SMACC Labs

Metrology Lab – VTT MIKES

Laadunvarmistus on tärkeässä roolissa myös tulevaisuuden tehtaissa. Mittausten automatisointi ja siirtyminen lähemmäs tuotantoa tai jopa linjalle on tämän hetken selkeä trendi. Automatisointi parantaa mittausten yhtäpitävyyttä ja nopeuttaa laadunvarmistustehtäviä. Se tuottaa myös paljon dataa, jota voidaan hyödyntää tehtaan valmistuksen ohjauksessa, alihankinta- ja varasosaketjuissa eli digitaalisessa laadunhallinnassa.

Ollakseen enemmän hyödyksi kuin haitaksi mittausdatan pitää olla jäljitettävää ja sillä pitää olla tunnettu epävarmuus, joka on kuhunkin mittaustehtävään riittävä. Jäljitettävyys mittauksiin saadaan mittalaiteiden tai tarkastuskappaleiden kalibrointien kautta. Kalibroijan mittalaitteiden on myös oltava jäljitettäviä kansainvälisesti sovittuihin mittayksiköiden määritelmiin. Mittojen kansainvälinen yhtäpitävyys on modernin teollisen toiminnan ehdoton edellytys.

VTT MIKES toimii Suomen kansallisena metrologialaitoksena, joka vastaa kansainvälisen SI-mittayksikköjärjestelmän toteutuksesta Suomessa sekä kansallisen mittanormaalijärjestelmän kehityksestä, ylläpidosta ja valvonnasta. MIKES tarjoaa Suomen tarkimmat mittaukset pituudessa, massassa, paineessa, lämpötilassa, kosteudessa, kaasuvirtauksessa, sähkösuureissa, aika- ja taajuussuureissa, akustisissa suureissa, voimassa ja vääntömomentissa. VTT MIKESin sivuilta löydät lisätietoja palveluistamme: http://www.mikes.fi/palvelut-yrityksille.

VTT MIKESin pituusmetrologian ryhmä on hyvän kansainvälisen tason metrologialaboratorio, joka kalibrointi ja mittauspalvelujen lisäksi tekee metrologian perus- ja soveltavaa tutkimusta sekä teollisuuden tarpeisiin tutkimus- ja asiantuntijapalveluita.

Ydinosaamisalueet

  • Valmistuksen mittaustekniikka:
    • Pituus, halkaisija
    • Kulma
    • Muoto
    • Suoruus
    • Tasomaisuus
    • Pinnankarheus
    • Ympyrämäisyys, lieriömäisyys
    • Koordinaattimittaus
    • Kvantitatiivinen mikroskopia
    • Optiset mittaukset
  • Mittausjärjestelmien suunnittelu ja toteuttaminen, validointi ja jäljitettävyys
  • Mittausten luotettavuuden arviointi, epävarmuus
  • Inline mittausmenetelmät, substitution -menetelmä
  • Geometrinen tuotemäärittely (GPS) ja toleranssit
  • Räätälöidyt koulutustapahtumat

Tilat ja Laitteistot

VTT MIKESin pituusmetrologian ryhmän mittalaitteet sijaitsevat Espoon Otaniemessä ympäristöolosuhteiltaan tarkasti säädetyissä laboratorioissa. http://www.mikes.fi/tutkimus/mikes-talo. Teemme myös kalibrointeja asiakkaiden omissa mittahuoneissa tai valmistuslinjalla mm. työstökoneet, mittaustasot, pituudenmittauskoneet yms.

Tärkeimmät mittalaitteemme ovat:

  • Stabiloidut laserit; Laserien aallonpituus
  • Tarkkuus interferometrit:
    • Mittapalainterferometri
    • Porrasmittapalainterferometri
    • Piirtomittainterferometri
    • 30 m mittarata; mittalatta, mittanauha, laser tracker, takymetri
  • Kulman mittausasema; optiset polygonit, suorakulma, kulma-anturit, vesivaa’at, teodoliitit, takymetrit
  • Halkaisija- ja kierteet
    • Mahr PLM 600-E pituudenmittauskone
  • Ympyrämäisyys, sylinterimäisyys, suoruus, tasomaisuus
    • Taylor Hobson Talyrond ympyrämäisyyden mittalaite
    • Taylor Hobson Talyrond 262 lieriömäisyyden mittalaite
    • Agilent 5519A; suoruus ja kulma muutokset
    • Zygo GPI Fizeau tasomaisuusinterferometri
  • Pinnanmuodon mittalaiteet
    • Taylor Hobson Form Talysurf series 2; pinnankarheus ja muoto
    • Bruker GTK Valkoisenvalon pyyhkäisymikroskooppi; topografia
  • Koordinaattimittaukset
    • Mitutoyo Legex 9106 koordinaattimittakone
    • Mitutoyo Hyper Quickvision Pro, videokoordinaattimittauskone
    • Mitutoyo MF-B4020C työkalumikroskooppi
  • Kvantitatiivinen mikroskopia
    • Atomivoimamikroskooppi PSIA XE-100
    • Pyyhkäisyelektronimikroskooppi LEO SUPRA-35

Research project: Measurement method validation & traceability

Machine design researchers of Aalto and Rollresearch Ltd. needed validation for inline multiprobe cylindricity measurement method for large rolls.

MIKES characterized probes and made uncertainty estimation and validation for the method.

This co-operation led to metrologically solid cylindricity measurement system.

More information:

Widmaier T, Hemming B, Juhanko J, Kuosmanen P, Esala V-P, Lassila A, Application of Monte Carlo simulation for estimation of uncertainty of four-point roundness measurements of rolls, Precision Engineering 2017 48, doi:10.1016/j.precisioneng.2016.12.001.

Solution for inline measurement problem

Customer had a manufacturing problem with an axle. Machined coning angle of the axle was not behaving as it should.

MIKES planned a method and provided traceable transfer standard with which machinist could measure accurately the coning angle in the turning machine.

Oy MTG-Meltron Ltd  – Quality problem with molded parts

Oy MTG-Meltron Ltd is providing LED based lightning solutions for their customers. They had problems with a mould provider. The end product didn’t work as planed, but the source of the problems was unclear.

MIKES studied the problem and made AFM measurements of the products: Pitch, sidewall angle, corner rounding and side wall roughness. The measured data were then used in simulations.

The results were used in negotiation with the subcontractor.

Verification of machining centre

A precision engineering work shop bought new high accurate machining centre.

In order to guarantee specified accuracy performance it was agreed that MIKES will measure NAS or other test  pieces. During acceptance several NAS pieces were manufactured and machine performance was fine tuned to specified performance.

As result factory got what they paid for -> an high accuracy machining centre.