Måling i en dynamisk verdenTeknologiudvikling og anvendelse af ny teknologi i verde-nen omkring os stiller krav til udvikling af nye måleteknik-ker og tilpasning af metrologien. Det var temaet for årets Metrologidag, hvor indlæg fra såvel industri som forskere og Godkendte Teknologiske Serviceinstitutter (GTS) foku-serede på temaet ”Measurements in a dynamic world”.

Fremtidens komplicerede udviklings- og produktionsprocesser vil næppe blive mindre dynamiske. På den baggrund har Forsknings- og Innovationsstyrelsen under Uddannelses- og Forskningsministeriet i perioden 2016-2018 finansieret et resultatkontraktprojekt, der har til formål at sikre opbygning af metrologividen hos fremtidens teknikere. Projektet understøtter udvikling af uddannelsesmateriale til brug for erhvervsakademier, professionshøjskoler og lignende, og tager sigte på den praktiske anvendelse af måleteknik, databehandling og usikker-

hedsangivelser ved laboratorieaktiviteter. Det er projektets mål at sikre en grundlæggende indsigt og viden om laboratoriearbejde, sporbarhed og dokumentation af måleresultater i kommende generationer af teknikere fra uddannelserne.

Information om metrologi undervisningsmaterialer kan findes på projektets hjemmeside www.metrologi.dk samt påwww.bedreinnovation.dk/undervisning-i-metrologi#sthash.estHlwz7.dpbs

Den årlige Metrologidag arrangeres i et samarbejde mellem DANAK, DELTA, DFM, DI, FORCE Technology og Teknologisk Institut.

Metrologi Nyt udgives med støtte fra Uddannelses- og Forskningsministeriet.

Juni 2016

Metrologi nyt DANIAmet Or gan i s a t i on fo r dan s k me t ro log i

ALLE INDLÆGGENE FRA

METROLOGIDAGEN 2016 KAN HENTES PÅ WWW.DANIAMET.DK

Metrologi Nyt | Juni 2016

Metrologi Nyt | Juni 2016

Metrologi for 3D-printLonnie Ulrich Andersen fra Teknologisk Institut fortalte på Metrologidagen om metrologi for 3D-print. 3D-print er en teknologi, der har været brugt til proto-typing i mange år, men de seneste par år er man begyndt at tale om 3D-print som en reel produktionsteknologi.

Udviklingen fra at være en teknologi der bruges ved produktudvikling og af virksomhedernes forsknings- og udviklingsenheder til at være en teknologi, der skal bruges til produktion af kommercielle produkter, har medført, at der stilles større krav til kvalitetssikring og kvalitets-kontrol af de 3D-printede emner samt de processer, man bruger.

Selv om 3D-print som produktionsteknologi medfører nye udfordrin-ger i forhold til kvalitetssikring, så er der ikke umiddelbart brug for udvikling af nye måletekniske teknologier. De processer, der bruges ved 3D-print, kan måles på ved brug af den måleteknik, vi har i dag indenfor fx temperatur, flow og masse. Den største udfordring er, at man endnu ikke har identificeret og specificeret de processer og komponenter, man har brug for at kontrollere og måle på for at sikre en robust og stabil produktion. Fx er det råmateriale, man bruger ved 3D-print af metalemner et pulver, som normalt bliver brugt indenfor konstruktion (byggebranchen) eller til fremstilling af produkter lavet af keramik, og hverken brugere eller leverandører har viden i forhold til, hvordan pulveret kan optimeres til 3D-print. I dag ved man ikke med sikkerhed hvilke egenskaber eller mål, der er mest kritiske i forhold til 3D-print-processen. En tættere dialog mellem virksomheder, der arbejder med 3D-print og de måletekniske laboratorier, ville gavne en konstruktiv udvikling indenfor området og resultere i, at man kunne identificere og prioritere de måletekniske udfordringer, ved at anvende 3D-print som en værdifuld produktionsplatform for danske virksomheder.

Der er dog en teknologi, som har vist sig at være ekstremt brugbar i forhold til geometrisk opmåling af 3D-printede emner, og det er CT (Computed Tomografi). Ved at CT-scanne et 3D-printet emne kan man lave geometrisk opmåling af både indre og ydre strukturer uden at skære i emnet eller på anden måde deformere det. Det måletekni-ske behov kan dækkes selv om 3D-print giver stor frihed i designet og ofte omfatter små produktserier.

