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Materialien

Die Wahl des richtigen Kugel- und Schaftmaterials für die gegebene Messaufgabe ist von grundlegender Bedeutung.

Renishaw bietet Tastereinsätze aus den verschiedensten Materialien an, so dass für jede Messanwendung der optimale Tastereinsatz gewählt werden kann.

Tastkugelmaterial

Rubin

Tastereinsatzkugel aus Rubin

Rubin, eines der härtesten bekannten Materialien ist ein optimales Kugelmaterial für die meisten Standardanwendungen. Synthetischer Rubin besteht zu 99% aus reinem Aluminiumoxid, das bei 2000 °C unter Anwendung des Verneuil-Verfahrens auskristallisiert (in Form von „Boules“).

Diese „Boules“werden dann zugeschnitten und durch schrittweises Bearbeiten in eine perfekte Kugelform gebracht. Rubinkugeln besitzen eine außergewöhnlich glatte Oberfläche, sind äußerst druckbeständig und verfügen über eine sehr hohe mechanische Korrosionsbeständigkeit.

Für die große Mehrheit der Anwendungen sind Kugeln aus Rubin am geeignetsten. Dennoch gibt es zwei Anwendungssituationen, in denen Kugeln aus anderen Materialien vorzuziehen sind:

Zum einen beim Hochleistungs-Scanning von Aluminiumteilen. Da die beiden Materialien gegenseitige Anziehungskräfte ausüben, kann ein unter dem Namen „Adhesive wear“ (Abnutzung durch Haften) bekanntes Phänomen eintreten, welches dazu führt, dass sich Aluminiumpartikel der Aluminiumoberfläche auf der Kugel ablagern. In diesen Fällen empfiehlt es sich, mit Siliciumnitrid zu arbeiten.

Und zum anderen beim Hochleistungs-Scanning von Werkstücken aus Gusseisen. Die Wechselwirkung zwischen beiden Materialien kann einen Verschleiß der Rubinkugeloberfläche bewirken. In diesen Fällen empfiehlt sich die Verwendung von Zirkonoxid.

Siliziumnitrid

Tastereinsatzkugel aus Siliziumnitrid

Die Eigenschaften von Siliziumnitrid kommen denjenigen von Rubin sehr nahe. Siliziumnitrid ist ein sehr hartes und äußerst verschleißfestes Keramikmaterial, das sich zu perfekten Kugeln formen lässt. Seine Oberfläche lässt sich extrem glatt polieren.

Siliziumnitrid wird nicht von Aluminium angezogen und weist daher nicht den Verschleißeffekt von Rubinkugeln in derartigen Anwendungen auf. Allerdings weist Siliziumnitrid einen bedeutenden Abrasionseffekt beim Scannen von Stahloberflächen auf, so dass der Anwendungsbereich dieses Materials auf Aluminium beschränkt bleiben sollte.

Zirkoniumdioxid

Tastereinsatzkugel aus Zirkonoxid

Zirkonoxid ist ein besonders festes Keramikmaterial mit einer Härte und einem Verschleißverhalten, das dem von Rubin nahe kommt. Seine Oberfläche macht es zu einem idealen Material für das Scannen von Gusseisenkomponenten.

Schaftmaterialien

Stahl

Tastereinsatzmaterial Stahl

Schäfte aus nichtmagnetischem Edelstahl werden hauptsächlich für Tastereinsätze mit Kugeln oder Spitzen mit einem Durchmesser von 2 mm oder mehr und einer Länge von bis zu 30 mm verwendet. Innerhalb dieser Maße bieten einteilige Stahlschäfte ein ideales Verhältnis von Steifheit und Gewicht, und das bei angemessenem Kugel/Schaft-Abstand und ohne Beeinträchtigung der Steifheit durch ein Verbindungselement zwischen Schaft und Gewindeaufnahme.

Hartmetall

Tastereinsatzschaftmaterial Hartmetall

Schäfte aus Hartmetall eignen sich zum Erzielen einer maximalen Steifheit, entweder bei kleinen Schaftdurchmessern im Fall von Kugeldurchmessern von 1 mm und weniger oder für längere Schäfte bis zu 50 mm. Bei höheren Werten könnte deren Masse problematisch werden und die Steifheit aufgrund einer Abweichung/Verschiebung an der Verbindungsstelle zwischen Schaft und Aufnahme eingebüßt werden.

Keramik

Tastereinsatzschaft aus Keramik

Bei Kugeldurchmessern von über 3 mm und Längen von über 30 mm bieten Keramikschäfte eine mit Stahl vergleichbare Steifheit, sind jedoch bedeutend leichter als Schäfte aus Hartmetall. Tastereinsätze mit Keramikschäften verleihen Ihrem Taster einen höheren Kollisionsschutz, da der Schaft bei einer Kollision zerbersten wird.

Kohlefaser

Tastereinsatzschaftmaterial Kohlefaser

Tastereinsätze aus Kohlefaser wiegen rund 20% weniger als Tastereinsätze aus Hartmetall und eignen sich somit für lange Tastereinsätze. Die thermische Stabilität bietet ebenfalls Vorteile, insbesondere bei sehr langen Tastereinsätzen. Aus diesem Grund ist Kohlefaser auch in Produktionsumgebungen einsetzbar.

Aluminium

Tastereinsatzschaftmaterial Aluminium

Ein Material mit einer sehr geringen Masse und daher prinzipiell für Verlängerungen geeignet; allerdings, aufgrund der thermischen Ausdehnung, nur in gleichbleibender klimatisierter Umgebung einsetzbar.

Titan

Tastereinsatzschaftmaterial Titan

Titan ist im Vergleich zu Aluminium thermisch stabil, hat eine gute Biegesteifigkeit und verfügt außerdem über eine geringe Masse. Aufgrund dieser Eigenschaften eignet sich Titan sehr für lange Verlängerungen.

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