Veröffentlicht am 12. Juli 2026 um 07:35 Uhr
Ein Qualitätslabor soll die Tiefe von lasergravierten Markierungen auf einem medizinischen Implantat verifizieren. Die Anforderung: 0,05 ± 0,01 mm Tiefe. Zu flach = die Gravur wird nach kurzer Nutzung unleserlich. Zu tief = strukturelle Schwächung des Implantats.
Wie misst man 50 Mikrometer Tiefe, ohne das Werkstück zu zerschneiden? Eine Mikrometerschraube mit scharfer Spitze reicht nicht in die 0,3 mm breite Vertiefung hinein. Eine Messuhr findet keinen Platz. Ein 3D-Scanner liefert brauchbare Ergebnisse, kostet aber über 500 000 SEK. Ein Koordinatenmessgerät kann es messen, benötigt jedoch 15–20 Minuten pro Punkt.
Das Tiefenmessmikroskop Peak 2034-CIL-300-ZX löst dies durch ein geniales optisches Prinzip: OPTISCHES SCHNEIDEN. Bei 300-facher Vergrößerung beträgt die Schärfentiefe des Instruments nur wenige Mikrometer. Indem man zuerst auf die OBERFLÄCHE und anschließend auf den GRUND fokussiert und die Differenz auf der Z-Achse abliest, erhält der Anwender die Tiefe mit einer Präzision von 1 μm.
Optisches Schneiden: das Prinzip dahinter
Bei geringer Vergrößerung (5–20x) haben Mikroskope eine große Schärfentiefe – mehrere Millimeter können gleichzeitig „scharf“ sein. Bei hoher Vergrößerung nimmt die Schärfentiefe drastisch ab:
- 10x: Schärfentiefe ~1 mm.
- 50x: Schärfentiefe ~50 μm.
- 100x: Schärfentiefe ~10 μm.
- 300x: Schärfentiefe ~2–3 μm.
- 1000x: Schärfentiefe ~0,2 μm.
Bei 300x kann nur EINE schmale Höhenebene des Objekts scharf abgebildet werden. Darüber und darunter sind die Bereiche UNSCHARF. Dies ist normalerweise ein NACHTEIL – meist möchte man ein 3D-Objekt durchgehend scharf sehen. Für die TIEFENMESSUNG ist es jedoch ein Vorteil: Indem man die Optik (oder das Objekt) entlang der Z-Achse bewegt und beobachtet, WELCHE HÖHE scharf ist, lässt sich ein Z-Profil der Objektoberflächen erstellen.
Der Arbeitsablauf beim 2034-CIL-300-ZX:
- Werkstück unter dem Mikroskop positionieren.
- Mikroskop auf die oberste Fläche rund um die Vertiefung fokussieren. Z-Position am Fokussierrad notieren (Skala mit 1-μm-Teilung).
- Mikroskop nach unten verstellen, um auf den GRUND der Vertiefung zu fokussieren. Neue Z-Position notieren.
- Differenz zwischen den beiden Z-Positionen = Tiefe der Vertiefung.
Konstruktion des 2034-CIL-300-ZX
Dieses Instrument ist ein OPTISCHES MIKROMETER – kein Standardmikroskop mit Z-Verstellung. Die Konstruktion ist speziell auf Z-Präzision ausgelegt:
- Stabilisiertes Mikroskopgehäuse: Die 2034-Serie ist auf Stabilität in Z-Richtung ausgelegt. Standardmikroskope weisen im Betrieb typischerweise eine Z-Drift von 5–10 μm auf; die Tiefenmessversion hat eine Drift von unter 1 μm.
- 30x-Objektiv: Ergibt zusammen mit dem 10x-Okular eine 300-fache Gesamtvergrößerung. Die optische Qualität ist exzellent: keine Verzeichnung, chromatische Aberration korrigiert.
- Koaxiale Beleuchtung durch das Objektiv: Das Licht fällt genau aus der Richtung ein, in die das Auge blickt. Dies sorgt für optimalen Kontrast zur präzisen Erkennung der Brennebene.
- Feinfokussiermechanismus: 1-μm-Teilung am Fokussierrad. Präzisionsgewinde mit minimalem Umkehrspiel (Backlash).
- Seitlich verschiebbar für Schnellverstellung: Bei der Grobpositionierung läuft das Rad frei; bei der Feinmessung wird der Mikrometermechanismus genutzt.
Okular-Messskala
Neben der Z-Messung ist das Instrument auch ein LATERALES Messmikroskop. Das Okular verfügt über eine integrierte Glasskala mit:
- Kleinste Skalenteilung: 1 μm.
- Skalenlänge: 0,2 mm.
- Sichtfeld: 0,48 mm.
Der Anwender kann somit sowohl Tiefen (über die Z-Fokus-Differenz) ALS AUCH laterale Abmessungen (über die Okularskala) mit ein und demselben Instrument messen.
Fokussierrichtung: ein kritisches Detail
Die wichtigste Technik bei der Tiefenmessung: IMMER AUS DER GLEICHEN RICHTUNG FOKUSSIEREN. Nach unten drehen, um auf die Oberseite zu fokussieren; WEITER NACH UNTEN drehen, um auf den Grund zu fokussieren. Niemals zwischen den Messungen nach OBEN drehen.
Der Grund: Das Präzisionsgewinde besitzt ein mikroskopisches UMKEHR SPIEL (Backlash) – einen Leerlauf von 1–3 μm zwischen Raddrehung und Z-Bewegung. Dreht der Anwender für die Oberseite nach unten, für den Grund wieder nach oben und unten, summieren sich Umkehrspielfehler auf, die direkt in das Tiefenmessergebnis einfließen.
