Normpartikel – Další generace v 3D

Matice

Test- a normální částice se v posledních letech staly v mnoha oblastech techniky nepostradatelnými. Jejich spektrum použití zahrnuje například validaci technické čistoty, zkoušky chování elektronických komponent při zkratových poruchách nebo chování částicových nečistot v systémech s kapalinami. Dosud byla klasifikace částic omezena výhradně na jejich délku, a to z důvodu výroby. S nově vyvinutým výrobním procesem je nyní možné specifikovat částice ve všech třech rozměrech a to s výrazně přesnější tolerancí.

Nový výrobní proces vznikl v rámci výzkumného projektu financovaného Spolkovým ministerstvem hospodářství a energie, který se zaměřoval na vývoj a testování zkušební metodiky («fault injection testing») pro systémy E/E za účelem zajištění pravděpodobnosti selhání během fáze vývoje produktu. Cílem jednoho z dílčích projektů bylo vytvořit typ částic, který je specifikován ve všech třech rozměrech, překračujících dosavadní jednorozměrné charakteristiky, a jejichž výrobní tolerance výrazně překračuje dosavadní hranici +/- 50 µm. Během dvouletého vývojového období se podařilo dvěma projektovým partnerům, společnostem Spies Lasertechnik GmbH a BIDAG Technologies GmbH & Co. KG, vytvořit odpovídající dvoustupňovou metodu, jejíž pomocí bylo možné výrazně překonat původně stanovené cíle.

V první fázi procesu jsou částice předřezány do matice. Díky maticové uspořádání částic během řezání již v této fázi výroby dochází k první předběžné frakci, což umožňuje výběr vhodných parametrů pro následující kroky. Druhá fáze zahrnuje chemickou úpravu částic a přesné třídění na kusy. Během této úpravy jsou dříve laserem řezané částice nejprve jednotlivě, poté redukovány na požadované rozměry a nakonec chemicky očištěny a leštěny. Touto metodou je možné poprvé přesně vyrábět normální částice ve všech třech rozměrech – délce, šířce a výšce. Výška částic je realizovatelná v krocích po 50 µm, počínaje minimální výškou 100 µm. Délka a šířka částic jsou naopak volně určitelné. S aktuálním vývojovým stupněm jsou dostupné částice z hliníku, nerezové oceli a mědi. Další materiály budou přidány v rámci dalšího vývoje. Výrobní tolerance stanovená během plánování projektu na +/- 20 µm byla díky dvoustupňové výrobě snížena na +/- 10 µm. Ve srovnání s původními testovacími částicemi umožňují takto navržené částice díky jejich trojrozměrnému tvaru a přesným tolerancím výrazně širší spektrum použití. To zahrnuje zejména testy v oblastech, kde je například třeba přesně překlenout vzdálenosti v mikrometrech nebo sledovat chování průtoku v úzkých kanálech, přičemž další faktory mají být co nejvíce minimalizovány. Jako příklad je zde uvedeno testování chování při zkratu elektronických komponent. Kromě toho existuje řada dalších možností využití v různých sektorech. Od svého uvedení na začátku roku jsou částice úspěšně používány v odvětvích, jako je automobilový průmysl, optický průmysl nebo zdravotnictví. Vzhledem k tomu, že nový výrobní proces umožňuje téměř libovolné rozměrové dimenze částic, doporučuje se předem konzultovat jejich rozměry a materiál s experty z BIDAG Technologies GmbH & Co. KG, kteří od začátku roku nabízejí tyto 3D částice na trhu. Vysoká poptávka a řada pozitivních zpětných vazeb od uživatelů v terénu již potvrzují potřebu a široké možnosti využití přesných trojrozměrných normálních částic.