Fraunhofer-Gesellschaft
Speckle-Muster werden bereits seit den 1960er Jahren für die Bewertung qualitätsrelevanter Werkstoffgrößen und Defekte genutzt. Die am Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS, Dresden, entwickelte Laser-Speckle-Photometrie zeichnet sich durch einen einfachen und zugleich robusten Aufbau aus, der problemlos in die Prozessleittechnik integriert werden kann. Messung und Berechnung der gewonnenen Daten erfolgen in Echtzeit. Aktuell fokussiert man am Fraunhofer IKTS die Inline-Prozessüberwachung z. B. von additiven Verfahren, Beschichtungs- und biotechnologischen Prozessen.
Mit der Laser-Speckle-Photometrie lassen sich Porosität und Oberflächendefekte unterschiedlichster Materialien ohne großen Aufwand zerstörungsfrei ermitteln. Nach Anregung durch einen kurzen Laser-Impuls erwärmt sich die Oberfläche um wenige Kelvin. Dadurch entsteht ein dynamisches Speckle-Muster, aus dessen charakteristischer Änderung im Zeitverlauf sich Fehler im Material erkennen lassen, ohne dass das Bauteil beeinflusst wird.
Das System besteht aus Sensor, Elektronik, Hard- und Software sowie der Auswerte-Algorithmik. Es ist modular aufgebaut und kann daher an eine Vielzahl von Aufgabenstellungen angepasst werden. Neben geometrischen Kenngrößen sind auch Werkstoffparameter, wie Porosität und Rauheit, Spannungsänderungen an der Oberfläche oder spezielle Prozessgrößen zerstörungsfrei bestimmbar. Inzwischen ist es möglich, anhand der Speckle-Temperatur und der Korrelationsfunktionsanalyse Oberflächendefekte in metallischen Werkstoffen, die kleiner als 10 µm sind, nachzuweisen. Die extrem kurzen Messzeiten der LSP prädestinieren das Verfahren für den Inline-Einsatz in der industriellen Produktion und für In-situ-Messungen bei Wartungs- und Reparaturaufgaben.