Die richtige Vorgehensweise:
- Grobfokussierung im seitlich verschobenen Modus.
- Feinmechanismus einkuppeln. Auf die Oberseite fokussieren, indem man aus einer UNSCHARFEN Position NACH UNTEN DREHT.
- Z_oben notieren.
- Weiter NACH UNTEN drehen, bis der Grund scharf ist.
- Z_unten notieren.
- Tiefe = Z_unten − Z_oben.
Niemals zwischen den beiden Fokussierpunkten zurückdrehen. Bei Verdacht auf einen Fehler – von der Grobfokussierung an neu beginnen.
Das MST-Stativ: unverzichtbares Zubehör
Das Instrument wird mit einem MST-Stativ geliefert, das eine sichere Positionierung ermöglicht auf:
- Zylindrischen Werkstücken (Walzen, Rohre, Wellen).
- Planen Materialien (Bleche, Platten, Paneele).
Das MST-Stativ besitzt drei Kontaktpunkte – zwei an der Basis (abrollbar auf zylindrischen Oberflächen) und einen an der Instrumentenspitze. Diese Dreipunktauflage ermöglicht es, das Werkstück für Messungen an unterschiedlichen Positionen zu drehen, ohne das Instrument versetzen zu müssen.
Optionales Zubehör (Kreuztisch 25×25 mm + Drehtisch) ist für die präzise XY-Positionierung von Werkstücken erhältlich.
Fünf Millimeter X-Verstellung
Bei 300-facher Vergrößerung und 0,48 mm Sichtfeld kann der Bediener nur einen sehr kleinen Ausschnitt des Werkstücks gleichzeitig sehen. Zur Inspektion verschiedener Abschnitte eines größeren Werkstücks ist daher eine XY-Manipulation erforderlich.
Das 2034-CIL-300-ZX verfügt über eine integrierte 5-mm-X-Verstellung – der Instrumentenkopf kann um 5 mm in X-Richtung verschoben werden, ohne das Stativ oder das Werkstück zu bewegen. Dies reicht aus, um 5 mm lange Nutgravuren oder mehrere nebeneinander liegende Markierungen in einer Serie zu prüfen.
Typische Anwendungsbereiche
Tiefenmessung von Lasergravuren: Medizinische Implantate, Werkzeugbeschriftungen, Sicherheitsprägungen.
Ätz- und Blechbearbeitung: Ätztiefen bei Leiterplatten (PCB), chemisches Fräsen.
Werkzeugverschleißmessung: Verschleißmulden an Schneidwerkzeugen, Abriebspuren an Kolbenringen.
Oberflächendefekt-Analyse: Tiefe von Lochfraß, Korrosionstiefe, Risse.
Prüfung von Sammlerobjekten: Briefmarkenzähnungshöhe, Reltieftiefe von Münzen.
Siegel- und Stempelkontrolle: Tiefe von Stempelabdrücken auf Metall, Kunststoff, Papier.
Philatelistische Analyse: Papiereindringung und Zähnung zur Echtheitsprüfung.
Suboberflächenmessung an transparenten Materialien: Messen der Tiefe von eingeschlossenen Defekten in Glas oder transparentem Kunststoff.
Was das Instrument NICHT kann
- Digitalkamera-Anschluss: In der Produktbeschreibung explizit hervorgehoben – eine Kombination mit einer Digitalkamera-Messfunktion ist nicht möglich. Es handelt sich um ein rein optisches Instrument, die Ablesung erfolgt durch das Okular.
- Kontinuierliches 3D-Scannen: Misst nur punktuell ausgewählte Stellen, keine kompletten Flächen. Für eine vollständige Topographie ist ein 3D-Mikroskop erforderlich (typischerweise ab 200 000 SEK).
- Tiefen über 5–10 mm: Der Hub des Fokussiermechanismus ist limitiert.
- Sehr geringe Tiefen (unter 0,5 μm): Liegen unterhalb der Schärfenebenenpräzision. Hierfür wird ein Interferometer benötigt.
Was Sie für Ihr Geld bekommen
Peak 2034-CIL-300-ZX Tiefenmessmikroskop, 300-fache Gesamtvergrößerung (30x-Objektiv + 10x-Okular), 1-μm-geteilte Okularskala mit 0,2 mm Skalenlänge, 0,48 mm Sichtfeld, koaxiale Auflichtbeleuchtung durch das Objektiv, stabilisiertes Mikroskopgehäuse für Präzision in Z-Richtung, Feinfokussiermechanismus mit 1-μm-Teilung und ausrastbarer Schnellverstellung, integrierte 5-mm-X-Verstellung, MST-Stativ zur Positionierung auf zylindrischen oder ebenen Werkstücken. 54 878 SEK.
Ein Spezialwerkzeug für Prüflabore im Werkzeugbau, die Medizintechnikfertigung, die Leiterplattenverarbeitung und weitere Anwendungen, bei denen die Tiefe von Gravuren, Ätzungen, Markierungen oder Oberflächenfehlern zerstörungsfrei und mikrometergenau ermittelt werden muss. Für den täglichen Tiefenmessbedarf ist dieses optische Mikrometer eine lohnende Investition, die schnellere und flexiblere Messungen ermöglicht als alternative Methoden (Koordinatenmessgeräte, 3D-Scans). Für gelegentliche Stichproben reichen einfachere Instrumente aus.
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