Fraunhofer-Gesellschaft
Bauteiloberflächen bestimmen die Qualität und Funktionalität von Produkten. Hohe Qualitätsanforderungen an Beschichtungen und Oberflächenreinheit erfordern daher besonders leistungsfähige Prüfverfahren. Die am Fraunhofer-Institut für physikalische Messtechnik IPM in Freiburg entwickelten bildgebenden Fluoreszenz-Laserscanner (F-Scanner) kontrollieren Oberflächen direkt in der Produktion oder im Labor.
Das Prüfsystem rastert die Oberfläche sehr schnell mit UV-Licht ab. Bei diesen Wellenlängen zeigen organische Substanzen wie z. B. Fette, Öle, Klebstoffe und Trennmittel eine starke Fluoreszenzaktivität, d.h. sie wandeln einen Teil des UV-Lichts in sichtbares Licht um. Die Fluoreszenz dieser Stoffe kann mittels einer spektralen Filterung sowie einer äußerst empfindlichen Detektionseinheit kontrastreich und eindeutig gemessen werden. So lassen sich bereits wenige Milligramm pro Quadratmeter einer organischen Substanz detektieren, unabhängig davon, ob es sich um eine Verschmutzung oder eine gewünschte Belegung, z. B. eine Beölung, handelt. Der Einsatz der bildgebenden Fluoreszenzmesstechnik ist in unterschiedlichen Applikationen möglich:
- Detektion unerwünschter Rückstände von Schmier- und Korrosionsschutzmitteln, Klebern, Trennmitteln oder Fotolacken
- Analyse der Beölung von Platinen und Metallbändern
- Überwachung funktioneller Beschichtungen (z. B. Haftvermittler)
Im Gegensatz zu Punktmessverfahren, die eine Oberfläche nur stichprobenartig erfassen, ermöglicht der F-Scanner eine ortsaufgelöste 100-Prozent-Kontrolle großer Flächen. Dazu wird ein UV-Laser mit bis zu 400 Linien pro Sekunde auf das Bauteil projiziert. Aus den bis zu 50 Mio. Datenpunkten pro Sekunde wird ein hochaufgelöstes Gesamtbild erzeugt, das die Verteilung der organischen Substanzen auf der Oberfläche wiedergibt. Dank des kollimierten Laserstrahls besitzt das System eine hohe Tiefenschärfe. Neben der Überwachung von Bandware werden so auch Problemstellen bei komplexen Bauteilen zuverlässig erkannt.
Neben dem am Messestand vorgestellten F-Scanner-2D ist auch eine Variante zur Messung in Bewegung zur Verfügung (F-Scanner-1D), z. B. von Bauteilen auf Förderbändern oder von Bandware. Das Prüfsystem scannt die Bauteiloberfäche sehr schnell senkrecht zur Bewegungsrichtung. Selbst bei Geschwindigkeiten von einigen m/s wird die Oberfläche mit einer Auflösung im Millimeterbereich erfasst.