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12. Dezember 2002
Dem Restschmutz auf der Spur
(he) Restverschmutzungen auf Bauteilen erhöhen nicht nur die Produktionskosten durch Ausschuss. Sie beeinträchtigen auch die Funktionalität der Teile und der Produkte, in die diese Teile eingebaut werden. Ein neuartiges Sensorsystem soll die Produktion sauberer und schneller machen können.
Die Sauberkeit der Metalloberfläche entscheidet über die Qualität der Oberflächenschichten, wie z. B. Haftfestigkeit, Gleichmäßigkeit und Korrosionsbeständigkeit und beeinflusst nachfolgende Fertigungsverfahren wie Lackieren, Kleben, Bonden und Wärmebehandeln. Welche Oberflächenverunreinigungen in welcher Schichtdicke stören, hängt von den nachfolgenden Prozessen und deren Anforderungen ab. Forscher am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA haben ein Sensorsystem entwickelt, das verschmutzte Teile im laufenden Prozess detektiert. Die Überprüfung der Oberflächenqualität findet prozessintegriert direkt nach dem Reinigungsvorgang statt. Das System besteht im wesentlichen aus einem Nahinfrarotsensor, der mittels einer Reflexionsmessung den Restschmutzgrad der Oberfläche direkt am Bauteil bestimmt. Das System ist in der Lage, nicht nur zwischen sauber und verschmutzt zu unterscheiden, sondern auch Kontaminationen flächendeckend festzustellen und den Grad der Verschmutzung zu quantifizieren. Um dies zu erreichen, setzen die Ingenieure mehrere Sender-Empfänger-Paare in Reihe ein. Eine Linearachse bewegt den Messkopf wie bei einem Flachbettscanner über das zu prüfende Bauteil. Die aufgenommenen Messwerte werden in einen PC eingelesen und ausgewertet. So ist es möglich, den Ort und den Grad der Kontamination graphisch darzustellen. Mit einem eigens entwickelten Simulationsmodell können nun schon im Vorfeld Detektionsgrenzen in Abhängigkeit der Oberflächen und ihrer Verschmutzung kosten- und zeitgünstig berechnet und so die optimale Konfiguration der Prüfeinrichtung anwendungsspezifisch bestimmt werden. Der geringe apparative Aufwand, eine kurze Messzeit und die robuste Prüfeinrichtung ermöglichen eine effiziente Qualitätskontrolle direkt am Bauteil.
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