MFT-5000 The Most Versatile Multi-Function Tribometer

MFT-5000マルチファンクショントライボメータは、高度なトライボロジー試験と材料分析のために設計されています。

特許取得済みの一体型インライン3Dプロフィロメーター

インラインに統合された3Dプロフィロメーターは、nmの分解能で3D表面変化プロットを提供します。 このように、プロフィロメーターはトライボロジーのデータと表面形状を簡単に関連付けることができる。 この技術は、特にトライボロジー関連試験に最適化されている。

注目すべきは、ラムダヘッドモデルが1つのヘッドに4つの光学技術を組み合わせていることだ。 これらの技術には、干渉計、共焦点、暗視野、明視野イメージングが含まれる。 したがって、透明な表面、粗い表面、滑らかな表面、急斜面の表面など、あらゆる表面を測定することができる。

さらに、XYステージは体積摩耗と粗さ計算の自動スティッチングを可能にします。

広く使用されている2つの光学ヘッドオプションが統合可能です：

• シグマヘッド – 白色光干渉計
• ラムダヘッド – 白色光干渉計 + 共焦点顕微鏡 + 暗視野 + 明視野イメージング

MFT-5000は、1つのプラットフォームで様々な摩擦、摩耗、機械試験を行う必要がある研究室向けに設計された万能トライボメータです。航空宇宙、自動車、潤滑剤、硬質コーティング、生体材料、半導体など、大学の研究室、企業の研究開発センター、政府の試験施設、品質管理環境などで使用されています。

MFT-5000が従来のトライボメータと異なる点は、複数の技術を統合したトライボメータとしての役割と、市場で最も広い荷重範囲プロファイルを備えていることです。一般的なトライボメータは、摩擦と摩耗を測定した後、試料を別のプロフィロメータに移し、表面形状を画像化する必要があります。MFT-5000では、プロフィロメーターは装置の一部です。XYステージが自動的に光学ヘッドの下に試料を移動させます。体積、粗さ、亀裂の発生、破片などの3D摩耗痕の進行データを、摩擦や荷重のデータと直接関連付けて取得できます。

モジュラートライボメータシステムは、高速交換可能な下部ドライブを採用しています。ピンオンディスクからブロックオンリング、フレッティングまで、数時間ではなく数分で切り替えられます。すべてのドライブが同じ上部フレーム、ロードセル、環境チャンバーを共有しているため、校正はそのまま引き継がれます。MFT-5000は、ASTM G99ピンオンディスク摩耗、ASTM G133リニア往復摩耗、ASTM G181ピストンリング/シリンダーライナー、ASTM G119摩擦腐食、ASTM D4172潤滑油摩耗防止、ASTM D2266グリース摩耗、その他多くの試験に対応しています。

潤滑油の配合担当者はMFT-5000を使用し、1台の装置でHFRR、SRV、4ボールEPおよび摩耗、ブロック・オン・リング、ミニ・トラクション・マシーン（MTM）試験を実施できます。コーティング研究者は、硬質コーティングや溶射コーティングのスクラッチ密着性、硬度、耐摩耗性を評価します。バイオメディカルエンジニアは、カテーテルの摩擦、整形外科インプラントの摩耗、バイオトライボロジーを試験します。EVや自動車のエンジニアは、内蔵の電気化学インピーダンス・チャンネルを使用して、トライボロジー界面における潤滑レジームの遷移をモニターします。

特許取得済みインライン3D光学式プロフィロメーター

ラムダヘッドは、白色光干渉法、共焦点顕微鏡法、暗視野イメージング、明視野イメージングの4つの光学技術を1つのセンサーに統合している。レンズを交換したり、セットアップを再構成することなく、透明フィルム、粗い金属表面、急勾配の形状を測定することができる。垂直分解能はサブナノメーターレンジに達する。シグマヘッドオプションは、よりシンプルな表面測定が必要なラボ向けに、白色光干渉法を提供する。

摩耗痕の画像化は自動で行われます。設定されたサイクル数の後、XYステージが試料をプロフィロメーターの下に移動させ、3Dトポグラフィーマップをキャプチャし、試験位置に戻します。出力は、摩耗量、粗さの変化、亀裂の発生、破片の時間分解記録で、摩擦軌跡と同期しています。これにより、このトライボメータは、プロフィロメータを備えた真の摩擦摩耗試験機となります。

環境チェンバー

トライボロジーの挙動は、温度、湿度、雰囲気に強く依存します。MFT-5000は、これらすべての変数をクローズドループで制御します。高温チャンバーは、硬質コーティング、セラミック、高温潤滑剤の試験用に1200 °Cまで加熱します。極低温チャンバーは、航空宇宙、宇宙トライボロジー、低温潤滑剤の評価用に-120 °Cまで冷却します。湿度は5～95％RHに制御される。真空チャンバーは、宇宙シミュレーションや半導体プロセス試験用に10-⁷ torrに達します。

