Uhren

Zur Prüfung winziger Bauteile und dünner Beschichtungen in der Qualitätskontrolle teurer Uhren bietet Fischer Geräte mit hoher Auflösung und exakter Definition der Messstelle. Damit prüfen Sie zerstörungsfrei PVD- und CVD- sowie Edelmetallschichten, etwa aus 18-karätigem Gold. Funktionen für automatisierte Messungen ermöglichen auch die schnelle Bauteilprüfung in Trays.

Messgeräte für die Uhrenindustrie

Application Notes

Messung von Gold-Schichten in der Uhrenindustrie

Goldene Uhren im mittleren Preissegment werden in der Regel aus Edelstahl gefertigt und mit einer 20 µm dicken Schicht aus 18-karätigem Gold beschichtet. Die Goldschicht soll neben der dekorativen Erscheinung auch langjährig beständig sein. Um die Eigenschaften solch teurer Beschichtungen zu garantieren, aber auch die Kosten im Griff zu behalten, ist die genaue Dickenmessung notwendig.

Eine Dicke von wenigstens 20 µm 18-karätigen Goldes ist notwendig, um die Langlebigkeit der Goldbeschichtung sicherzustellen, da Gehäuse, Armband und Verschluss deutlicher Abnutzung unterliegen.

Goldbeschichtungen werden generell zerstörungsfrei mit der Röntgenfluoreszenz-Methode (RFA) vermessen. Allerdings kann die RFA-Methode 18-karätige Goldschichten nur bis zu einer maximalen Dicke von ca. 10 µm bestimmen, weshalb im Uhrenbereich ein anderes, ebenfalls zerstörungsfreies Verfahren einzusetzen ist: die Beta-Rückstreuung. Die messbare Maximaldicke hängt dabei von der Strahlungsquelle ab. Für Uhren-Beschichtungen ist Strontium die richtige Quelle.

Abb. 1: Messprinzip der Beta-Rückstreu-Methode.

Beta-Teilchen aus der Strontiumquelle werden mit hoher Energie (2,27 MeV) emittiert und treffen auf die Probe. Die rückgestreuten Teilchen werden dann in einem Geiger-Müller-Zählrohr detektiert. Aus dem Strahlungssignal errechnet die Software des FISCHERSCOPE® MMS® PC2 die Dicke der Beschichtung. Eine Strontium-Strahlungsquelle ermöglicht die Messung von Goldbeschichtungen bis 35 µm Schichtdicke mit diesem Verfahren. Die Messfleckgröße wird durch die Blende bestimmt, welche üblicherweise bei 0,6 x 1,2 mm für diese Anwendungen liegt. Blenden mit anderen Abmessungen sind verfügbar und können einfach getauscht werden.

Abb. 2: Schichtdickenmessung an einem vergoldeten Uhrengehäuse mit dem FISCHERSCOPE® MMS® PC2 BETASCOPE®

Das FISCHERSCOPE® MMS® PC2 Multi-Mess-System mit integriertem Windows™ CE Betriebssystem bietet einen hochauflösenden Farb-Touchscreen sowie USB- und LAN-Anschlüsse zur Netzwerkanbindung. Es ist perfekt zugeschnitten für hochauflösende und zerstö­rungsfreie Schichtdickenmessungen, wie sie in der Uhrenindustrie erforderlich sind.

Eine typische Dicke von 20 µm aus 18-karätigem Gold an Uhrenteilen kann mit der Beta-Rückstreu-Methode und dem
FISCHERSCOPE® MMS® PC2 BETASCOPE® zerstörungsfrei und einfach gemessen werden. Für eine weiterführende Beratung steht Ihnen Ihr lokaler Fischer-Partner gerne zur Verfügung.

Schutzlackierungen auf Zifferblättern von Armbanduhren

In der heutigen hektischen Zeit gibt es wenige Leute, welche auf die übliche Uhr am Handgelenk verzichten können. Die Bedeutung dieses „Kulturbegleiters“ hat sich in den vergangenen Jahrzehnten gewandelt. Für die einen ist es ein normaler Zeitmesser, der mithilft den Tagesablauf zu strukturieren und dazu die aktuelle Zeit hochpräzise mitteilt. Für die anderen ist es ein Schmuckstück aus edlem Metall, möglicherweise noch mit Diamanten besetzt. Was aber alle gemeinsam haben, ist ein Zifferblatt.

Im Uhrenland Schweiz kommt der Herstellung dieses Bauteils eine große Bedeutung zu. Grundsätzlich besteht ein Zifferblatt  aus einem Blechrondell aus Buntmetall, aus welchem dann die Aussparungen für Zahlen, Zeiger, Datumfenster etc. nach Designervorgaben ausgestanzt werden. Daraufhin erfolgt meistens eine Metallisierung der Oberfläche mittels Gold, Silber, Kupfer oder Palladium, um den gewünschten Effekt für das Erscheinungsbild einer Uhr zu erreichen.

Abb. 1: Ziffernblatt mit Beschichtung aus Edelmetall

Eine Uhr ist durch das Tragen am Handgelenk einem großen Temperaturstress ausgesetzt. Der Wechsel zwischen Körperwärme oder kalten Außentemperaturen im Winter, dem Eintauchen im Schwimmbad und intensiver Sonneneinstrahlung, um nur einige zu nennen, ist erheblich. Damit die schöne Metallschicht aber immer ihren strahlenden Glanz behalten kann und keine Verfärbung der Oberfläche entsteht (vor allem bei Silber), wird die fertige Beschichtung mit einer dünnen Lackschicht versiegelt. Dieser Lack, welcher in einer Dicke von 10-20 µm meistens mit der Spritzpistole von Hand aufgetragen wird, hat die Eigenschaft, dass er auch die vielen Schnittkanten der Aussparungen luft- und feuchtigkeitsdicht abdeckt und somit eine Oxidation verhindert.

Abb. 2: ISOSCOPE® FMP30, Sonde FTA3.3-5.6HF und Stativ V12 BASE

Die Dicke dieser Lackschicht über dünnen metallischen Beschichtungen kann sehr gut mit der Wirbelstrom-Sonde FTA3.3-5.6HF und dem Handgerät ISOSCOPE® FMP30 von Fischer gemessen werden. Da die Messstellen bei diesen Anwendungen oft sehr klein sind, kann zur Verbesserung der Messgenauigkeit und zur Vereinfachung des Messablaufs das Stativ V12 BASE eingesetzt werden. Die Sonde wird mit Hilfe des Stativs aufgesetzt, um eine gleichmäßige Sondenpositionierung ohne Verkippen zu ermöglichen. Dadurch wird der Bedienereinfluss minimiert und es können äußerst wiederholgenaue Messungen erzielt werden. Die Standardabweichung kann bei Messung der dünnen Lackschicht sogar weniger als hundert Nanometer betragen.

Mit dem ISOSCOPE® FMP30, der Sonde FTA3.3-5.6-HF und dem Stativ V12 BASE können dünne Lackschichten auf Zifferblättern präzise gemessen werden. Für weitere Informationen steht Ihnen Ihr Ansprechpartner von Fischer gerne zur Verfügung.

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