Als Überblicksveranstaltung konzipiert, liegt der Schwerpunkt der Technologietage auf der Vorstellung aktueller Technologien und künftiger Entwicklungen. Ziel ist, Anwendern die Möglichkeiten und Grenzen verschiedener Bildverarbeitungstechnologien aufzuzeigen und bei der Auswahl geeigneter Mess- und Prüftechnik zu unterstützen.

Rund 130 Teilnehmer informierten sich über den Stand der Technik beim Messen und Prüfen im Materialinneren sowie der Oberflächenprüfung und 3D-Vermessung von Bauteilen. Mit rund einem Drittel zahlreich vertreten waren Anwender aus der Automobil- und deren Zulieferindustrie. Gerade in diesem Segment sind einwandfreie Bauteile von großer Bedeutung, eine durchgängige Qualitätskontrolle ist unabdingbar.

Messen und Prüfen im Materialinneren

Zur Prüfung von Werkstücken im Materialinneren stehen unterschiedliche Technologien zur Verfügung. Neben den im Folgenden vorgestellten Verfahren der Computertomographie und der Terahertz-Technik, können je nach Prüfaufgabe ebenso die Wärmefluss-Thermographie oder Ultraschall-Prüfungen geeignet sein.

Automatische Röntgenprüfung eines Gussteils mittels Computertomographie: Detektierte Fehler werden farbig in das transparent dargestellten Objekt eingefügt

© Fraunhofer IIS Fürth

Die 3D-Röntgen-Computertomographie (CT) ermöglicht die komplette Erfassung eines Objekts mit seinen inneren Strukturen und die Bestimmung aller wesentlichen Fehlermerkmale. Diese Technologie eignet sich mittlerweile auch zur Inline-Prüfung: Robuste Detektoren mit kurzen Belichtungszeiten (bis zu 1 ms) ermöglichen eine schnelle Datenaufnahme. Zusammen mit effizienten Algorithmen für die Volumenberechnung und Bildauswertung können Objekte daher innerhalb von 30 Sekunden komplett geprüft werden. Typische Anwendungsgebiete liegen in der automatischen Prüfung von Gussteilen. Hier steht die Detektion von Lunkern, Poren und Fremdeinschlüssen im Vordergrund.

Als eine Variante der Computertomographie (CT) bietet die Computerlaminographie den Vorteil, auch große und flächige Objekte mit hoher geometrischer Auflösung untersuchen zu können. Zudem lassen sich herkömmliche CT-Systeme mit laminographischen Fähigkeiten nachrüsten. Mit Computerlaminographie werden schon seit Jahren Leiterplatten untersucht, wenn optische Prüfmethoden nicht funktionieren. Ein weiteres Anwendungsfeld ist die Prüfung flächiger Bauteile aus faserverstärkten Kunststoffen, wie sie in der Luft- und Raumfahrt, in Windkraftanlagen und zum Teil auch im Automobilbau zum Einsatz kommen.

Terahertz-Wellen sind im Frequenzspektrum zwischen Mikrowellen und Infrarotstrahlung angesiedelt. Mit einer hohen Eindringtiefe und geringer Streuung bei gleichzeitig guter räumlicher Auflösung vereint die Terahertz-Strahlung die Vorteile angrenzender spektraler Bereiche. Trotz dieser Vorteile und verfügbarer Verfahren ist die Terahertz-Technologie im industriellen Einsatz noch relativ jung.

Oberflächenprüfung und 3D-Vermessen

Die Computerlaminographie als Variante der klassischen Computertomographie (CT) liefert aufgrund von Rekonstruktionsverfahren eine verbesserte Bildqualität und lässt sich unterschiedlichen Aufgaben anpassen.

© Fraunhofer-Allianz Vision

Inspektion von Oberflächen und optische 3D-Messtechnik sind klassische Anwendungsfelder der industriellen Bildverarbeitung. Gerade bei spiegelnden oder teil-spiegelnden Oberflächen stoßen gängige Inspektionsverfahren jedoch oft an ihre Grenzen. Für solche Szenarien eignen sich deflektometrische Verfahren, mit denen sowohl die Vermessung lokaler topographischer Defekte als auch die 3D-Modellgenerierung großer und komplex geformter Objekte möglich ist. Damit steht für solche Oberflächen eine optische Inline-Messtechnik zur Verfügung, welche die klassische qualitative Prüfung um eine quantitative Messung ergänzt und damit eine robuste Defekterkennung und -bewertung ermöglicht.

Ihren Weg aus dem Labor in die Produktionsumgebung gefunden hat die digitale Holographie. Mit holographischen Verfahren können Mikrostrukturen inzwischen innerhalb einer Millisekunde erfasst werden. Die digitale Holographie arbeitet nicht scannend und kommt stattdessen mit einer flächigen blitzartigen Belichtung aus. Dabei beleuchtet ein aufgeweiteter Laserstrahl die zu vermessende Oberfläche. Die Reflexionen werden mit dem ursprünglichen Laserstrahl überlagert und erzeugen eine Interferenzwelle, die alle notwendigen 3D-Informationen der beleuchteten Oberfläche enthält. Das zugrunde liegende Verfahren ist sehr tolerant gegenüber leicht spiegelnden oder rauen Oberflächen. Die hohe Vibrationsunempfindlichkeit des gesamten Systems erlaubt zudem eine einfache Integration in raue Produktionsumgebungen.