PS 001 2016 WWW.pdf 92 PRZEGLĄD  SPAWALNICTWA       Vol. 88 10/2016 Badania cech powierzchni z wykorzystaniem   optycznych metod skaningowych – wymagania i pomiary  zgodnie z wytycznymi serii PN-EN ISO 25178 The investigations of the surface characteristics by methods of the optical scanning – requirements and measurements according with the guidelines of the PN-EN ISO 25178 Dr inż. Daniel Grochala; mgr inż. Emilia Bachtiak-Radka; mgr inż. Sara Dudzińska – Instytut Technologii Mechanicznej i Mechatroniki. Autor korespondencyjny/Corresponding author: daniel.grochala@zut.edu.pl Streszczenie Zużycie części maszyn zaczyna się od powierzchni. Niekontrolowane zużycie prowadzi do utraty użyteczności technologicznej wyrobów, a nawet ich całkowitego znisz- czenia. Zatem bardzo ważne okazuje się nadanie odpowied- nich właściwości powierzchniom wytwarzanych wyrobów. Równie ważne jak technologia powierzchni staje się jej ba- danie. W przeciągu ostatnich lat pojawiają się normy z ro- dziny ISO 25178 dotyczące specyfikacji geometrii wyrobów i Struktury Geometrycznej Powierzchni (SGP). Najpierw pojawiały się normy związane z metodyką pomiarów oraz sposobem wyznaczania parametrów określających właści- wości technologiczne i eksploatacyjne SGP. Dopiero na sa- mym końcu pojawiła się zasadnicza – pierwsza część normy (ISO 25178-1:2016en), która standaryzuje sposób definiowa- nia i nanoszenia symboliki w dokumentacji konstrukcyjnej i technologicznej. W artykule przybliżono możliwości analizy wybranych grup parametrów SGP z wykorzystaniem optycz- nych metod skaningu, symbolikę stosowaną w zapisie kon- strukcji dotyczącą warunków pomiaru cech funkcjonalnych i technologicznych powierzchni. Słowa kluczowe: badania nieniszczące; mikroskopia konfo- kalna; mikroskopia interferencyjna; struktura geometryczna powierzchni; izotropia powierzchni; chropowatość Abstract The wear of machine parts starts from the surface. Uncontrolled consumption leads to loss of technological pro- ducts properties or even their total destruction. Therefore, it is extremely important to give the appropriate properties of surfaces manufactured. As important as the surface tech- nology becomes is its research. Over the last six years, are develop standards of the ISO 25178 on the specifications of geometry and Geometric Surface Specification (GPS). Inte- restingly, first appeared norms related to the way of defining the parameters defining the technological and operational properties of the GPS. Only at the end there was a funda- mental - the first part of the standard (ISO 25178-1: 2016en), which standardizes the way of defining and marking in the construction and technological. The article show the possibi- lities of analysis of selected groups of parameters GPS using optical scanning methods, the symbolics used in the docu- mentation and the conditions for measuring the technologi- cal surface requirements. Keywords:  non destructive testing; confocal microscopy; interference microscopy; surface geometric structure; surfa- ce isotrophy; roughness Wstęp W badaniach właściwości technologicznych i eksplo- atacyjnych powierzchni wyrobów najpowszechniej wy- korzystuje się metody pomiaru profilometryczne (2D) – rysunek 1 przyrządami stykowymi (z głowicami ślizga- czowymi lub bezślizgaczowymi). Ilość informacji dostęp- na w sygnale rejestrowanym na powierzchni zależna jest od metody pomiarów, możliwości softwarowych przyrzą- du pomiarowego oraz wiedzy i doświadczenia operatora Daniel Grochala, Emilia Bachtiak-Radka, Sara Dudzińska