準確簡單測量表面積的方法
表面積就是立體表面的面積，一般常見的有立方體、球體、圓錐體等的表面積。然而，這些測量極其困難，所以我們使用顯微鏡、顯微鏡CNC影像尺寸測量儀等進行面積測量的結果作為替代。還有一種從2D資料計算表面積的方法，但不可能準確測量表面積。也能透過位移計或粗糙度儀來測量，但由於是點和線測量，因此測量表面積需要花費大量的時間和精力。
在這裡，我們描述了各種對象物的表面積，並介紹了測量方法的課題及其解決方案。
何謂表面積
表面積是立體表面的面積，也是可見部分的面積。表面積是和粗糙度等指標並列的功能性評估重要指標之一，像是質地、附著力、滑度、散熱性等。例如，透過測量金屬斷裂面、摩擦面以及PGA和雷射標記刻印的表面積，即可取得各種資訊。
金屬斷裂面的表面積
透過對金屬斷裂面的詳細觀察，可以從破壞型態在一定程度上辨識出其破壞的原因。此外，透過測量表面積，就能計算出延性破裂比，即脆性破裂面與破裂面的比值。這樣，對金屬斷裂面進行破裂面分析，可以說是調查破壞原因的有效手段。
磨損面表面積
固體表面具有粗糙度和波紋，因此即使平面之間有接觸，也是凸起之間的接觸（真正的接觸面積）。真正的接觸面積可以從磨損表面的表面積和粗糙度計算出來，這可以讓我們了解摩擦的狀態。這樣，透過測量磨損面的表面積，就可以知道磨損的原因。
PGA（Pin grid array）表面積
PGA (Pin Grid Array) 是一種IC封裝形式。引腳高密度實裝並插入插座，因此如果引腳粗細、高度或角度不正確，將無法插入插座。因此，測量引腳高度、體積和表面積等，許多處的測定是非常重要。
雷射刻印機的刻印表面積
雷射刻印機的刻印好壞，可以透過測量刻印區域的體積、表面積、剖面面積來評價。這些數值還可以用來設定雷射照射強度、材料的雷射吸收率和光斑直徑。
傳統表面積測量問題
迄今為止，顯微鏡、CNC影像尺寸測量儀、粗糙度儀和位移計已被用於測量表面積。但是，存在準確度問題，例如代入面積測量結果和從2D資料計算表面積。此外，還存在測量過程耗費時間的問題，且測量過程被認為是極其困難的。
顯微鏡的表面積測量問題
當對象物尺寸很小時，可透過顯微鏡進行有效測量。特別是近年來發展起來的顯微鏡，支援測量資料的定量，提昇使用便利度。但是，如果對象物很大，則無法測量整個對象物的表面積、面積和體積。此外，即使可以測量，也需要在移動對象物的同時進行測量，過程費時費力。
CNC影像尺寸測量儀的表面積測量問題
通常，CNC影像尺寸測量儀使用 CCD相機讀取設定在載物台上的對象物，並進行3D測量。
也能透過彩色影像進行觀察，但在測量表面積時存在以下問題。
- 毛刺、缺口等產品缺陷導致的凸起部位，可能會導致誤檢測。此外，如果測量點等設定不同，測量準確度也會有所不同。
- 隨著 X、Y、Z 等測量項目的增加，程式變得更加複雜，需要高度的專業知識和設定工時。因此，測量時間與要測量的對象數量，會成比例地增加。
此外，需要測量室以及需要將測量室保持在基準溫度，這意味著並非現場的每個人都能準確測量的主要課題。
粗糙度儀和位移計的表面積測量問題
粗糙度儀只能在高度方向上，透過點或線測量表面粗糙度，因此需要增加測量點才能準確掌握形狀。由於測量是透過移動探頭或探針進行的，因此要測量的點越多，測量時間就越長。此外，必須校正設置後的對象物位置。此外，測量點可能會因操作者而異，進而導致測量結果缺乏可靠性。
- A
- 觸針
- B
- 探測器
如何解決表面積測量中的問題
傳統所使用的一般測量儀器，存在著需要耗費時間固定目標物的問題，以及必須在點狀或現狀接觸立體目標物、測量位置，才能進行測量的課題。為了解決這些測量問題，KEYENCE開發了一次性3D形狀測量儀「VR系列」。
能以非接觸方式，準確捕捉對象物的3D形狀。此外，可以在短短1秒內對台上的對象物進行3D掃描，以高準確度測量3D形狀。因此，可以瞬時進行定量測量，而不會出現測量結果偏差的情形。以下將介紹其具體上的優點。
優點1：能夠測量最大200mmx100mm的廣泛面積
測量所需要進行的作業，就只是將對象物放在載物台上，並按下按鈕。無需嚴格的定位等前期準備，即使不具備測量儀相關知識或經驗，也可立即進行高準確度的測量。
與傳統的測量儀器不同，可以輸出放置在工作台上的對象物特徵，並自動校正位置。過去需要花費大量時間和精力的嚴格位置調整，已變得不再需要。此外，還可以連接和測量最大200mmx100mm的廣泛範圍。因此，即使是沒有經驗的用戶也可以在不依賴個人技能的情況下輕鬆、即時地進行測量。
使用「VR系列」，即使是冷卻板等大面積對象物，只需將放在載物台上，並按下按鈕即可準確測量。
優點2：表面積和剖面積可以定量評估
可以測量金屬延性破裂面的表面積和剖面積，以及表面積和剖面積的比率。
「VR系列」可以使用高度資料，測量指定高度的體積、面積和XY直徑。此外，也可以同時計算件數。
總結：顯著改善和提升難以測量的表面積測量效率
使用「VR系列」，高速3D掃描可以在不接觸的情況下，即時測量對象物的準確3D形狀。可以解決傳統測量儀器在測量表面積和體積、剖面積、表面積與剖面積之比率等方面的所有問題。
- 可以同時測量面積、體積和表面積。
- 消除因人而異的測量值差異，實現定量測量。
- 操作簡單，無需定位，只需將對象物放在載物台上，按下按鈕即可。解決對個人測量工作的依賴。
- 由於可以輕鬆、高速、高準確度地測量3D形狀，因此可以在短時間內測量許多對象物，能有助於提升品質。
此外，與過去的3D形狀資料和CAD資料進行比較，可以很容易地分析公差範圍內的分佈，因此可以用於產品開發和製造趨勢分析、抽樣檢查等各種目的。
