Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT präsentiert den neuen Sensor „Bd-2“ für Dicken- und Abstandmessungen. In einem Messbereich von mehreren Millimetern kann das System Folien, Walzbänder und andere metallische Halbzeuge mit einer Präzision besser als 100 nm vermessen.
In der Luftfahrt- und Automobilindustrie werden immer höhere Anforderungen an die Material- und Qualitätskontrolle gestellt. Bei der Dickenmessung beispielsweise müssen Sensoren inzwischen bis in den Mikrometerbereich hinein genau sein und dennoch sollen sie möglichst schnell und wartungsarm in der Produktionslinie funktionieren.
Für diese Anforderungen wurde am Fraunhofer ILT ein neuartiger optischer Dicken- und Abstandssensor „Bd-2“ (für bidirektionale Messungen) entwickelt. Die Technologie basiert auf der Interferenzfähigkeit von Halbleiterstrahlquellen, sie wurde bislang unter anderem für die Vermessung von Kunststoffbahnen eingesetzt. Dabei wird ein Messstrahl auf die Materialoberfläche geschickt und aus dem reflektierten Signal wird die Entfernung mit einer Präzision besser als 100 nm bestimmt. Bei teiltransparenten Materialien lassen sich auch mehrere Schichten simultan vermessen. Das System wurde speziell für die Metallverarbeitung weiterentwickelt und kann nun zur Dickenmessung bei Walzbändern und Metallfolien eingesetzt werden. Mit dem neuen Sensor lässt sich der Abstand zur Oberfläche bei laufender Fertigung absolut und kontinuierlich messen. Zwei Messköpfe in einem C-Rahmen messen die Dicke des durchgeführten Produkts.
Der interferometrische Dicken- und Abstandssensor „Bd-2“ eignet sich für die Dickenmessung von Walzbändern, Blechen und Metallfolien im Bereich 10 µm bis 10 mm. Matte Oberflächen werden ebenso sicher gemessen wie glänzende. Im Vergleich zu etablierten Methoden wie der Lasertriangulation bietet das neue Verfahren mehrere Vorteile: Nur ein kleiner Messkopf zur Ausstrahlung und Messung der Abstandssignale ist erforderlich. Das eliminiert Justierprobleme, Sender und Empfänger müssen nicht mehr aufeinander ausgerichtet werden. Auch der Platzbedarf soll geringer als beispielsweise bei der Triangualtion sein: Der einzelne Messkopf sendet und empfängt seinen Messstrahl durch ein kleines Fenster mit nur 2 mm Durchmesser aus. Er kann durch einen Luftstrom auch in rauester Umgebung zuverlässig vor Verunreinigungen geschützt werden. Das Verfahren erlaubt den Übergang von der laborgestützten Einzelmessung zur kontinuierlichen Inline-Fertigungssteuerung.
Fraunhofer ILT, www.ilt.fraunhofer.de Halle 1, Stand 1502
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