prowadzącego pomiary. W ostatnich latach w analizie sta- nu struktury geometrycznej powierzchni coraz częściej stosowany jest trzeci wymiar. Połączenie w badaniu 3D informacji zbieranych w szeregu równoległych profili po- zwala na określenie bardzo wielu niedostępnych wcześniej właściwości powierzchni. Bada się jej reprezentatywny fragment o określonej długości, szerokości i wysokości. Dzięki temu obiektywnie można oceniać powierzchnię przeglad Welding Technology Review 93PRZEGLĄD  SPAWALNICTWA       Vol. 88 10/2016 odznaczają się niejednorodnością tekstury (tzw. po- wierzchnię anizotropową). Dołożenie jednego wymiaru do analizy sygnału z powierzchni 3D wcale nie spowo- dowało wzrostu stopnia skomplikowania badania o 30%. Uwzględniając dodatkowy wymiar w analizie powierzchni można zaryzykować stwierdzenie, że do trzeciej potęgi wzrósł stopień skomplikowania i ilość kombinacji w opra- cowaniu pozyskanych danych 3D. Wiąże się to w głównej mierze ze stopniem skomplikowania metodyki związanej z akwizycją zbioru punktów powierzchni 3D (różnymi przyrządami) oraz stopniem i mnogością sposobów związanych z obróbką zebranej chmury punktów, a także z wieloraką formą prezentacji otrzymanych wyników. Autorzy w artykule chcą nieco przybliżyć metodykę pomia- rów od nano i mikro chropowatości metodami skaningo- wej interferometrii przesunięcia fazowego, aż po pomiary mezzo chropowatość i błędów kształtu z wykorzystaniem mikroskopii konfokalnej. Pomiary chropowatości 2D są bardzo często i chętnie stosowane w przemyśle do oceny efektywności realizowa- nych procesów technologicznych [1÷3]. Są bardzo łatwe do przeprowadzenia, warunki takich badań zostały zdefiniowa- ne w normach [4÷6]. Ponadto przenośnie urządzenia profilo- metryczne są obecnie stosunkowo tanie i łatwo dostępne. Rolą technika pomiarowego, jest dobór optymalnej metody pomiarowej - ewentualnie zastosowanie metodyki podanej przez technologa zapisanej za pomocą uszczegółowionego symbolu chropowatości zgodnie z normą ISO [6]. Jednakże otrzymane w ten sposób wyniki bywają często obarczone dużym rozrzutem. Dzieje się tak ponieważ wartości para- metrów SGP uzyskane z pomiarów stykowych metodami profilometrycznymi zależne są w dużym stopniu od warun- ków przeprowadzonego pomiaru [7]. Duży wpływ ma wybór miejsca pomiaru, kierunek prowadzenia ostrza odwzorowu- jącego podczas pomiaru, oraz jego geometria i stan. Pomia- ry chropowatości stają się szczególnie trudne w badaniu powierzchni anizotropowych, na których widać więcej niż jeden kierunek nierówności. Takie powierzchnie najczęściej powstają podczas przełomów zmęczeniowych, a także w trakcie obróbki przedmiotów o skomplikowanym prze- strzennie kształcie (formy wtryskowe, matryce lub tłoczniki) poprzez frezowanie, piaskowanie lub ręczne polerowanie. Rys. 1. Pomiar wybranego profilu powierzchni [3] Fig. 1. The measurement of surface profile [3] Pomiary struktury   geometrycznej powierzchni Ze względu na duży rozrzut wyznaczonych wartości parametrów SGP 2D przyjęło się praktykowanie polegają- ce na prowadzeniu pomiarów profilometrami stykowymi zgodnie z zasadą 16%, co najczęściej oznacza koniecz- ność przeprowadzenia większej ilości pomiarów. Taka metodyka postępowania przy ocenie stanu SGP jest nie- stety pracochłonna i wymaga szczególnej staranności od operatora. Pod względem całościowej, obiektywnej oceny przestrzennego stanu struktury geometrycznej po- wierzchni SGP 3D dużo lepsze są optyczne metody ska- ningowe. W budowie optycznych urządzeń do pomiarów topografii powierzchni