Calibrazione di strumenti di misurazione ottici: startup di Kaiserslautern sviluppa corpi di prova

Il team di Opti-Cal (da sinistra a destra): Prof. Dr. Georg von Freymann, Dr. Matthias Eifler, Julian Hering e Prof. Dr. Jörg Seewig. (Foto: Koziel/TUK)

Per fornire dati precisi, gli strumenti di misura devono essere calibrati regolarmente. A questo scopo aiutano i corpi di prova, chiamati Normali, che forniscono valori di riferimento e quindi valutano la precisione dello strumento di misura. Anche nelle tecniche di misurazione che operano su superfici, che sono poco diffuse a causa della loro normazione ancora incompleta, sono necessari i Normali. Uno di questi è stato sviluppato da ricercatori di Kaiserslautern. Con esso è possibile calibrare strumenti di misura (come i microscopi) che verificano, ad esempio, microstrutture sui componenti. Il team commercializza la propria tecnologia con il nome di "Opti-Cal GmbH". Inoltre, consiglia e forma le aziende nella scelta degli standard appropriati e offre soluzioni specifiche.

"Non è insolito che, misurando la stessa provetta, cinque dispositivi identici dello stesso produttore forniscano valori leggermente diversi", cita il dottor Matthias Eifler, amministratore delegato di Opti-Cal GmbH, come esempio. Per evitare ciò il più possibile, vengono utilizzati durante la calibrazione i corpi di prova, che fungono da riferimenti appropriati.

Un campo relativamente nuovo è la tecnologia di misurazione ottica nel microambito. Negli ultimi anni molto è stato fatto nella ricerca: "Le superfici dei componenti sono ad esempio dotate di proprietà funzionali", dice Julian Hering, responsabile dello sviluppo di Opti-Cal GmbH. La loro microstruttura è progettata in modo tale da ridurre, ad esempio, l’attrito e l’usura.

Per verificare queste strutture sono necessarie tecniche di misurazione adeguate, come microscopi speciali, e standard universalmente validi. È già in fase di elaborazione una norma di riferimento per la calibrazione (DIN EN ISO 25178-700) che dovrebbe presto entrare in vigore. Tuttavia, i ricercatori di Kaiserslautern offrono già ora una soluzione. "Abbiamo sviluppato un Normale che permette la calibrazione secondo la futura norma", dice Eifler.

Si tratta di un corpo di prova su cui sono applicate sei diverse microstrutture in quattro dimensioni differenti. Va da strutture a rille a forma di stella fino a reticoli incrociati con superfici di 100 per 100 fino a 800 per 800 micrometri. "In totale ci sono 24 campi di misura. Con queste forme è possibile una calibrazione completa degli strumenti", dice Hering. "Con un microscopio si possono coprire ingrandimenti da 5 a 100 volte."

I due ricercatori dell'Università Tecnica di Kaiserslautern si sono resi indipendenti con questa tecnologia e hanno fondato la loro azienda Opti-Cal insieme ai professori Dr. Georg von Freymann e Dr. Jörg Seewig. Oltre al loro corpo di prova (Normale universale) e alle formazioni, offrono alle aziende la possibilità di sviluppare corpi di prova specifici per ogni applicazione. Inoltre, consigliano i loro clienti nella scelta del corpo di prova e del processo di calibrazione appropriati.

I due giovani imprenditori sfruttano l’esperienza dei loro rispettivi ambiti di insegnamento: il team del professor Seewig, nel campo della ingegneria meccanica e della tecnologia dei processi, è specializzato nello sviluppo di modelli di corpi di prova nel microambito tramite simulazioni al computer, mentre il gruppo di lavoro del professor von Freymann, nel campo della fisica, realizza questi modelli con la stampa 3D micro mediante la cosiddetta litografia laser a due fotoni.