Deflektometrie

Robustes Verfahren zur berührungslosen 3D-Prüfung von Oberflächen an ruhenden Prüfobjekten. Kunstwort aus Deformation und Reflexion.
Bei der Deflektometrie erfolgt keine Messung der lokalen Höhe, da Bezugspunkte fehlen. Es werden lokale Objektneigungen zur Beschreibung der Form ermittelt, in deren Folge eine Neigungskarte entsteht. Wird auf ein Objekt ein Muster bekannter Struktur projiziert, so wird, bedingt durch die Objektform, eine Verzerrung des Musters auftreten. Streut das Objekt das einfallende Lichtmuster diffus, dann fokussiert der Betrachter auf die Oberfläche des Projektionsbildes und erkennt dort Formabweichungen, die man mit Streifenauswerteverfahren oder neigungsmessenden Verfahren wie Shape-from-Shading ermitteln kann. Wird das Licht hingegen von der Oberfläche des Objekts gerichtet/spiegelnd reflektiert, so fokussiert der Beobachter auf das deformiert reflektierte Projektionsmuster und wertet dessen Formveränderungen aus, was dem Prinzip der Deflektometrie entspricht. Das Grundprinzip der Deflektometrie wird vom Menschen intuitiv beherrscht. Im täglichen Leben erkennen wir kleinste Abweichungen an Reflexionsbildern von reflektierten Gegenständen der Umgebung und ziehen daraus Rückschlüsse auf minimale Oberflächenfehler. Bei der industriellen Anwendung werden als projezierte Muster typischerweise Streifenmuster eingesetzt, die häufig durch Flüssigkristall-Displays (LCD) erzeugt und von einer fest dazu angebrachten Kamera aufgenommen werden. Es wird keine Relativbewegung benötigt. Ist die Oberflächenkrümmung des Prüfobjektes stärker, wird die prüfbare Fläche durch die Wölbspiegelwirkung der Oberfläche begrenzt. Daher werden größere oder komplexere Inspektionsflächen durch Nachsetzen des LCDs mit Robotern geprüft. Zur Genauigkeitssteigerung können phasenschiebende Verfahren überlagert, nicht nur feste Streifenmuster genutzt, sowie zwei oder mehr Kameras eingesetzt werden. Mit dem Wirkprinzip Reflexion und dem damit verbundenen ´optischen Hebel´ sind Tiefenänderungen im µm-Bereich nachweisbar und bis in den nm-Bereich möglich. Da das Verfahren mit definierten Lichtmustern arbeitet ist es stark fremdlichtempfindlich und wird meist in einer umhausten Umgebung durchgeführt. Voraussetzungen für Prüfungen ist eine zumindest teilweise spiegelnde Reflexion der Oberfläche. Das Verfahren eignet sich nicht für diffuse und rauhe Oberflächen, Flächen mit Mehrfachreflexionen (Glasscheiben, rückverspiegelte Flächen mit Doppelbildern), sowie beim Auftreten von Polarisationseffekten. Anwendung findet die Deflektometrie u.a. bei der Oberflächenkontrolle, der Prüfung von lackierten Freiformflächen auf Beulen, Dellen, zum Nachweis von Formabweichungen an Brillengläsern oder zur Krümmungsprüfung von Kfz-Verglasung.