korzysta się najczęściej ze zja- wisk fizycznych towarzyszących interferencji wybranej długości elektromagnetycznej fali świetlnej (mikroskopia interferencyjna przesunięcia fazowego lub koherentna). Drugim często wykorzystywanym w budowie profilome- trów optycznych zjawiskiem jest efekt ogniskowania i odbicia z powierzchni mierzonego przedmiotu fali elek- tromagnetycznej o określonej długości pochodzącej z szerokiego spektrum światła białego (chromatyczna mi- kroskopia konfokalna) [8]. Określenie parametrów wykorzystywanych do opisu stanu przestrzennego struktury geometrycznej powierzch- ni dopiero od niedawna zostało uregulowane normą ISO [9]. Część prac normalizacyjnych w rodzinie norm ISO 25178 nadal trwa. Oprócz obróbki chmury punktów (w celu wyznaczenia wybranych wartości parametrów SGP 3D) bardzo ważne jest zagwarantowanie dokładnego odwzo- rowania powierzchni mierzonej. Często w trakcie skano- wania powierzchni metodami optycznymi wkrada się sze- reg błędów m.in. tworzenie się pików na krawędziach rys i zagłębień powierzchni, utrata sygnału w miejscu ogni- skowania wiązki świetlnej powodowana obecnością kurzu, śladów korozji lub występowania fazy przejściowej mate- riału, z którego wykonano mierzony przedmiot. W zależno- ści od zadania metrologicznego każdorazowo, metodyka akwizycji chmury punktów powierzchni winna zostać sta- rannie dobrana i szczegółowo opisana. Częściowo warun- ki akwizycji chmury punktów powierzchni regulują normy [10÷11]. Jednak ze względu na obecność na rynku wielu różnych systemów pomiarowych od różnych producentów istotnie różniących się w swych specyfikacjach (powięk- szenia optyczne, wielkości szczelin dyfrakcyjnych i ma- tryc oraz rozdzielczość spektrometrów) może być bardzo ciężko odtworzyć metodykę pomiarów, co z kolei prowa- dzić może do trudności w wyznaczeniu porównywalnych wartości wybranych parametrów SGP 3D. Opis warunków badań przestrzennego stanu struktury geometrycznej po- wierzchni w dokumentacji konstrukcji został uregulowany stosunkowo niedawno [12] – rysunek 2. Skaning powierzchni za pomocą metod mikrosko- pii interferencyjnej OIM [7] umożliwia badania struktur wchodzących w obszar tzw. mikro i nano chropowatości – rysunek 3. Z tak niskimi nierównościami powierzchni na ogół ma się do czynienia przy pomiarach chropo- watości szkieł interferencyjnych, powierzchni robo- czych wzorców długości i kąta. W elektronice tak niskie chropowatości powierzchni na pograniczu skali mikro i nano występują przy produkcji krzemowych nośników w układach mikroprocesorowych a także na powierzch- niach talerzy w dyskach twardych, które pokrywane są warstwą nośnika magnetycznego o grubości kilku mikro- metrów. Metodami mikroskopii interferencyjnej możliwe jest również prowadzenie pomiarów chropowatości powierzchni przykrytych warstwami transparentnymi cieczy lub ciał stałych w postaci szkieł lub przezroczy- stych lakierów. Tego typu mikroskopia często jest wyko- rzystywana w badaniach zwilżalności powierzchni ciał stałych do określania ich właściwości hydrofobowych i hydrofilowych. 