Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM
Fehlerfreie Bauteiloberflächen sind ein Qualitätskriterium vieler industrieller Produkte. Verunreinigungen an Bauteiloberflächen – etwa Rückstände von Zieh- oder Trennmitteln – können nachgelagerte Verarbeitungsschritte im Produktionsprozess stören und das Endprodukt unbrauchbar machen. Denn moderne Fügeverfahren, wie z. B. Laserschweißen, Laserlöten oder Kleben, reagieren mitunter sehr empfindlich auf Verschmutzungen wie z. B. Rückstände von Schmierstoffen, Korrosionsschutz oder Trennmitteln. Umgekehrt beeinträchtigen fehlerhaft oder unvollständig aufgebrachte funktionalen Beschichtungen ebenfalls die weitere Verarbeitung oder die Funktion von Bauteilen.
F-Scanner-Messsysteme zur großflächigen Inline-Prüfung von Oberflächenreinheit und Beschichtungen
Mit den Geräten der F-Scanner-Familie bietet Fraunhofer IPM empfindliche Messsysteme, die Verschmutzungen auf Oberflächen direkt in der Produktionslinie erkennen und die Vollständigkeit von Beschichtungen prüfen. Mit einer bildgebenden Kombination aus Fluoreszenzmesstechnik und Laserscannern weisen die F-Scanner organische Kontaminationen von wenigen Milligramm pro Quadratmeter nach. Die scannenden Systeme ermöglichen eine 100-Prozent-Kontrolle und erzeugen ein hochaufgelöstes Bildder Verteilung organischer Substanzen auf der Oberfläche. Über die Prüfung der Bauteilsauberkeit oder Beschichtung hinaus können dabei häufig auch Rückschlüsse auf Probleme im Fertigungsprozess gezogen werden.
Fluoreszenz macht geringste Belegungen sichtbar – und quantifizierbar
Bildgebende Fluoreszenzmessungen nach dem Prinzip des F-Scanners machen sich ein simples Prinzip zu Nutze: Rückstände von Ölen, Fetten oder nasschemischen Reinigungsmitteln, die zur Materialverarbeitung oder -reinigung eingesetzt werden, fluoreszieren. Fluoreszenz-Messsysteme analysieren Oberflächen von Bauteilen oder Produktionsanlagen berührungslos auf Rückstände dieser Substanzen, ganz gleich, ob es sich um Verschmutzung oder eine gewünsche Belegung handelt. Dank Bildgebung lassen sich Quantität und Verteilung der Substanzen einfach lokalisieren.
Verschiedene Systemkonzepte – passend zur Aufgabe
F-Scanner-1D und 1Dmini – für die Reinheits- und Beschichtungsprüfung in Bewegung
Der F-Scanner-1D ist für die Messung in Bewegung optimiert – z. B. von Bauteilen auf Förderbändern oder von Bandware. Das Inline-Prüfsystem scannt die Bauteiloberfläche sehr schnell senkrecht zur Bewegungsrichtung. Selbst bei Geschwindigkeiten von einigen m/s wird die Oberfläche mit einer Auflösung im Millimeterbereich erfasst.
Durch ein besonders kompaktes Design zeichnet sich der F-Scanner-1Dmini aus: Die kleinere und leichtere Bauform sorgt dafür, dass der Scanner mit leichten Industrierobotern und Cobots betrieben werden kann. Im Gegensatz zum F-Scanner-1D bewegt sich beim robotergestützten F-Scanner-1Dmini das Messgerät anstelle des Bauteils. Dies ermöglicht es, insbesondere komplexe Geometrien, wie z. B. bei Strukturbauteilen im Leichtbau, vollständig zu erfassen. Auch bei großen Bauteilen spielt die Kombination von Linienscanner und Roboter ihre Vorteile aus.
F-Scanner 2D – für den Einsatz in Qualitätssicherungslaboren sowie im Nearline- und Inline-Bereich
Der F-Scanner-2D rastert die Bauteiloberfläche in zwei Raumrichtungen ab und erzeugt ein vollständiges Bild der Beschichtung bzw. der Restverunreinigung. Das Bild zeigt, wo und in welchen Mengen sich organische Rückstände oder Beschichtungen auf der Bauteiloberfläche befinden. Damit ist erstmals eine quantitative Analyse der Oberflächenbelegung auch bei beliebig geformten 3D-Objekten möglich. Das System eignet sich zur Voruntersuchung, zur flexiblen Qualitätsprüfung von Serienbauteilen und als Prüfsystem in der Produktion. Der F-Scanner-2D kann als Stand-alone Gerät eingesetzt oder in eine Fertigungslinie integriert werden.