” EN TÆTTERE DIALOG MELLEM VIRKSOMHEDER, DER ARBEJDER

MED 3D-PRINT OG DE MÅLETEKNISKE LABORATORIER, VILLE GAVNE EN

KONSTRUKTIV UDVIKLING INDENFOR OMRÅDET OG RESULTERE I, AT MAN

KUNNE IDENTIFICERE OG PRIORITERE DE MÅLETEKNISKE UDFORDRINGER, VED AT

ANVENDE 3D-PRINT SOM EN VÆRDIFULD PRODUKTIONSPLATFORM FOR DANSKE

VIRKSOMHEDER.”

Fakta3D-print kaldes også ”Additive Manufacturing” og er en teknologi, hvor man ud fra en digitaliseret tegning (en såkaldt CAD-model) og ved at bruge lag-på-lag processer bygger sit emne op i 3D. Dette giver stor frihed i forhold til design og funktionsoptimering, som ikke ses ved mere traditionelle fremstillingsteknologier. Mere information om 3D-print på Teknologisk Institut kan findes på: http://www.teknologisk.dk/ydelser/additive-manufacturing-3d-print/introduktion/22691?cms.query=3d+print

CT (Computed Tomografi) er en måleteknik baseret på røntgen, hvor man sender røntgen igennem sit emne, og optager 2D-røntgenbilleder mens emnet roterer. De mange 2D-billeder bliver ved hjælp af algoritmer transformeret til en 3D-visualisering af emnet, en digitaliseret punktsky, som fremviser alle former og strukturer. En stor fordel ved at bruge CT til geometriske opmålinger er, at man kan se både indre og ydre struk-turer, og at man meget hurtigt kan sammenligne det reelle produkt med den digitaliserede tegning (CAD-model) og derved finde formfejl, man normalt ikke kan finde med mere traditionelle måleteknologier. Mere information om CT-scanning på Teknologisk Institut kan findes på: http://www.teknologisk.dk/ydelser/emneopmaaling/ct-scanning/22671,4

Matteo Calaon, DTU MEK presented Optical metrology for precision manufacturing. The importance of metrology is proportional to how far it helps other technologies to improve. Innovations in nanotechnology propose ap-plications integrating micro and nanometer structures fabricated as master geometries for final replication on polymer substrates.

Dimensional and geometrical metrology is required to establish traceability of measuring results as an integrated part of product characterization to enable definition of product tolerance ranges. An overview of optical metrology applications in the field of precision manufacturing of polymer micro and nano components is presented. The injection molding process window of polypropylene was validated using a metrological approach for the production of a microfluidic substrate figure 1a. The dimensional accuracy of micro-channels that are 48 mm wide and 110 mm deep and the quality surface topography replication (surface roughness from 30 to 360 nm) were investigated using noncontact measuring instruments, such as an optical coordinate measuring machine and a white light inter-ferometer respectively. The effect of the dimensional scale range on the micro-nano feature replication was evaluated, and it was found to be the dominant parameter if compared with the effect of the other process related parameters investigated (melt and mold temperatu-res and injection speed) [1].

The second study addresses one of the key challenges in the product quality control of transparent structured polymer substrates: The replication fidelity of sub-μm structures over large areas. Additionally, the work contributed to the development of new techniques focused on in-line characterization of large nanostructured surfaces using scat-terometry. In particular an approach to quantify the replication fidelity of high volume manufacturing processes such as polymer injection molding is presented. Both periodic channels and semi-spherical structures, figure 1b, were fabricated on nickel shims used for later injection molding of Cyclic-Olefin-Copolymer (COC) substrate, where the sub-µm features were ultimately transferred. The scattero-metry system was validated using calibrated atomic force microscopy (AFM) measurements and a model based on scalar diffraction theory was employed to calculate the expected angular distribution of the reflected and the transmitted intensity for the nickel surfaces and structured COC respectively [2].

Figure 1: Produced replicas of functional polymer substrates in the micrometer and sub-micrometer dimensional range. a) White light interferometry scanning on two selected regions on polymer microfluidic system; b) AFM imaging of distributed polymer structures and deterministic polymer structures.

Optical metrology for precision manufacturing

Metrologi Nyt | Juni 2016

[1] G. Tosello et al., Characterization and analysis of micro-channels and sub-micrometer surface roughness of injection molded microfluidic systems using optical metrology, Plastics, Rubber and Composites: Macromolecular Engineering, 2012, Vol. 41, No. 1, pp. 29-39.