高圧ガス・チャンバーは200psiまでの試験に対応。塩水噴霧および不活性ガス・チャンバーは、腐食や酸化に敏感なアプリケーションに対応します。すべての試験機は、同じオープンプラットフォーム、ロードセル、プロファイルメータを共有しています。

モジュラー・ドライブ・システム

MFT-5000は交換可能な下段ドライブを採用しています。各ドライブはプラットフォームの高精度XYステージに取り付けられ、個別のキャリブレーションを必要とせずに上部ロードフレームに接続されます。回転式ドライブは0.001～10,000 RPMをカバーし、ASTM G99に準拠したピンオンディスクおよびボールオンディスク試験をサポートします。リニアレシプロドライブは、ASTM G133リニア摩耗試験およびHFRRシミュレーション用に80 Hzに達します。フレッティングボイスコイルドライブは、フレッティング疲労や電気コネクタの摩耗研究に重要な、10μmから2.8mmまでの制御された小振幅振動を最大300Hzで発生します。

トラクションドライブ（0～200 N、±6 m/s）により、EHD膜厚とトラクション係数のミニトラクションマシン（MTM）試験が可能です。ブロックオンリングドライブは、ティムケン、OK荷重、およびASTM G77試験を実行します。上部回転ドライブでは、4ボールEPと摩耗（ASTM D2266、D2596）およびタッピングトルクを処理します。

ロードセル技術

MFT-5000は、特許取得済みの交換可能なロードセルを使用しており、nNから10,000Nまでと、一般的に2kN以下が上限である競合他社のトライボメータよりも広い範囲で使用できます。3つのセンサー技術により、さまざまなニーズに対応します。静電容量式ロードセルは、ナノ・マイクロスケールの接触力学において最高の分解能を発揮します。ピエゾ式ロードセルは、動的フレッティング試験や衝撃試験向けに、高分解能と高速周波数応答を兼ね備えています。ひずみゲージ式ロードセルは、マクロスケールの工業摩耗試験において最も広い荷重範囲をカバーします。

センサーは1軸、2軸、6軸の構成で利用可能です。ダイナミックトルクセンサーは、外部治具なしで回転試験中のインライントルクを測定します。

EVトライボロジーと電気化学インピーダンス

電気自動車のドライブトレインには、負荷や速度の下で導電性（絶縁性）を発揮する潤滑油が必要です。MFT-5000は、摺動速度と潤滑レジームの関数として電気化学インピーダンスを測定します。接触がオーミックから容量性挙動に移行すると、インピーダンスの軌跡が膜厚とレジームの境界をマッピングします。フォーミュレーターはこれを使用して、EVトランスミッションフルード、E-アクスル潤滑剤、モーターグリースを最適化します。

多機能トライボメータとは

多機能トライボメータは、制御された荷重、速度、環境条件下で摩擦、摩耗、機械的特性を測定する装置です。1つの試験形状のみを実行するシングルモードのトライボメータとは異なり、マルチファンクショントライボメータは、回転、往復、フレッティング、トラクション、ブロックオンリング、ナノ圧子、マイクロ圧子、スクラッチ付着試験機など、交換可能なドライブに対応しているため、1つのプラットフォームで幅広いASTM規格や適用条件に対応できます。MFT-5000は、このコンセプトをさらに発展させ、3D光学式プロフィロメーターを装置に直接組み込むことで、試料を取り外すことなくインラインで表面形状を測定することができます。

MFT-5000は何を測定するのか？

MFT-5000は、摩擦係数、摩耗量、摩耗深さ、摩耗速度、硬度、スクラッチ付着、表面粗さ、3次元表面形状を測定します。電気化学インピーダンスモジュールにより、トライボロジー界面の電気接触抵抗とインピーダンスも測定できます。すべての測定は、最大200 kHzで同時に記録されます。

誰がMFT-5000を使うのか？

MFT-5000は、1台で複数のASTM試験法を実行できる摩擦摩耗試験機を必要とするトライボロジスト、材料科学者、潤滑化学者、コーティングエンジニア、機械エンジニアに使用されています。代表的なユーザーには、大学のトライボロジー研究グループ、石油・潤滑油会社、航空宇宙材料研究所、自動車OEM・Tier1サプライヤー、ハードコーティング・溶射メーカー、バイオメディカル機器開発者、半導体プロセスエンジニアなどが挙げられます。トライボロジー試験装置の統合が必要な研究室であれば、どのような研究室でもモジュール式トライボメータシステムが役立ちます。