VDI 5582-2011 Preparation and cleaning of mould inserts and specimens to ensure reliable quality control measurements in the production chain of precision glass moulding.pdf

1、 ICS 25.040.40, 25.120.10 VDI-RICHTLINIEN November 2011 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE Vorbereitung und Reinigung von Formeinstzen und Proben fr qualittssichernde Messungen in der Produktionskette des Przisionsblankpressens Preparation and cleaning of mould inserts and specimens to ensure reliable qual

2、ity control measurements in the production chain of precision glass moulding VDI 5582 Ausg. deutsch/englisch Issue German/English Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this guideline shall be taken as authori-tative. No guarantee can be given with respect to t

3、he English translation. VDI-Gesellschaft Produktion und Logistik (GPL) Fachbereich Produktionstechnik und Fertigungsverfahren VDI-Handbuch Produktionstechnik und Fertigungsverfahren, Band 2: Fertigungsverfahren VDI/VDE-Handbuch Fertigungsmesstechnik VDI/VDE-Handbuch Optische Technologien Vervielflti

4、gungauchfrinnerbetriebliche Zwecke nicht gestattet /Reproductionevenforinternalusenot permittedZu beziehen durch /Available atBeuth Verlag GmbH,10772 BerlinAlle Rechte vorbehalten /Allrightsreserved Verein DeutscherIngenieuree.V., Dsseldorf2011Frhere Ausgabe:11.10 EntwurfFormeredition:11/10DraftInha

5、lt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 Einleitung . 2 1 Anwendungsbereich . 2 2 Laborbedingungen . 3 3 Probenvorbereitung fr die Reinigung . 3 3.1 Methoden zur Feststellung des Verschmutzungsgrads 3 3.2 Behandlung der Reinigungswerkzeuge 3 3.3 Notwendiger Reinheitsgrad 4 4 Reinigungsmittel . 4 4.1

6、Eigenschaften verschiedener Reinigungsmittel 4 4.2 Eignung der Reinigungsmittel fr verschiedene Materialien . 4 4.3 Nutzung der Reinigungsmittel in Abhngigkeit vom Verschmutzungsgrad . 4 5 Reinigung 6 5.1 Nutzung von Hilfsmitteln fr die Reinigung . 6 5.2 Reinigungsmethoden 7 6 Probenaufbewahrung . 9

7、 Schrifttum 10 Preliminary note . 2 Introduction 2 1 Scope . 2 2 Laboratory conditions 3 3 Preparation of the specimen for cleaning 3 3.1 Methods of determining the degree of contamination . 3 3.2 Handling of cleaning tools . 3 3.3 Necessary cleanliness . 4 4 Detergents . 4 4.1 Attributes of differe

8、nt detergents . 4 4.2 Suitability of the detergents regarding the different materials . 4 4.3 Use of detergent depending on the degree of contamination . 4 5 Cleaning . 6 5.1 Use of auxiliary tools for cleaning . 6 5.2 Cleaning methods . 7 6 Storing of the specimen . 9 Bibliography . 10 B55EB1B3E14C

9、22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04 2 VDI 5582 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2011 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die d

10、es Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wah-rung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenzbedingungen (www.vdi-richtlinien.de), die in den VDI-Merkbltte

11、rn geregelt sind, mglich. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Preliminary note The content of this guideline has been developed in strict accordance with the requirements and rec-ommendations of the guideline VDI 1000. All rights are reserv

12、ed, including those of reprint-ing, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this guideline without infringement of copyright is permitted subject to the licensing con-ditions specified in the V

13、DI Notices (www.vdi-richtlinien.de). We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this VDI Guideline. Einleitung Diese Richtlinie ist im Rahmen des EU-Projekts Production for Microtechnology P4“ entstan-den. Das Przisionsblankpressen optischer Elemente erfordert hochprzise Messun

14、gen in Kontrollschlei-fen zur Qualittssicherung, speziell im iterativen Prozess der Formenherstellung. Sowohl die Form-einstze selbst als auch abgeformte optische Test-elemente werden Przisionsmessungen von Form und Oberflche unterworfen. blicherweise wer-den dabei die folgenden fnf Messprinzipien a

15、n-gewandt: taktile ultraprzise Koordinatenvermessung (Messtaster) abtastende Weilichtinterferometrie Tastschnittmessungen 3 interferometrische Formprfung Deflektometrie Zur Sicherung der optischen Qualitt des Produkts ist es wichtig, die Zuverlssigkeit und Vergleich-barkeit der Ergebnisse der Przisi

16、onsmessungen in der Produktionskette sicherzustellen. Insbesondere kommt dabei der Reinigung der zu testenden opti-schen Elemente oder Formeinstze eine besondere Bedeutung zu. Diese Richtlinie beschreibt eine standardisierte Prozedur zur Reinigung optischer Elemente und Formeinstze und gibt Empfehlu

17、n-gen fr die Umweltbedingungen bei Messungen entlang der Produktionskette. Introduction This guideline has been developed within the framework of the EU project Production for Mi-crotechnology P4“. The precision glass moulding of optical elements requires highly precise quality control loop mea-sure