94 PRZEGLĄD  SPAWALNICTWA       Vol. 88 10/2016 Rys. 2. Zapis oznaczeń w dokumentacji konstrukcyjnej dotyczący wymagań SGP 3D wg ISO 25178-1:2016en; a) widok przedstawia- jący przykładowy sposób użycia symbolu graficznego, b) skrócony symbol tekstowy z którego wynika, że parametr chropowatości Smr wyznaczony 0.4 µm pod najwyższymi pikami powierzchni powinien mieć wartość powyżej 70%, parametr wyznaczyć po stosowaniu liniowego filtra dolnoprzepustowego S o długości 0.008 mm i linio- wego górnoprzepustowego filtra L o długości 2.5 mm, c) uszcze- gółowiony symbol graficzny nakazujący obróbkę powierzchni przez szlifowanie i honowanie do uzyskania krzyżowej kierunkowości struktury, gdzie dolna granica parametru chropowatości Smr wy- znaczona po filtrowaniu chmury punktów powierzchni filtrami dolnoprzepustowymi o długości 0.025 mm i górnoprzepustowymi kształtu Robust Gauss o długości 8 mm mierzona przy poziomie -0.2 µm pod najwyższym pikiem będzie większa od 60%, powierzch- nia po obróbce powinna zostać rozmagnesowana [12] Fig. 2. Recording of the symbolics in construction documentation of the requirements of the GPS 3D by the ISO 251781:2016en; a) view showing an example of how to use the graphic symbol, b) notation of the short of text characteristic of surface lower limit tolerance, S-L surface, S-filter nesting index = 0,008 mm, the non- default F-operator is a linear filter with nesting index of 2.5 mm, Smr minimum limit value at c-level 0,4 μm = 70%; c) a detailed graph- ic symbol of surface with a manufacturing requirement (ground and honed) and a surface lay requirement, lower limit tolerance, S-F surface, S-filter nesting index = 0,025 mm, the non-default F-operator is a Robust Gaussian filter with nesting index of 8 mm, chosen S-parameter is areal material ratio of the scale limited sur- face, Smr minimum limit value at c-level 0,2 μm = 60% and meas- ured downwards into the surface from the reference plane given by Smr = 5%. The non-default specification of extracted surface is an electro-magnetic surface. [12] Rys. 3.  Zakres i rozdzielczość różnych technik w badaniach SGP [7], AFM – mikroskopia sił atomowych, SCM – mikroskopia konfokalna, SSM – metody skanowania dotykowego, SEM – skaning mikrosko- pami elektronowymi, STM – skaningowa mikroskopia tunelowa, OIM – optyczne metody interferencyjne Fig. 3. The range and resolution of different techniques in the study of the GPS [7], AFM – atomic force microscopy, SCM – confocal microscopy, SSM – touch scanning methods, SEM – scanning elec- tron microscopes, STM – scanning tunneling microscopy, OIM – op- tical interference methods Analiza właściwości technologicznych   i cech funkcionalnych powierzchni Badania parametrów wysokościowych SGP 3D O zużyciu powierzchni, jej adhezji oraz zwilżalności w dużej mierze decydują wysokości nierówności. Po- miar mikrochropowatości dotychczas był utrudniony ze względu na szum przetworników analogowo-cyfrowych (indukcyjne lub piezoelektryczne) używanych w kon- strukcji profilometrów stykowych. Szum ten najczęściej odcinano za pomocą filtra dolnoprzepustowego λs. Chro- powatość badana była w zakresie pomiędzy dolnoprzepu- stowym filtrem λs i górnoprzepustowym λc. Dopiero optyczne metody pomiarowe, bazujące na wy- korzystaniu głowic konfokalnych o niskim poziomie szumu umożliwiają badania topografii powierzchni bez stosowa- nia filtra λs. Zatem do „wglądu” dostępne stały się obszary chropowatości niewidoczne wcześniej. Chromatyczna mi- kroskopia konfokalna jest bardzo wygodną metodą obrazo- wania struktur geometrycznych powierzchni. Do detektora poprzez układ soczewek i szczelin dociera światło o długo- ści fali zogniskowanej wyłącznie w mierzonym punkcie po- wierzchni. Dzięki temu można zachować wysoki kontrast i uniknąć błędów związanych z dyfrakcją i odbiciem świa- tła białego. Metody konfokalne umożliwiają zebranie chmu- ry punktów „dobrej jakości” dla powierzchni przedmiotów wykonanych ze stali i metali nieżelaznych a także tworzyw sztucznych. Precyzyjne