塗層與漆面的表面特性在許多產品中扮演著重要角色，因為它們對視覺外觀、防腐蝕性能以及抗物理損傷能力具有顯著影響。有關表面平整度或因機械應力而產生的表面變形資訊，是進行優化改進的基礎。
這些資訊可用於更有效地控制摩擦、將磨損降至最低、增強對外部影響的抵抗力、改善導電性、確定未來塗裝工藝的品質參數，或探討螺紋連接中特定塗層工藝的極限。在此，光學測量方法作為非接觸式且無損的分析與測試方法，幾乎可應用於所有材料——特別是對於敏感表面。
德國奧芬堡應用科技大學機械與製程工程學院的 Alfred Isele 教授（工程學碩士）及其團隊，正在研究有機防腐系統及其他塗層對螺紋連接的影響。 此項研究的動機在於確保受測組件及其連接處的耐用性。這些組件安裝於機器、汽車、重型機械或例如風力發電機等設備中，須在嚴苛的環境條件下，於整個使用壽命期間（通常為二十年或更長）持續可靠地運作。因此，組件的螺紋連接必須長期保持緊固，同時在接觸面處不得損壞表面塗層或漆面，以確保達到所需的防蝕效果。
防蝕塗層對螺絲
連接的影響
「未塗裝零件之間的連接行為，與塗裝零件之間的連接行為有所不同」
金屬表面在沒有中間層的情況下直接接觸，而螺絲連接會壓縮塗裝部件中的中間層。這會導致微米級別的微小變形，儘管幅度微小，卻對連接產生關鍵影響。這將在多年的使用及防鏽保護過程中，削弱連接品質，即螺絲的鎖緊力。
德國奧芬堡應用科技大學正針對這些連接點的表面行為，以及在特定條件下（圖 1）所產生的預緊力變化與變形進行研究，以確定諸如溫度或載荷水準等極限值。
非接觸式表面測量是關鍵
常用的輪廓測量法是一種採用金剛石探針元件的接觸式表面測量方法。「遺憾的是，對於我們的測試而言，這種方法有兩個缺點，」伊塞勒教授遺憾地表示。「逐點接觸式測量速度相當緩慢，而且每次測量只能獲得一張截面圖像。然而，由於防腐塗層會因應用情境而產生層厚波動，單張截面圖像不足以進行定量評估。 因此，我們需要一種能夠全面測量表面的測量程序。此外，接觸式輪廓測量法的另一項缺點在於，探針與樣品表面的幾何形狀總會受到一定程度的磨損。」
另一方面，諸如白光干涉測量等光學方法，能夠在不接觸且無磨損的情況下進行大面積表面檢測，不僅測量時間短，且重現性極高。
TopMap Polytec 的測量系統還具備極高的垂直解析度，且不受視野範圍影響。此外， 採用同心光學系統的解決方案，可透過單次成像（無需拼接測量區域）即可擷取大面積區域，從而捕捉更多細節（圖 2）。Polytec TopMap
多虧了白光干涉術，一切盡收眼底
TopMap 系列的白光干涉儀具備寬廣的垂直行程範圍，並能在非接觸式測量平整度、階梯高度及平行度時，提供奈米級的分辨率。其同心光學系統甚至能測量陡峭的階梯，例如鑽孔中的階梯。 「其操作簡便性與使用者友善的評估選項也令我們印象深刻」，伊塞勒教授補充道。開放式的軟體架構更讓使用者能夠編程常規任務，或自行設定使用者介面。
然而，該測量系統不僅適用於實驗室環境，亦可應用於生產現場。這項測量技術整合於防塵且具減震功能的測試站中，可直接在機加工車間運作，例如在汽車產業的鈑金生產鏈中：車輛的高品質外觀在很大程度上取決於塗裝品質。TopMap 能提供用於檢查整個塗裝過程及最終檢驗前外觀特徵的數據。 在此，透過大面積測量所得的表面粗糙度，可作為評估塗裝品質及後續外觀的品質參數。
