Detektion von Oberflächendefekten auf Freiformbauteilen

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In zunehmendem Maße werden in neu entwickelten Produkten neue, sehr leichte Materialien eingesetzt. Das ermöglicht die Fertigung von kundenindividuellen Leichtbauteilen mit frei geformten und damit auch gewichts- und volumenoptimierten Geometrien. Damit verbunden sind jedoch aufwendigere Fertigungsverfahren, denn die optimierten Querschnitte haben meist enge Formtoleranzen und stellen hohe Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit. Geometrische Defekte und Oberflächenfehler, wie Kratzer, Schlagstellen und Blasen, müssen möglichst im Fertigungsprozess sicher erkannt werden. Für solche anspruchsvollen Geometrien haben sich optische Prüftechnologien bisher noch nicht durchgesetzt.

Stand der Technik ist heute, dass optisch prüfende Systeme die Oberflächen- und Geometriedefekte erst nach einer zeit- und dadurch kostenaufwendigen Einlernphase erkennen. Hierfür müssen zuvor für jeden Bauteiltyp, Fehlertyp und Fehlerort Prüfgrenzen anhand von Musterteilen definiert werden. Praktisch bedeutet das, ausreichend Grenzmusterteile zu sammeln, die entweder gerade noch akzeptabel oder gerade nicht mehr akzeptabel sind. Das kann mehrere Wochen bis Monate dauern, da sich moderne Produktionsverfahren durch eine sehr hohe Prozessstabilität mit Fehlerraten im Promille-Bereich auszeichnen. Diese Vorgehensweise ist deshalb bei der Herstellung von kundenindividuellen Bauteilen und Kleinserien aus Leichtbaumaterialien nicht wirtschaftlich.

Vor diesem Hintergrund verfolgt das Fraunhofer IFF in Magdeburg einen Technologieansatz, der die methodischen Grundlagen schaffen soll, um Oberflächen- und Geometriedefekte auf frei geformten Leichtbauteilen vollautomatisch mithilfe optisch messender und prüfender Technologien erkennen und analysieren zu können. Mit den bis dato verfügbaren Ansätzen ist eine automatisierte Oberflächenprüfung von nicht-flachen Bauteilen mit hoher Variantenvielfalt und geringen Stückzahlen nicht möglich. Ziel ist es deshalb, diese technologische Lücke zu schließen und innovative Verfahren der Defekterkennung auf Freiformflächen anhand gegebener CAD-Modellinformationen zu entwickeln.

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