ustawienie przedmiotu oraz płasz- czyzny ogniskowania chmury punktów powierzchni umoż- liwiło w Laboratorium Topografii Powierzchni (LTP) Zachod- niopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego (ZUT) w Szczecinie przeprowadzenie pomiarów mikro i mezo chro- powatości powierzchni przedmiotów o dużej porowatości – rysunek 4 [13]. Badano strukturę geometryczną powierzchni spienionego aluminium w miejscu cięcia. Wyznaczono pa- rametry SGP 3D po przecinaniu strumieniem wody, po za- stosowaniu przecinania mechanicznego piłą, przecinania laserowego – rysunek 4a, a także przecinania metodą elek- troiskorową – rysunek 4b. Do badań SGP 3D wykorzystano maszynę Altimet A520 uzbrojoną w czujnik konfokalny CL3 o zakresie pracy do 1.2 mm i rozdzielczości w optycznej osi przyrządu (Z) 60 nm. a) b) Rys.  4. Powierzchnie pianek aluminiowych mierzone w miejscu przecięcia (płaszczyzna XY) [13]: a) laserem, b) techniką EDM Fig.  4. The surfaces of aluminum foams is measured at the in- tersection (plane XY) [13]: a) after laser cutting, b) by the cutting of the EDM Próbki ze spienionego aluminium odznaczały się obec- nością pustych przestrzeni zajmujących dużą objętość. Na- tomiast w przekroju powstałym w miejscu cięcia pojawiały się „mostki” z aluminium, na których widoczne były różne ślady cięcia w zależności od zastosowanej techniki. Most- ki te były stosunkowo wąskie i zajmowały niewielki obszar mierzonej powierzchni. W zakresie czujnika często znajdo- wał siłę materiał aluminiowy stanowiący osnowę pęcherza, którego topografia była odmienna od tej ukształtowanej w płaszczyźnie cięcia XY – rysunek 4. Ze względu na duży 95PRZEGLĄD  SPAWALNICTWA       Vol. 88 10/2016 rozmiar porów i małą szerokość mostków łączących nale- żało skanować duże obszary powierzchni próbki 10 x 10mm z wysoką rozdzielczością zachowując małą prędkość ruchu głowicy. Dobrana metodyka zagwarantowała również mini- malny udział niekorzystnych zjawisk optycznych powsta- jących na krawędziach por – mostek (piki, utrata sygna- łu). Powstałą w ten sposób chmurę punktów opracowano. Wykonano poziomowanie i odcięto wartości progowe, po to aby w wartościach parametrów SGP 3D znalazły się tylko fragmenty powierzchni, pochodzące z mostków. Zarejestro- wane w trakcie badań wartości parametrów SGP 3D wahały się dla Sa od 8.37÷69.5 µm, Sq 13.3÷38.4 µm i Sz 198÷643 µm [13]. Otrzymane wartości parametrów pozwoliły wyłonić najlepszą metodę cięcia, szczególnie przydatną ze względu na warunki technologiczne. Pomiary stopnia izotropii powierzchni O refleksyjności powierzchni, jej zdolności do odbijania światła, jej nośności, a także o zdolności do utrzymywania środków smarnych mówi szereg parametrów związanych ze stopniem izotropii [9]. Taka “funkcionalność” powierzch- ni przedmiotów często bywa nadawana poprzez obróbkę skrawaniem, w której na chropowatość wpływa regular- na geometria narzędzia i warunki kinematyczne procesu. Dokładne oscylacyjne obróbki wykończeniowe takie jak gładzenie i polerowanie, a także obróbki strumieniowo ścierne prowadzą do otrzymania powierzchni bezkierun- kowych – izotropowych o różnych wartościach wysoko- ściowych parametrów SGP. Często otrzymana powierzch- nia gotowego wyrobu jest wynikiem odwzorowania innej powierzchni np. narzędzia. Taka sytuacja ma miejsce podczas formowania odlewów lub podczas kształtowania wyprasek z tworzyw sztucznych w precyzyjnych formach ciśnieniowych. W LTP ZUT poddano badaniom zmiany tekstury powierzchni i stopnia izotropii powodowane hybrydową obróbką łączącą