Genauer Messen mit Interferometern

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.

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