Zur Bestimmung der Rauheit von spiegelnden Oberfl?chen erforscht das BMBF-Verbundprojekt OptOCHar laserbasierte Messverfahren im Nanometerbereich. Anwendung findet das Verfahren zum Beispiel in der Metallbearbeitung und der Halbleiterindustrie. Die Universit?t Bremen ist mit dem Bremer Institut für Messtechnik, Automatisierung und Qualit?tswissenschaft (BIMAQ) Projektpartner.

Die ?berwachung der Rauheit technischer Oberfl?chen direkt im Fertigungsprozess stellt hohe Anforderungen an Verfahren und Datenverarbeitung. Aufgrund der hohen Auswirkung auf die Qualit?t des Gesamtergebnisses ist der Bedarf an L?sungen für eine schnelle Rauheitsmessung sehr hoch. Rauheit wird nach DIN-Standard taktil gemessen, was mit einigen Nachteilen wie Zeitaufwand und Besch?digung der Oberfl?che einhergeht. Auch alternative optische Messverfahren erfordern einen ruhigen Messort, insbesondere bei spiegelnden Oberfl?chen.

Im vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gef?rderten Verbundprojekt OptOCHar wird ein neuartiges Verfahren für die fl?chenhafte optische Rauheitsmessung für den direkten Einsatz im Produktionsprozess konzipiert, das alle genannten Nachteile vermeidet.

Erster Demonstrator für Oberfl?chencharakterisierung mit Streulicht-Sensoren erreicht 600Hz Messtakt

Das im Projekt OptOCHar erforschte Laserstreulicht-Messverfahren des Bremer Instituts für Messtechnik, Automatisierung und Qualit?tswissenschaft ist pr?destiniert für die fl?chenhafte Charakterisierung von metallischen, spiegelnden Oberfl?chen. Die Auswertung analysiert Digitalbilder von Laserreflexionen, die auch in unruhiger Umgebung, etwa im Fertigungsprozess, aufgenommen werden k?nnen. Das Verfahren nutzt dabei besondere Eigenschaften des Laserlichts aus, um Rauheiten im Nanometerbereich zu erkennen. Ziel ist eine m?glichst vollst?ndige Charakterisierung von gro?en, schnell bewegten Oberfl?chen.

Im Projekt wurde nun der Labordemonstrator zur Projekthalbzeit vorgestellt. Mit dem Demonstrator wurde die grunds?tzliche Machbarkeit des Verfahrens gezeigt, vor allem aber wurden auch wichtige Meilensteine bezüglich der Kennzahlen des Sensorsystems erreicht. Mit über 600 Bildern pro Sekunde verarbeitet die bei der CoSynth GmbH & Co. KG entwickelte FPGA-Auswerteeinheit bereits weit 澳门皇冠_皇冠足球比分-劲爆体育 Daten als ursprünglich geplant und hat noch Potenzial nach oben. Die so verarbeitete Fl?che liegt bei über 40.000 mm?/s. Das System eignet sich so hervorragend für die vorgesehenen Anwendungsf?lle gro?er und schnell bewegter Oberfl?chen. Auf hoch spiegelnden Metalloberfl?chen mit Rauheiten im Bereich um Ra = 20 nm konnten Aufl?sungen von 2 nm im Ra-Wert-?quivalent erreicht werden. Unter Wiederholbedingungen ist die Messunsicherheit σ_Ra deutlich geringer als 1 nm.

Für die beiden Anwendungsf?lle des Projekts wird der Labordemonstrator in den n?chsten Monaten auf den Einsatz im Fertigungsprozess vorbereitet. Beim assoziierten Partner Tata Steel Plating Hille & Müller GmbH wird das System an polierten Walzen und direkt in der Stahlblechveredelung evaluiert. Für die schnelle, fl?chenhafte Analyse von Oberfl?chen in station?ren Messger?ten wird das System bei der FRT GmbH vorbereitet.

Durch die Robustheit und Schnelligkeit bei gleichzeitig extrem hoher Aufl?sung bietet sich das Verfahren für viele Bereiche an. Im Projekt werden u.a. die Halbleiterindustrie, die Solarindustrie, die Medizintechnik, die Stahlproduktion und die metallverarbeitende Industrie adressiert. Nach Projektende werden die Verbundpartner den Sensor zur Serienreife bringen und in unterschiedlichen Konfigurationen auf den Markt bringen. Das mit knapp 1,4 Millionen Euro durch die BMBF-Initiative ?KMU-innovativ: Photonik / Optische Technologien“ gef?rderte Projekt l?uft seit M?rz 2015. Die Verbundpartner CoSynth GmbH & Co. KG aus Oldenburg, FRT GmbH aus Bergisch Gladbach, Institut für Messtechnik, Automatisierung und Qualit?tswissenschaft der Universit?t Bremen und als assoziierter Anwendungspartner Tata Steel Plating Hille & Müller GmbH aus Düsseldorf forschen insgesamt drei Jahre an dem Thema und werden Anfang 2018 die Ergebnisse pr?sentieren.

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Universit?t Bremen
Fachbereich Produktionstechnik
Institut für Messtechnik, Automatisierung und Qualit?tswissenschaft (BIMAQ)
Dr.-Ing. Stefan Patzelt
Tel. 0421 218 64618
E-Mail: paprotect me ?!bimaqprotect me ?!.de
und
CoSynth GmbH & Co. KG
Christian Stehno
Tel.: 0441/36116-756
E-Mail: stehnoprotect me ?!cosynthprotect me ?!.com

Link zur original Pressemitteilung der Universit?t Bremen.