Lichtbanden lezen

25-07-2019

De vlakheid van een gelept onderdeel verifiëren we met een optisch planglas en een monochromatische lichtbron. Hiermee kunnen we lichtbanden aflezen. Maar wat zijn lichtbanden en hoe lees je ze af?

Wat zijn lichtbanden?

Lichtbanden vormen zich bij gebruik van een planglas en een monochromatische lichtbron, het is een goedkope maar precieze manier om de vlakheid van een onderdeel te bepalen. Het monochromatisch licht waarop onderstaande diagrammen gebaseerd zijn, komt van een natrium lamp. Deze lamp sluit alle kleuren uit, behalve oranje.

Eén golflengte van deze lichtbron meet 0,589 micron (ook wel micrometer of µm). Slechts de helft van de golf wordt gebruikt bij deze meetmethode, waarmee de meeteenheid komt op 0,295 micron. De donkere banden zichtbaar onder het planglas zijn geen lichtgolven, maar interferentielijnen veroorzaakt door de brekingshoeken van de twee oppervlakken (planglas en werkstuk). Deze donkere banden gebruiken we om de vlakheid te meten.

De maateenheid 0,295 micron duidt op de afstand tussen het midden van een donkere band en het midden van de volgende donkere band, het oppervlak van het werkstuk is 0,295 micron gestegen of gedaald ten opzichte van het planglas.

N.B. Het planglas moet altijd nauwkeuriger zijn dan het oppervlak dat gemeten wordt.

Hoe lees je lichtbanden?

Interpreteren van de interferentiebanden is vrij eenvoudig. De illustraties laten enkele basisvariaties zien van een absoluut vlak oppervlak en hoe hieruit een specifieke vlakheid is op te maken.

Om lichtbanden af te lezen moet het gelepte onderdeel schoon en droog zijn én reflecteren. Hoe dichter het planglas op het werkstuk ligt, hoe breder de lichtbanden zullen zijn. Veel fijne lichtbanden zijn een teken van stof of vuil tussen het planglas en het werkstuk, waardoor een correcte interpretatie bemoeilijkt wordt.

Bepalen of een onderdeel concaaf of convex is
Bepalen of een onderdeel concaaf of convex is

B. Banden die naar de duim toe draaien duiden op een convex (bol) oppervlak.  

H. Terwijl banden die bij druk van de duim wegdraaien van de duim af, op een concaaf (hol) oppervlak wijzen.

Voorbeelden van vlakheidsinterpretatie

De afbeeldingen 1 t/m 6 zijn voorbeelden van lichtbandlezingen op een rechthoekig werkstuk. Rechte, parallelle, evenredig uit elkaar liggende lichtbanden geven optimale vlakheid aan. Zodra de werkstukken minder vlak zijn (concaaf of convex) krommen de lichtbanden meer.

In alle gevallen is de basis van vergelijkingen een denkbeeldige lijn die raakt aan de lichtband en evenwijdig loopt aan de contactlijn tussen het werkstuk en het planglas. Het aantal lichtbanden dat door de raaklijn wordt doorsneden, geeft de afwijking weer van de werkelijke vlakheid.

Lichtbanden lezen bij rechthoekige stukken
Lichtbanden lezen bij rechthoekige stukken

Rechthoekige stukken

1. Rechte, parallelle en evenredig verdeelde lichtbanden geven aan dat het oppervlak perfect vlak is, binnen 0,0254 micron.

2. De lichtbanden krommen niet genoeg, waardoor de raaklijn niet een volledige lichtband kruist. De kromming van de lichtbanden is gelijk aan de helft van de afstand tussen twee lichtbanden ofwel 0,147 micron verwijderd van perfect vlak.

3. De raaklijn doorkruist één volledige lichtband, ofwel 0,295 micron verwijderd van perfect vlak.

4.De raaklijn doorkruist twee lichtbanden ofwel 0,589 micron verwijderd van vlak.

5. De raaklijn doorkruist één volledige lichtband ofwel 0,295 micron verwijderd van vlak.

6. De golvende curve geeft aan dat er een verhoging of verlaging loopt langs lijn B-B én langs lijn C-C van 0,295 micron in beide gevallen, zoals aangeduid in sectie A-A. Daaronder is een simpel voorbeeld van het topografische kaart-effect van de monochromatische lichtbron en het planglas te zien, om sectie A-A te illustreren (het omgekeerde is ook mogelijk).

Lichtbanden lezen bij ronde stukken
Lichtbanden lezen bij ronde stukken

Ronde stukken

7. Rechte parallelle lichtbanden geven aan dat het oppervlak perfect vlak is binnen één miljoenste van een inch.

8. De denkbeeldige raaklijn doorkruist de lichtband direct erboven. Dit geeft aan dat de zijden één lichtband te laag zijn, ofwel 0,295 micron.

Onjuist leppen

Lichtbandlezingen zijn een zeer waardevolle manier om te controleren op leptechniek, verhouding lepmedium en slijpmiddel, materiaal.

Lichtbanden die buiten de buitenranden van het werkstuk vallen, geven afgeronde randen aan. Dit kan veroorzaakt worden door onjuist polijsten, een onjuiste verhouding lepmedium en slijpmiddel of een te grote neerwaartse druk. Een vallen en breken of onderbrekingen in het lichtbandenpatroon is een teken van een lage plek in het gelepte werkstuk. Een langere lepcyclus is mogelijk nodig, ondanks dat het merendeel van het oppervlak rechte parallelle lijnen toont.

Convexe of concave stukken
Lichtbanden lezen bij convexe of concave stukken

Convexe en concave oppervlakken

De illustraties zijn voorbeelden van overdreven convexe en concave onderdelen. Als het werkstuk convex is, zal druk op de rand ervoor zorgen dat het planglas op het werkstuk rolt en het centrum van het bullseye-lichtbandenpatroon zal naar het drukpunt verschuiven. Als het werkstuk concaaf is, zal druk ervoor zorgen dat het planglas de vorm van het werkstuk beter overneemt en zullen de lichtbanden verbreden en verminderen in aantal.

Een bullseye-lichtbandenpatroon is altijd te zien bij een sferisch oppervlak, of dit nu concaaf of convex is. De hoge en lage punten bevinden zich onder het ronde contactpunt.

Wilt u meer informatie over het aflezen van lichtbanden? Onze lepspecialist helpt u graag verder op weg. Of het nu gaat om het volledig opleiden van beginners of een opfriscursus voor gevorderden: alles is mogelijk.

Ik wil graag meer informatie over vlakheidsbepaling