[2] M Calaon et al. Replication fidelity assessment of large area sub-µm structured polymer surfaces using scatterometry, Journal Surface Topography: Metrology and Properties, 2015 Vol. 3, Issue 4, pp. 12..

Gasmålinger i blod Torben H. Jensen fra Radiometer Medical ApS fortalte på Metrologidagen om pCO2 gasmålinger i blod på ABL90 FLEX PLUS.

Når en patient bliver bragt ind på akutafdelingen med brystsmerter, åndedrætsbesvær eller andre sygdomme, som kræver behandling straks, er Radiometers apparater klar til at lave avancerede diagnosti-ske analyser på blodprøver.

Det kassettebaserede ABL90 FLEX PLUS apparat kan måle 17 para-metre på prøver helt ned til 65 μl på bare 35 sekunder. ABL90 FLEX PLUS apparatet tilbyder et kompakt design, som er velegnet til fx intensivafdelinger, hvor kravet er hurtige prøvesvar på små prøve-mængder, så der kan handles hurtigt i kritiske situationer.

Den indbyggede automatiske kvalitetskontrol med dedikerede QC-løsninger kører også løbende systemanalysekontroller og iværksætter korrigerende handlinger, når det er nødvendigt.

Torben H. Jensen viste med eksempler, hvordan pCO2 målingerne er sporbare til certificerede referencematerialer fra the National Institute of Standards and Technology (NIST).

Rundt om i verden måles der 6 blodprøver pr. sekund på et apparat fra Radiometer. Det svarer til, at der hvert år verden over måles på 189.216.000 prøver med blodanalysatorer fra Radiometer.

ABL90 FLEX PLUS blodgasapparatet måler 17 kritiske parametre fra en

blodprøve.

Metrologi Nyt | Juni 2016

Optisk metrologi for måling af overfladerPoul-Erik Hansen fra DFM fortalte på Metrologidagen om optiske måle-metoder, der bruges til at bestemme formen af overflader, og hvorledes de optiske målemetoder havde udviklet sig, siden de blev opfundet.

Foredraget var delt op i to dele: 1. traditionel optisk mikroskopi, der er

kendetegnet ved at have opløsning, der er begrænset af lyset bølgelængde.

2. moderne optisk mikroskopi, som ikke har denne begrænsning.

Hos DFM anvendes den traditionelle optiske metrologi til en lang række overflademålin-

ger, såsom måling af ruheder og højde på et emne. Derudover er metoden DANAK-ak-krediteret og bruges som sporbar reference i kalibreringsøjemed. Endvidere anvendes teknikken til forskellige forskningsprojekter og rådgivningsopgaver.

Den moderne optiske metrologi bruges in-denfor mikro- og nanoteknologi til at studere overflader med en opløsning, der er mindre end lyset bølgelængde. Da man ikke direkte kan måle så små dimensioner med lys, laver man en matematisk analyse af et optisk bil-lede for at få opløsning frem. Den matema-tiske analyse består typisk i at beregne et teoretisk billede, som sammenlignes med det målte billede. Når der er overensstem-melse har man fundet en løsning. Teknik-ken er meget hurtig og præcis for simple overflader, hvorfor det ofte anvendes som inline proceskontrol. DFM samarbejde med

industrielle partnere om at gøre teknikken mere brugervenlig og målrettet den danske industri, som består af mange SMV’er, der ikke har specialister ansat.

DFM er Danmarks nationale måletekniske institut og besidder den højeste målekompe-tence i Danmark indenfor en række centrale målestørrelser. DFM’s kalibreringsydelser indenfor disse målestørrelser er akkrediteret af DANAK efter ISO 17025 standarden og omfattet af en global multilateral anerkendel-sesaftale, CIPM-MRA. DFM har et kvalitets-system certificeret af DS efter ISO 9001 standarden.

Yderligere info: www.dfm.dk

Metrologi Nyt | Juni 2016

Standardisering på høreapparat- områdetGert Ravn, DELTA fortalte om standi-sering på hørreapparatområdet. IEC TC29 (Electroacoustics) arbejdsgrup-pen WG13 arbejder med standarder for høreapparater. Arbejdsgruppen har i juni 2016 35 medlemmer. Tid-ligere omfattede arbejdet primært standarder for måling af akustisk performance, men i takt med at høre-apparater er blevet mere komplekse produkter, som tillige er medicinsk udstyr, er standardiseringsomfanget blevet udvidet.

