorio de metrología equipado con máquinas
tope de gama, donde será posible medir micras y nanómetros
con la máxima precisión. Al ser un laboratorio
de referencia, su función principal consistirá
en calibrar máquinas de medición ZEISS, patrones
y mediciones para clientes externos. Este laboratorio también
será una sala de demostraciones para equipos de ultra
precisión. Los especialistas trabajan allí con
las mejores máquinas desarrolladas por Carl Zeiss y bajo
unas condiciones muy especiales. La temperatura ambiente del
laboratorio, controlada por su propio sistema de aire acondicionado,
no se debe desviar más de 0,1º de la temperatura
ideal de 20º Celsius. El laboratorio de metrología
en su totalidad ha sido acreditado año tras año
por DKD (Servicio Alemán de Calibración) como un
centro de medición con trazabilidad.
Aquí es donde se establecen los estándares de la
medición tridimensional.
Una máquina de medición por coordenadas ZEISS UPMC
Ultra se utiliza para calibraciones y mediciones de altísima
precisión ya que tiene una incertidumbre de unas pocas
décimas de micra.
La última tridimensional implantada en el laboratorio
ha sido una F25 de Carl Zeiss. Esta máquina se emplea
en la medición de componentes de micro-sistemas, ya que
cuenta con una precisión de nanómetros. Su estructura
cinemática de máximo rendimiento, combinada con
un sistema de medición ultrapreciso, logran una incertidumbre
de medición por debajo de los 250 nanómetros y
con una resolución de tan solo 0,25 nanómetros.
A modo comparativo, si colocamos un objeto de 0,25 nanómetros
de espesor junto a un cabello humano (0,15 milímetros)
y ampliamos el objeto hasta conseguir el espesor del pelo, el
correspondiente cabello ampliado el mismo número de veces
sería de 90 metros de espesor.
Utilizando fuerzas de palpado mínimas, esta resolución,
junto con un control óptimo de los accionamientos lineales,
permite mediciones por contacto incluso en agujeros menores a
un milímetro de diámetro. Las mediciones ópticas
también son posibles con la F25. La cámara de visión
ViScan®, incluida de serie en el equipo, combinada con una
lente procedente de un microscopio ZEISS tope de gama, se utiliza
como un sensor óptico para realizar las mediciones 2D.
Estas ópticas, que han sido optimizadas para una máxima
profundidad de campo y poseen una distorsión mínima,
aseguran unos resultados de medición precisos con máxima
resolución en luz reflejada y transmitida.
El laboratorio también dispone de un perfilómetro-rugosímetro
de alta gama Surfcom 5000, con un sistema de palpado mediante
interferómetro láser que ofrece una resolución
de tan solo 0,30 nanómetros.
"En general, dos tipos de
clientes hacen uso de este laboratorio especial", comenta
Christoph Discher, Responsable del Laboratorio de Calibraciones
de Carl Zeiss en Oberkochen. "Uno sería aquel que
requiere verificar una pieza especial o calibrar patrones. El
otro trae sus piezas a una de nuestras máquinas tridimensionales
porque quieren ver por sí mismos el potencial real de
estos equipos". Además de clientes, los empleados
del Instituto Nacional Alemán de Metrología (PTB)
son visitantes frecuentes en Oberkochen. Los especialistas en
metrología de Carl Zeiss han trabajado durante mucho tiempo
con el PTB. De hecho, están actualmente cooperando en
la verificación del gran potencial de la máquina
tridimensional F25.
El PTB, como organización independiente, utiliza patrones
de referencia para confirmar plenamente las especificaciones
de precisión en la medición de micro-piezas. Con
esta máquina de medición, Carl Zeiss rompe la barrera
mágica de 0,1 micras en tecnología de medición
por contacto. En otras palabras, Carl Zeiss ya está utilizando
palpadores para medir en dimensiones muy por debajo de los 100
nanómetros.
Carl Zeiss también ha desarrollado sus propios estándares
y patrones para calibrar máquinas de medición,
los cuales se corresponden con los patrones de referencia nacional
del PTB. Por ejemplo, el procedimiento de calibración
por multi-esfera para la F25 es un desarrollo propio de ZEISS
y se incluye de serie en cada entrega de la máquina. Ello
permite que la F25 mida siempre de forma exacta. Al fin y al
cabo, todas las micro-piezas, como los diminutos componentes
de instrumentación médica, los taladros dentales,
el suero salino o las piezas para los sistemas de inyección
de los vehículos deben funcionar con una fiabilidad extrema.
Carl Zeiss también ha desarrollado el patrón de
referencia para la industria de la tomografía computerizada
La Metrotomography®. Por ejemplo, el patrón
de barras multiesféricas para el tomógrafo computerizado
METROTOM® se calibra en la máquina tridimensional
High-end UPMC Ultra.
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