18、ments especially in the iterative process of mould design. The mould inserts as well as moulded optical test elements are subject to preci-sion measurements of form and surface. Usually the following five measurement principles are ap-plied in the metrology system: tactile ultra precise coordinate m

19、easurement (stylus) scanning white-light-interferometry single axis scanning stylus probe 3 interferometric form testing fringe reflection deflectometry To ensure the optical quality of the product, it is of primary importance to ensure the reliability and comparability of the precision measurements

20、 in the production chain. Especially the cleaning of the optical elements or mould inserts under test and laboratory conditions deserve special care. This guideline describes standardised cleaning proce-dures for optical components and furthermore pro-vides recommendations on measurement condi-tions

21、 to be maintained within the production chain. 1 Anwendungsbereich Diese Richtlinie beschreibt die Probenvorbereitung fr qualittssichernde Messungen in der Prozess-kette des Przisionsblankpressens optischer Ele-1 Scope This guideline refers to the preparation of speci-mens for quality control measur

22、ements in the process chain of precision glass moulding of opti-B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2011 VDI 5582 3 mente. Die zu messenden Proben knnen dabei sowohl abgeformte optische Elemente selbst al

23、s auch die Formwerkzeugeinstze sein. cal elements. Optical elements as well as mould inserts themselves can be the specimen under test.2 Laborbedingungen Um vergleichbare Resultate der Messungen sicher-zustellen, sollten quivalente Bedingungen in den Labors herrschen. Es wird empfohlen, die Messun-g

24、en bei folgenden Bedingungen durchzufhren: Temperatur: 20C 1 C Feuchtigkeit: 30 % bis 50 % Luftdruck: 900 hPa bis 1100 hPa Es wird empfohlen, die obigen Umweltbedingun-gen bei den Messungen sorgfltig zu protokollie-ren. Darber hinaus sollten mgliche Bedingungen wie die Reinraumklasse, Luftstrom und

25、Luftzu-sammensetzung protokolliert werden. Diese Daten sind notwendig, um mgliche Abweichungen in unabhngigen Messresultaten zu erklren. 2 Laboratory conditions To ensure comparable results in the measurements equivalent laboratory conditions should be used. It is recommended to perform the measurem

26、ents at the following conditions: temperature: 20C 1 C humidity: 30 % to 50 % air pressure: 900 hPa to 1100 hPa It is recommended to record the conditions above carefully during measurement. In addition, possible conditions like air flow rate, clean room category and air composition are to be record

27、ed. This data helps to explain possible divergence in the results of independently performed measurements. 3 Probenvorbereitung fr die Reinigung Vor der Reinigung einer Probe ist es notwendig festzustellen, ob eine Reinigung vor der Messung notwendig ist. Fr bestimmte Proben ist eine einfa-che Reini

28、gung ohne vorherige Vorbereitung nicht mglich. 3.1 Methoden zur Feststellung des Verschmutzungsgrads Der Grad der Verschmutzung kann gem DIN ISO 10110-7 bestimmt werden. Eine Sichtprfung ist die gebruchliche Methode zur Feststellung von Verschmutzungen 3. Schlie-ren und Partikel knnen durch Sichtprf

29、ung im an der Probenoberflche reflektierten Licht detektiert werden. Alle entfernbaren Verunreinigungen ms-sen vor Durchfhrung der Messung entfernt wer-den. Wenn die Reinigung der Probe unsachgem durchgefhrt wurde, verflschen die verbliebenen Verunreinigungen das Messergebnis sichtbar. Die zu messen

30、de Probe muss denn abermals gereinigt werde. Abhngig von der Messprozedur stren jedoch nicht alle Verunreinigungen das Messer-gebnis. So sind Verunreinigungen mit einem Durchmesser kleiner als 30 m in Interfero-grammen nicht sichtbar. 3.2 Behandlung der Reinigungswerkzeuge Handschuhe, Wischtcher und

31、 Wattestbchen sind bis zur Nutzung in geschlossenen Behl-tern aufzubewahren. Durch geeignete Dispenser (Spender) ist sicher-zustellen, dass keine Verunreinigungen in die 3 Preparation of the specimen for cleaning Before cleaning a specimen it is necessary to de-termine, whether cleaning is needed be

32、fore measur-ing. Some specimen cannot be cleaned easily with-out prior preparation. 3.1 Methods of determining the degree of contamination To determine the degree of contamination DIN ISO 10110-7 can be used. Visual inspection is the most common method of contamination determination 3. For example,

33、streaks and particles can be detected by looking at reflections of light on the specimens surface. All removable impurities need to be removed before starting the measurement process. If the cleaning of the test sample is not done properly, the residual impurities will be observable in the result of

34、 the measurement. The test sample has to be cleaned once again. However, depending on the procedure not all impurities disturb the measurement. For example impurities with a diameter of less than 30 m will not be visible in interferograms. 3.2 Handling of cleaning tools Keep gloves, wipes and swabs

35、in closed con-tainers until needed. Make sure that solvent remains free of contami-nation by using a suitable dispenser. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04 4 VDI 5582 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2011 Reinigungsmittel gelangen.