Moderne høreapparater kender forskel på tale og støj og ændrer forstærkningsegen-

skaber afhængig af input signalernes karakter og lydstyrke. IEC 60118-15 ”Methods for characterising signal processing in hearing aids with a speech-like signal” er et af de seneste eksempler på udviklingen inden for høreapparatstandarder.

Traditionelt er høreapparaters forstærkning blevet målt med sinustoner (lineær), men høretabets u-lineære natur og signalbehand-lingen i moderne høreapparater gjorde det nødvendigt at udvikle et nyt testsignal med taleegenskaber. International Speech Test Signal (ISTS) er udarbejdet fra optagelser af kvindestemmer på Arabisk, Engelsk, Fransk, Tysk, Mandarin og Spansk. Optagelserne er blevet niveautilpasset og randomiseret, så de kan benyttes som målesignal.

Det er imidlertid ikke alt, der kan måles/standardiseres. Lyttetest benyttes i stigende

omfang til vurdering af algoritmer i høreap-parater. Der kan laves optagelser med HQ-multikanal optageudstyr. Via en head- and torsosimulator afspilles optagelserne gennem høreapparater med forskellige indstillinger og algoritmer. Herefter kan et trænet lyttepanel af hørehæmmede vurdere præferencer for de forskellige typer signalbehandling.

Også trådløse funktioner og internettekno-logi integreres i moderne høreapparater og øger kompleksiteten. Udviklin-gen drives i stort omfang af de danske aktører på området – Oticon, GN Re-sound og Widex, som har næsten halvdelen af det globale salg af høreapparater.

Metrologi Nyt | Juni 2016

”LYTTETEST BENYTTES I STIGENDE OMFANG TIL

VURDERING AF ALGORITMER I HØREAPPARATER.”

Returadresse: DELTA, Venlighedsvej 4, 2970, Hørsholm

10.-15.7 Conference on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM) 2016, Ottawa, Canada

21.-24.8 INTER.NOISE 2016, Hamburg, Germany

5.-7.9 4th CIE Expert Symposium on Colour and Visual Appearance, Prague, Czech Republic

5.-9.9 22nd International Conference on Acoustics (ICA), Buenos Aires, Argentina

15.9 ERFA-vægte, DELTA, Hørsholm

19.-23.9 Simposio de Metrología 2016, Santiago de Querétaro, México

20.-21.9 WELMEC WG2, Göttingen, Tyskland

26.-29.9 MMC 2016 – International conference on Metrology for Meteorology and Climate,

Madrid, Spain

27.-29.9 29th Board of Directors Meeting, LNE, Paris, France

6.-7.10 BoD Working Group for Capacity Building: Annual Meeting 2016, NSAI, Dublin, Ireland,

Capacity BuildingBoD Working Group Capacity Building

13.-14.10 TC-Electricity and Magnetism (TC-EM) Annual Meeting 2016, BEV, Austria

17.-18.10 TC-Length (TC-L) Annual Meeting 2016, VSL, Delft, Netherlands

26.-27.10 WELMEC WG7, Warszawa, Polen

November ERFA-software, DELTA, Hørsholm

22.11 ERFA-vægte, DELTA, Hørsholm

24.11 Strategies in Light Europe, London, United Kingdom

7.12 8th EANNORM WORKSHOP, Stockholm, Sweden

Aktivitetskalender 2016Metrologidagen 2016Metrologidag 2016 blev afholdt d. 20. maj på DTU i Kgs. Lyngby. Hovedtemaet for Metrologidagen var ”Masurements in a dynamic world”. Metrologidagen arrangeres af DANIAmet i samarbejde med Dansk Industri, DANAK, DFM, DELTA, FORCE og Teknologisk Institut. Alle præsentationer fra Metrologidag 2016 kan hentes på www.daniamet.dk.

Metrologi Nyt udgives af DANIAmetMetrologi Nyt formidler nyheder fra DANIAmet’s medlemmer og giver indblik i betydningen af den metrologiske indsats i Danmark.

Indlæg og adresseændringer sendes til clm@clm.dk eller til: Metrologi Nyt, DELTA, Venlighedsvej 4, 2970 Hørsholm.

Redaktionen forbeholder sig ret til at forkorte indsendte tekster.

Oplag 1.100 stk. Derudover udsendes Metrologi Nyt som elektronisk nyhedsbrev.

Tilmeld dig nyhedsbrevet på www.daniamet.dk.