Del West stellt hochleistungsfähige Komponenten für den Automobilrennsport her. Deren Kunden erwarten 100%ige Kontrolle, was einen wesentlichen Anteil der Herstellungskosten ausmacht. Man hat deshalb diesen Kostenfaktor kürzlich deutlich gesenkt und die Wiederholbarkeit der Messungen durch die Einführung einer neuen, optisch gestützten Kontrolltechnik für Oberflächenbeschaffenheit verbessert.
Art Dart, Del West, Valencia, CA, USA
Leistung und Zuverlässigkeit sind die Schlüssel für den Erfolg im Rennsport. Ein Motor kostet möglicherweise eine Million Dollar und muss nur wenige hundert Meilen laufen. Während dieser Meilen muss er aber ununterbrochen Spitzenleistung bieten. Die durch Ausfall von Teilen verursachten Kosten sind zu hoch, dass man es sich erlauben könnte, eine Komponente einzusetzen, in die man nicht volles Vertrauen in Bezug auf ihre Übereinstimmung mit Konstruktionsspezifikationen hat. Die Kunden erwarten 100%ige Kontrolle und eine lückenlose Dokumentation aller Schritte im Produktionsverfahren. Del West muss diese Erwartungen erfüllen und trotzdem noch Gewinn machen.
Moderne Rennmotoren erreichen Drehzahlen von 18.000 U/min. Oberflächenbeschaffenheit spielt eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Verschleißeigenschaften der Produkte unter diesen extremen Bedingungen. In der Vergangenheit hat man die Oberflächenbeschaffenheit durch die Messung der mittleren Rauheit (Ra) mit Hilfe eines mechanischen Rauheitsmessgerätes charakterisiert. Obwohl die Messung mittels mechanischer Rauheitsmessgeräte weitestgehend als industrieller Standard akzeptiert ist, weist sie in dieser besonderen Anwendung zahlreiche Mängel auf (siehe Tabelle 1). Mit 15–60 Sekunden pro Messung ist sie relativ langsam. Die zweidimensionale Erfassung ist nicht wirklich repräsentativ für die dreidimensionale Fläche und führt zu Abtastfehlern und Abweichungen von Messung zu Messung. Nadelverschleiß verursacht eine Langzeitabweichung, die schwer zu bestimmen ist. Die Instrumente sind empfindlich gegenüber Umwelteinflüsse, wie Vibrationen, und sind im Allgemeinen nicht für eine Aufstellung in der Werkstatt geeignet. Bei intensiver Nutzung können die durch verschlissene oder gebrochene Nadeln verursachten jährlichen laufenden Kosten sehr schnell die Höhe der Anschaffungskosten des Systems erreichen.
Um diese Mängeln zu beseitigen, und um die Kontrollkosten letztendlich zu senken, hat man sich für die neue kontaktlose und optisch gestützte Messtechnik des LaserCheck von Corning Tropel entschieden. Dieses Messprinzip beruht auf der Eigenschaft der Streuung von Lichtreflexion durch eine raue Oberfläche. Es ist gefühlsmäßig leicht nachzuvollziehen, dass Licht von einer rauen Fläche stärker, als von einer glatten Fläche gestreut wird. Reflektieren Sie einen Laserstrahl mit Hilfe eines Spiegels auf eine Wand, und Sie werden ein wohl geformtes Bild des Strahls sehen.
Tun Sie das Gleiche mit stetig rauer werdenden Flächen und die Bilder werden nach und nach diffuser. Der LaserCheck verwendet eine Technik, der dieses gleiche Prinzip in Zahlen umsetzt, um die Flächenrauheit zu bestimmen. Praktisch gesehen schafft er Abhilfe für all die Schwierigkeiten in Bezug auf die mechanischen Rauheitsmessgeräte. Die Messungen nehmen in etwa eine Zehntelsekunde in Anspruch.
Der Abtastbereich, etwa 2 mm auf 4 mm groß, ist repräsentativer für die gemessene Fläche und führt zu einer besseren Wiederholbarkeit der Messung. Es gibt keine Verschleißteile mehr, womit eine Ursache für Messfehler und auch laufende Kosten entfallen. Das System ist erstaunlich robust – der handgehaltene Messkopf kann auf den Boden fallen, ohne dabei Schaden zu nehmen. Vibrationen stören die Messung nicht.
Man hat bei Del West die mechanischen Rauheitsmessgeräte nicht vollständig abgeschafft. Die LaserCheck Streustrahlmessungen sind relative Messungen, die abhängig vom Material und Herstellungsverfahren der Probefläche sind. Aus diesem Grunde benutzt man weiterhin Kontaktmessungen, um eine absolute Charakterisierung der Oberflächenbeschaffenheit zu erhalten. Allerdings hat der LaserCheck Del West in die Lage versetzt, die Kosten pro Messung durch Reduzierung des Arbeitsaufwands, der Verschleißteile und der Abschreibungskosten deutlich zu senken. Zudem hat man die Messzyklen des Kontrollverfahrens verkürzen können, indem man die Messung in die Werkstatt, dort wo der Prozess stattfindet, verlagert hat. Dadurch stellt man weniger schadhafte Teile her und erfasst diejenigen, die man herstellt, früher im Prozess – bevor man viel Zeit und Geld in diese investiert hat. Schlussendlich stellt man bessere Produkte mit weniger Geld her, bietet den Kunden die von ihnen geforderte 100%ige Kontrolle und arbeitet trotzdem konkurrenzfähig und Gewinn bringend.
QE 553
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