kształtujące frezowanie powierzchni przestrzennych złożonych z wykończe- niowym nagniataniem (plastyczną obróbką wcześniej ukształtowanej powierzchni) [15]. Zbadano jaki wpływ na wyniki SGP 3D ma strategia prowadzenia freza podczas obróbki na twardo przedmiotów wykonanych ze stali X160CeMoV121 ulepszanych cieplnie do twardo- ści 52±2 HRC – rysunek 5. a) b) Rys. 5. Powierzchnie po frezowaniu i nagniataniu z siłą 800N, kulą ceramiczną z ZrO2 o średnicy 10 mm na powierzchni frezowanej z posuwem wierszowania: a) 0.3 mm, b) 0.5 mm [15] Fig. 5. Surfaces after milling and burnishing with the force 800N, with a ceramic ball from ZrO2 with a diameter of 10 mm on the milled surface of the cross feed: a) 0.3 mm, b) 0.5 mm [15] Podczas badań wykorzystano chromatyczny sensor konfokalny CL1. Do badań przyjęto obszar powierzchni o wymiarach 3,0 x 3,0 mm. Eksperymentalnie ustalono roz- dzielczość skanowania wzdłuż osi X na 0.47 µm i 5 µm wzdłuż osi Y co dało 6303 punktów w 601 liniach. Pomiar prawie 3.8 mln punktów dla każdej z powierzchni trwał średnio 1.5 h. Okazało się, że wykorzystanie parametrów izotropowości powierzchni do opisu efektywności obrób- ki – zmiany tekstury powierzchni regularnej, okresowej – na strukturę bezkierunkową (anizotropowej na izotropo- wą) jest bardzo wygodne dla technologa. W ten sposób unika się subiektywnej oceny wytworzonej powierzchni. Dodatkowe kryterium izotropowości połączone z war- tościami wysokościowych parametrów SGP pozwala na bardziej wydajny dobór technologicznych parame- trów obróbki często różnych zabiegów obróbkowych łą- czonych w jednej operacji technologicznej. Okazało się, że podczas badań nie udało się osiągnąć zmiany sta- nu anizotropowej powierzchni frezowanej na izotropo- wy efekt po nagniataniu (stopień izotropowości wyższy od 80%). Zbyt niski efekt był spowodowany zbyt małą wartością przyjętej siły nagniatania (FN=800N) i stosun- kowo niewielkimi odkształceniami plastycznymi stali X160CrMoV121. Otrzymane wnioski dotyczyły również charakteru funkcjonalnego powierzchni i wywodziły się bezpośrednio z przeprowadzonej analizy stopnia izo- tropii powierzchni. Istniało duże prawdopodobieństwo, że wytworzona SGP narzędzia (tłocznika lub matrycy) w początkowym okresie eksploatacji będzie przenoszo- na na powierzchnię wytwarzanych wyrobów powodując ich zmatowienie. Pomiary cech funkcjonalnych powierzchni Jedną z ciekawszych prac prowadzonych w zakresie określenia cech funkcjonalnych powierzchni były badania identyfikujące parametry odznaczające się „najwyższą czułością” i jednocześnie określające związek między gę- stością energii w technologii spiekania proszków metali (Selective Laser Melting SLM) a skrawalnością otrzyma- nego spieku Co-Cr często używanego w dentystyce i pro- tetyce [14] – rysunek 6. a) b) Rys. 6. Widok powierzchni otrzymanej po frezowaniu przedmiotu ze spieku proszku metalu Co-Cr [14]; a) o najmniejszych war- tościach parametrów funkcyjnych (Vm=0.000048; Vv=0.0016; Vmp=0.000048; Vmc=0.00116; Vvc=0.0014; Vvv=0.000198); b) o największych wartościach parametrów funkcyjnych (Vm=0,0000457; Vv=0,0013; Vmp=0,000045; Vmc=0,00087; Vvc=0,0011; Vvv=0,000112) wg PN EN-ISO 25178-2 Fig. 6. View of the surface obtained after milling workpieces from laser melting of the steel Co-Cr [14]; a) the smallest values of the function parameters (Vm = 0.000048; Vv = 0.0016; Vmp = 0.000048; Vmc = 0.00116; Vvc = 0.0014; VVV = 0.000198); b) with the highest values of the function parameters (Vm = 0.0000457; Vv = 0.0013; Vmp = 0.000045; Vmc = 0.00087; Vvc = 0.0011; VVV = 0.000112) according to PN EN-ISO 25178 -2 Na potrzebę prowadzonych badań akwizycję chmury punktów powierzchni prowadzono za pomocą konfokal- nego sensora chromatycznego CL2. Pomiary wykona- no na polach o wymiarach 2x2 mm. Eksperymentalnie ustalono rozdzielczość skanowania w płaszczyźnie XY na 9128x1801 punktów. Pomiar ponad 16.4 mln punk- tów dla każdej z próbek trwał średnio 45 min. Opra- cowanie zarejestrowanej chmury punktów polegało na poziomowaniu powierzchni (płaszczyzną średnią aproksymowaną metodą najmniejszych kwadratów). Wy- znaczano wartości progowe w celu usunięcia błędnie ze- branych punktów (pików) powierzchni, punkty usuwane 96 PRZEGLĄD  SPAWALNICTWA       Vol. 88 10/2016 każdorazowo ustawiono jako wartości niemierzone. Wyznaczano wartości stereometrycznych parametrów chropowatości wg PN EN-ISO 25178-2 (wybranych pa- rametrów wysokości powierzchni, parametrów funkcyj- nych, przestrzennych i cech powierzchni) oraz wartości parametrów funkcyjnych wg EUR 15178N. W całym za- kresie badań (dla wszystkich próbek) nie stwierdzono istotnych różnić pomiędzy pionowymi i poziomymi war- tościami parametrów SGP 3D, co świadczy o stabilności przeprowadzonego procesu skrawania. Dopiero pomiary parametrów SGP 3D, przeprowadzone z bardzo dużą rozdzielczością poziomą i pionową, ukazały w chmu- rze punktów sygnał świadczący o obecności istotnych informacji na temat warunków wytwarzania stopów Co-Cr metodami SLM. Udało się wykazać wyraźny zwią- zek pomiędzy parametrami funkcyjnymi (objętości) i cech SGP (Sdv, Shv oraz Sda i Sha) a objętościową gę- stością energii wiązki lasera dla spieków wykonanych z proszków metalu Co-Cr metodą SLM, które następnie poddano frezowaniu. Podsumowanie i wnioski Zebrane doświadczenie i poczynione obserwacje podczas prac realizowanych w LTP ZUT w Szczecinie na potrzeby przemysłu a także w trakcie licznie realizowanych prac badawczych pozwalają sformułować następujące wnioski. Bardzo rzadko w dokumentacji konstrukcyjnej konstruktorzy i technolodzy korzystają z uszczegółowionych sposo- bów zapisu wymagań stanu oraz sposobu pomiaru SGP. W dużej mierze bierze się to z wciąż jeszcze dynamicznego rozwoju w tym obszarze metrologii (rodzina norm ISO 25178). Analiza topografii niesie ze sobą znacznie więcej informacji. Do ich prawidłowego zinterpretowania potrzeba dużego doświadczenia metrologicznego i wiedzy na temat technologii i przeznaczenia powierzchni, obecnie w obiegu jest łącz- nie ponad 300 parametrów SGP 2D i 3D. Najlepiej aby w tym gąszczu wyboru najlepszego zestawu parametrów dokonał konstruktor wraz z metrologiem i technologiem. Często o właściwościach technologicznych i eksploatacyjnych świadczą wzajemne relacje różnych parametrów SGP. Na przykład śledząc zużycie nie można się ograniczać wyłącznie do analizy wysokościowych parametrów pomijając grupę parametrów cech powierzchni. Wybór głowicy pomiarowej i metodyki pomiaru każdorazowo winien być podparty badaniami wstępnymi. Zmiana jednego z parametrów akwizycji chmury punktów lub czujnika pomiarowego może istotnie wpłynąć na wartości zareje- strowanych parametrów SGP 3D. Obecne normy nie precyzują warunków obróbki zarejestrowanej chmury punktów, metrolog ma dużą swobodę w zakresie kolejności operacji i stosowanych filtracji – co może prowadzić do istotnych zmian wartości zarejestro- wanych parametrów SGP 3D (te różnice mogą sięgać od kilku procent do nawet kilkuset procent). Aby wyniki były po- wtarzalne i odtwarzalne, to postępowanie podczas obróbki chmury punktów każdorazowo