Genauer Messen mit Interferometern
Verbundprojekt soll optische Messtechnik reif für den industriellen Einsatz machen.
Die Umsetzung innovativer Konzepte zum Beispiel für effizientere Motoren geht meist mit einer Weiterentwicklung der Fertigungstechnologien einher. So reichen die Fertigungstoleranzen moderner Anlagen zur Bearbeitung metallischer Bauteile bis in den Mikrometerbereich. Gleichzeitig muss eine Bearbeitungsanlage heute äußerst flexibel sein, um Schwankungen bei den Ausgangsprodukten zu kompensieren und vielfältige Produkte herstellen zu können. Das nächste Technologieziel für die Produktionstechnik sind daher Anlagen zur Fertigung einzelner Bauteile mit der Präzision und zu den Kosten einer Massenproduktion.
Abb.: Sensorsystem ür die Prüfung von Form und Lagetoleranzen an Nockenwellen. (Bild: Fh.-ILT)
Von zentraler Bedeutung für die Überwachung und Regelung solcher Fertigungsprozesse sind Sensoren, die während der Bearbeitung auch unter widrigen Umgebungsbedingungen präzise und zuverlässig arbeiten. Um die Form von Bauteilen mit höchster Präzision zu vermessen – etwa die Dicke von Blechen, die Rundheit von Walzen oder die Exzentrizität von Wellen – werden unter Laborbedingungen Interferometer eingesetzt. Interferometern sind sogar so genau, dass mit ihnen nicht nur die Form, sondern sogar die Oberflächenrauheit bestimmt werden kann.
Dazu müssen die Einstellungen eines Interferometers exakt an die jeweilige Messaufgabe angepasst werden. Es kommt hierbei besonders auf die richtige Belichtungszeit und Fokussierung an, ähnlich wie bei der Aufnahme eines Fotos. Im April dieses Jahres startete das Verbundprojekt INSPIRE mit dem Ziel, ein Interferometer zu entwickeln, welches sich zukünftig selbst an variierende Messbedingungen anpasst. „Die Sensoren werden über digitalisiertes Expertenwissen verfügen. Sie entscheiden dann autonom, welche Einstellungen optimal sind“, erläutert Stefan Hölters vom Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen. Er koordiniert das Projekt INSPIRE, an dem außerdem vier kleine und mittelständische Unternehmen beteiligt sind.
Mit der Entwicklung einer schnellen Steuerungselektronik kann die Sensorik sich innerhalb von Mikrosekunden an schnell ändernde Messbedingungen anpassen. Sowohl klassische Verfahren wie das Kaltwalzen von Blechen als auch Bearbeitungsverfahren wie das Schweißen werden von dieser Entwicklung profitieren.
Fh.-ILT / JOL
