Antastkraft

Insbesondere beim Messen weicher Materialien wie Kunststoff oder Aluminium mit konventionellen (taktil-elektrischen) Tastern mit Tastkugeldurchmessern kleiner als 1 mm treten jedoch unter Umständen bleibende Verformungen und somit Beschädigungen des Werkstücks auf (Abb. 62). Die für die Messung von Mikroteilen eingesetzten Spezialtaster weisen Tastkugeldurchmesser von einigen 10 µm auf. Hierdurch wird das Problem der Berührung des Messobjekts verschärft, da die Antastkraft auf eine sehr kleine Fläche wirkt. Außerdem werden die Taster beim taktilen Messen in der Größenordnung der Teiletoleranz ausgelenkt, um ein sicheres Auffinden der Werkstückoberfläche oder das Kontakthalten im Scanningbetrieb bei akzeptabler Messgeschwindigkeit zu gewährleisten. Bei hohen Messgeschwindigkeiten und starken Unebenheiten des Werkstücks wird die Mindestauslenkung oft um ein Vielfaches überschritten und es werden somit höhere Antastkräfte verursacht.

Bei der Antastung werden sowohl die Tastkugel als auch das Messobjekt verformt. Die zunächst punktförmige Berührung geht durch die Verformung entsprechend der Elastizität der Werkstoffe in eine flächenförmige Berührung über. Eine bleibende Verformung wird vermieden, wenn die zulässige Flächenpressung (Hertz’sche Pressung) nicht überschritten wird [1]. Die praktisch auftretenden bleibenden Verformungen sind jedoch immer kleiner als die ursprüngliche Eindringtiefe der Kugel. Bei weichen Materialien wie Kunststoffen oder Aluminium sind die Eindringtiefen erheblich größer, weshalb hier auch das größte Risiko für bleibende Verformungen besteht. Zusätzliche Kräfte, die die Verformung vergrößern, entstehen durch das abrupte Aufschlagen der Tastkugel beim punktförmigen Antasten. Eine ausreichend exakte Vorausberechnung der eventuell bleibenden Verformung ist wegen der vielen nicht exakt bekannten Parameter nicht möglich. Bei Tastkugeldurchmessern kleiner als 1 mm ist erfahrungsgemäß eine experimentelle Untersuchung der resultierenden Beschädigungen zu empfehlen.