36、 In jedem Reinigungsschritt sind neue Wisch-tcher und Wattestbchen zu benutzen. Whrend der Reinigung sind Handschuhe zu tragen. 3.3 Notwendiger Reinheitsgrad Verschiedene Messsysteme verlangen einen unter-schiedlichen Grad der Reinheit der Probe, siehe Tabelle 1. Tabelle 1. Bedingungen fr nach der R

37、einigung verbleibende Partikel Interferometrie Tastschnitt Anzahl tolerier-barer Partikel 2 0 Partikelgre 30 m 30 m 100 nm Remarks Smaller par-ticles are al-lowed. Particles cause outliers in mea-surement if the measurement point is taken on top of a particle. 4 Reinigungsmittel Zur Reinigung einer

38、Probe fr die Messung sind hufig Reinigungsmittel notwendig. Die Reini-gungsmittel unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Eigenschaften, ihrer Eignung fr spezifische Mate-rialien und ihrer Fhigkeit, verschiedene Ver-schmutzungen zu lsen. 4.1 Eigenschaften verschiedener Reinigungsmittel Die Eigenschaft

39、en der gebruchlichsten Reini-gungsmittel sind in Tabelle 2 angegeben. 4.2 Eignung der Reinigungsmittel fr verschiedene Materialien Die Eignung der einzelnen Reinigungsmittel fr die Reinigung verschiedener Materialien wird in Tabelle 3 gezeigt. 4.3 Nutzung der Reinigungsmittel in Abhngigkeit vom Vers

40、chmutzungsgrad Die Nutzung der verschiedenen Reinigungsmittel in Abhngigkeit vom Verschmutzungsgrad ist in Tabelle 4 angegeben. 4 Detergents In order to clean a specimen for measurement, detergents are often necessary. These detergents differ in their attributes, their suitability for specific mater

41、ials and their capability of dissolving differ-ent types of contamination. 4.1 Attributes of different detergents The attributes of the most common detergents are given in Table 2. 4.2 Suitability of the detergents regarding the different materials The suitability of different detergents for the cle

42、an-ing of different materials is given in Table 3. 4.3 Use of detergent depending on the degree of contamination The use of the different detergents in dependence on the degree of contamination is given in Ta-ble 4. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04All rights reser

43、ved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2011 VDI 5582 5 Tabelle 2. Eigenschaften verschiedener Reinigungsmittel / Table 2. Attributes of different detergents Reinigungsmittel / Detergent Eigenschaft / Attribute Aceton / Acetone (nach Gebrauch direkt entfernen) / (directly removed after use)

44、Methanol Ethanol Isopropyl alkohol / Isopropyl alcohol Destilliertes Wasser / Destilled water Gefilterte und ionisierteLuft / Filtered and ionized air Trocknungszeit / Drying time (15)a)1 2 2 2 4 1 Reinigungseffektivitt / Average cleaning efficiency (15)b)2 2 2 2 4 4 Trocknungsmarken / Drying marks

45、15)c)3 3 3 3 3 3 Gesundheitsrisiko / Health risk (15)c)4 3 3 3 1 1 a)1 kurz bis 5 lang / 1 short to 5 long b)1 optimal bis 5 schlecht / 1 best to 5 worst c)1 keine bis 5 stark / 1 none to 5 serious Tabelle 3. Eignung von Reinigungsmitteln fr verschiedene Materialien / Table 3. Suitability of deterg

46、ents for different materials Reinigungsmittel / Detergent Material Aceton / Acetone Methanol Ethanol Isopropyl-alkohol / Isopropyl alcohol Destilliertes Wasser / Destilled water Gefilterte und ionisierte Luft / Filtered and ionized air Plastik / Plastics Plastik (allgemein) / Plastics (general) 5 4

47、4 1 1 PMMA 5 1 1 1 1 1 COC 5 1 1 1 1 1 Glas / Glass Glas (allgemein) / Glass (general) 1 1 1 1 3 3 Glas mit niedrigem Tg/ Low Tgglass 1 1 1 1 2 2 BK7 4 3 3 1 1 Metall / Metal Aluminium 2 2 2 1 2 1 Neusilber / German silver 2 2 2 1 3 1 Carbide 2 3 3 1 2 2 Keramik / Ceramic Keramik / Ceramic 2 2 2 1 2

48、 2 Beschichtungen / Coatings NiP 1 2 2 1 4 2 1 geeignet bis 5 nicht geeignet / 1 suitable to 5 not suitable B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04 6 VDI 5582 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2011 5 Reinigung Verschiedene Methoden knnen

49、 zur Reinigung einer Probe benutzt werden. Nach einer Zusam-menstellung des Gebrauchs zustzlicher Hilfsmittel zur Reinigung befasst sich dieser Abschnitt mit den verschiedenen Reinigungsverfahren. Die meisten dieser Verfahren sind bekannt und werden hier nach Eignung fr das Przisionsblankpressen von Glas ausgewhlt. Die Terminologie folgt 1; 2. 5.