powinno zostać dokładnie opisane. Podczas weryfikacji wyników zarejestrowanych przyrządem optycznym za pomocą przyrządu stykowego należy pa- miętać aby zastosować odpowiednią filtrację morfologiczną, której celem będzie symulowanie stanu SGP 3D, tak jak gdyby została zarejestrowana na skutek skaningu ostrzem odwzorowującym o ustalonej geometrii. W przeciwnym wy- padku rozbieżności, które się pojawią mogą sięgać nawet kilkuset procent wartości mierzonych (weryfikowanych) para- metrów SGP. Literatura [1] A. Wypych: Mikrostruktura i właściwości eksploatacyjne inconelu 625 w postaci warstw natryskiwanych cieplnie, Przegląd Spawalnictwa, Vol 83, No 12 (2011), s. 56-58. [2] W. Żórawski, N. Radek: Mikrostruktura i właściwości natryskiwanych naddźwiękowo powłok WC-12Co po obróbce elektroiskrowej, Przegląd Spawalnictwa, Vol 84, No 9 (2012), s. 46-50. [3] J. Górka, R. Skiba: Wpływ procesów cięcia termicznego i strumieniem wody na właściwości i jakość powierzchni ciętych stali niskostopowych o wysokiej granicy plastyczności, Przegląd Spawalnictwa, Vol 85, No 2 (2013), s. 11-18. [4] PN-EN ISO 4287:1999/A1:2010, Specyfikacje geometrii wyrobów. Struk- tura geometryczna powierzchni: metoda profilowa. Terminy, definicje i parametry struktury geometrycznej powierzchni. [5] PN-EN ISO 4288:2011, Specyfikacje geometrii wyrobów (GPS). Struktura geometryczna powierzchni: Metoda profilowa. Zasady i procedury oceny struktury geometrycznej powierzchni. [6] PN-EN ISO 1302:2004, Specyfikacje geometrii wyrobów (GPS). Oznacza- nie struktury geometrycznej powierzchni w dokumentacji technicznej wyrobu. [7] P. Pawlus, M. Wieczorowski, T. Mathia; The errors of stylus methods in Surface topography measurments; Wydawnictwo ZAPOL Sobczyk Sp.j. Szczecin. ISBN 98-78-83-7518-699-4, 2014. [8] M. Wieczorowski; Metrologia nierówności powierzchni metody i syste- my; PPH ZAPOL Szczecin, ISBN 978-83-7518-570-6, 2013 [9] PN-EN ISO 25178-2:2012, Specyfikacje geometrii wyrobów (GPS). Struk- tura geometryczna powierzchni: Przestrzenna – Część 2. Terminy, defini- cje i parametry struktury geometrycznej powierzchni. [10] PN-EN ISO 25178-602:2010, Specyfikacje geometrii wyrobów. Struktura geo- metryczna powierzchni: Przestrzenna – Część 602. Charakterystyki nominal- ne przyrządów bezstykowych (z czujnikiem chromatycznym konfokalnym). [11] PN-EN ISO 25178-603:2013-12, Specyfikacje geometrii wyrobów (GPS). Struktura geometryczna powierzchni: Przestrzenna – Część 603. Charak- terystyki nominalne przyrządów bezstykowych (mikroskopów interfero- metrycznych z korekcją fazy). [12] ISO 25178-1:2016(en), Geometrical product specifications (GPS). Surfa- ce texture: Areal — Part 1. Indication of surface texture. [13] S. Krajewski, J. Nowacki: Structure of AlSi-SiC composite foams Surface formed by mechanical and thermal cutting. Applied Surface Science 327 523-531, 2015 http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2014.11.122. [14] D. Grzesiak, D. Grochała, E. Bachtiak-Radka: Identyfikacja parametrów procesu selektywnego spiekania laserowego stopi Co-Cr na podstawie parametrów topografii powierzchni po frezowaniu, Miesięcznik Nauko- wo Techniczny MECHANIK, 8-9, s.7 01-714; 2015; DOI 10.17814/mecha- nik.2015.8-9.483. [15] E. Bachtiak-Radka, D. Grochała, K. Chmielewski, W. Olszak: Badania izotropii powierzchni frezowanej i nagniatanej na twardo ze stali X160CrMoV121, Monografia pod red. prof. E. Miko, Politechnika Świętokrzyska – Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn – Kielce-Sandomierz, s. 641-653, 2015.