Fluoreszenz-Laserscanner zur Kontrolle von Oberflächen

Rückstandsdetektion

Bauteiloberflächen bestimmen die Qualität und Funktionalität von Produkten. Hohe Qualitätsanforderungen an die Beschichtungen und Oberflächenreinheit erfordern daher besonders leistungsfähige Prüfverfahren. Die am Fraunhofer IPM entwickelten bildgebenden Fluoreszenz-Laserscanner (F-Scanner) kontrollieren Oberflächen direkt in der Produktion oder im Labor.
Der F-Scanner-2D rastert die Bauteiloberfläche in zwei Raumrichtungen ab und erzeugt ein vollständiges Bild der Beschichtung bzw. der Restverunreinigung. Die Falschfarbendarstellung ermöglicht eine schnelle Analyse der Bauteiloberfläche
Der F-Scanner-2D rastert die Bauteiloberfläche in zwei Raumrichtungen ab und erzeugt ein vollständiges Bild der Beschichtung bzw. der Restverunreinigung. Die Falschfarbendarstellung ermöglicht eine schnelle Analyse der Bauteiloberfläche Bild: Fraunhofer Geschäftsbereich Vision

Das Prüfsystem rastert die Oberfläche 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, wie beispielsweise der Detektion unerwünschter Rückstände von Schmier- und Korrosionsschutzmitteln, Klebern, Trennmitteln oder Fotolacken, der Analyse der Beölung von Platinen und Metallbändern sowie der Überwachung funktioneller Beschichtungen (z.B. Haftvermittler).

Im Gegensatz zu Punktmessverfahren, die eine Oberfläche nur stichprobenartig erfassen, ermöglicht der F-Scanner eine ortsaufgelöste 100%-Kontrolle großer Flächen. Dazu wird ein UV-Laser mit bis zu 400 Linien/s auf das Bauteil projiziert. Aus den bis zu 50 Millionen Datenpunkten/s 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 F-Scanner-2D steht 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 senkrecht zur Bewegungsrichtung. Selbst bei Geschwindigkeiten von einigen m/s wird die Oberfläche mit einer Auflösung im Millimeterbereich erfasst.

– Nachweisgrenze < 0,01g/m²

Fraunhofer Geschäftsbereich Vision

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Bild: TeDo Verlag GmbH
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