Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Tragbares Mess-System zur Bestimmung der Partikelbelegung/Verunreinigung von techn. Oberflächen

11.12.2003


Partikuläre Verunreinigungen bereiten einer ganzen Reihe von Branchen Probleme. Der handliche "ParticleGuard" - von Ralf Grimme und Markus Rochowicz unter dem Arbeitstitel "Surface Contamination Counter - SCC" entwickelt - ermittelt schnell, exakt und kostengünstig die Sauberkeit bzw. Partikelbelegung einer technischen Oberfläche im Reinraum und außerhalb. Das tragbare Messsystem läßt sich problemlos in fast jeder Fertigungsumgebung einsetzen und schließt eine seit langem vorhandene Lücke innerhalb der Partikelmesstechnik.


Messkopf und Auswerteeinheit des "Surface Contamination Counter" (oben) im Einsatz


Markus Rochowicz und Ralf Grimme (rechts) wurden für die Entwicklung des "ParticleGuard" mit dem IPA-Innovationspreis 2003 ausgezeichnet © Fraunhofer IPA/Anne Mildner



Messkopf und Auswerteeinheit des "Surface Contamination Counter" (oben) im Einsatz

Markus Rochowicz und Ralf Grimme (rechts) wurden für die Entwicklung des "ParticleGuard" mit dem IPA-Innovationspreis 2003 ausgezeichnet © Fraunhofer IPA/Anne Mildner
Fliegende Pollen in der lauen Frühlingsluft machen Allergikern das Leben zur Hölle. Verirren sich Pollen in sensible Abschnitte der industriellen Produktion, kommt zum Heuschnupfen oft noch der wirtschaftliche Schaden. Pollen und andere partikuläre Verunreinigungen auf technischen Oberflächen können nicht nur Qualtität und Funktionstüchtigkeit eines Produkts erheblich einschränken. Sie können es im schlimmsten Fall auch ganz unbrauchbar machen. Partikuläre Verunreinigungen bereiten in einer ganzen Reihe von Branchen Probleme: Von der Halbleiter- über die Medizintechnik- bis hin zur Automobilindustrie. "Genaue Zahlen liegen uns zwar nicht vor, aber weltweit und über alle Branchen betrachtet bewegt sich der Schaden sicher in astronomischen Größenordnungen", ist sich Ralf Grimme vom Fraunhofer IPA sicher. Der Experte für Reinst- und Mikroproduktion entwickelt seit 14 Jahren Reinraumlösungen für die unterschiedlichsten Unternehmen.



Die Größe "Sauberkeit" messtechnisch zu erfassen und dokumentierbar zu machen ist mit steigenden Ansprüchen an die Qualität und dem Vormarsch immer kleinerer Bauteile zu einer Notwendigkeit geworden. "Dabei muss die Sauberkeit nicht nur auf den eigentlich betroffenen Materialien, Halbzeugen und Produkten ermittelt werden, wie dies bei anderen Qualitätsmerkmalen - z. B. Maßhaltigkeit - der Fall ist. Es muss die komplette Produkt- und Fertigungsumgebung mit einbezogen werden", stellt Grimme fest. Die dazu in der Vergangenheit benutzten Messverfahren zeigten meist eine oder mehrere Schwachstellen: Sie waren teuer und stark produktbezogen, personalintensiv, an ein Labor gebunden, von mangelnder Aussagekraft und lieferten nur selten reproduzierbare Ergebnisse. Vor diesem Hintergrund entstand am Fraunhofer IPA die Idee, ein transportables, hochflexibles und einfach zu bedienendes Analysesystem zur Reinheitsüberwachung zu entwickeln. Das Ergebnis ist der "ParticleGuard" - ein weltweit einzigartiges Messsystem zur direkten Erfassung partikelartiger Verschmutzungen auf technischen Oberflächen. Er ermittelt schnell, exakt und kostengünstig die Sauberkeit bzw. die Partikelbelegung einer Oberfläche. Als "Surface Contamination Counter - SCC" wurde er bereits mit großem Erfolg dem Fachpublikum vorgestellt.

"Mit dem "ParticleGuard" ist es möglich, Reinheitsanalysen auf Laborniveau in Echtzeit direkt im industriellen Umfeld durchzuführen und daraus die erforderlichen Maßnahmen abzuleiten", erklärt Grimme. Ist erst geklärt, wo und wann Verschmutzungen auftreten, lässt sich oft mit geringem Aufwand Abhilfe schaffen. "Die Palette möglicher Aktionen reicht von Personalschulungen über den Wechsel des Verpackungsmaterials bis hin zum Zwischenschalten kurzer Regelkreise zur Prozesssteuerung einer Reinigungsanlage", zählt Grimmes Teamkollege Markus Rochowicz auf. "Selbst einfache Maßnahmen können direkt oder mittelbar Produktqualität und Produktsicherheit steigern und Kosten senken oder ganz vermeiden helfen", versichert er.

Das patentierte Messsystem von Grimme und Rochowicz besteht aus einem Messkopf und einer Auswerteeinheit, welche die vom Messkopf erhaltene Daten verarbeitet, darstellt und für Dokumentationszwecke speichert. Der Messkopf enthält ein miniaturisiertes Mikroskop mit integrierter CCD-Kamera sowie eine Beleuchtungseinheit. Letztere ist so angeordnet, dass sie durch Streiflicht einen möglichst großen Kontrast zwischen Partikel und Oberfläche erzeugt: der größte Teil des Lichts wird entsprechend des Einfallwinkels seitlich von der Oberfläche reflektiert und gelangt nicht in die Kamera. Die Oberfläche erscheint dadurch dunkel. Licht, das auf einen Partikel auf der Oberfläche trifft, wird dagegen in alle Richtungen reflektiert - auch in Richtung Kamera. So leuchten selbst Partikel auf, die aus demselben Material wie die Oberfläche bestehen oder dieselbe Farbe besitzen. Nach der Aufnahme wertet das System das Bild mit Hilfe automatisierter Bildverarbeitungsmethoden aus. Es erfasst und vermisst die hellen Bereiche im Bild, die Partikel anzeigen. Der gesamte Bildaufnahme- und Auswertevorgang ist innerhalb von 30 ms abgeschlossen und das Ergebnis - die Partikelgrößenverteilung der Testfläche - erscheint auf dem Monitor.

Direkt und schnell detektiert "ParticleGuard" Verschmutzungen auf allen glatten Oberflächen in reinen Fertigungen. Das Messverfahren und das Messgerät wurden vollständig am Fraunhofer IPA entwickelt und bis zur Serientauglichkeit optimiert. Produktion und Vermarktung des patentierten Messverfahrens übernahm in Lizenz die acp - advanced clean production GmbH, Stuttgart, (www.acp-micron.com). Darüber hinaus ist das System auch international über Lighthouse, Milipitas, Kalifornien, (www.golighthouse.com) erhältlich.

Ihr Ansprechpartner für weitere Informationen:

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Dipl.-Ing. (FH) Ralf Grimme, Tel. 0711/970-1180, E-Mail: ralf.grimme@ipa.fraunhofer.de
Dipl.-Phys. Markus Rochowicz, Tel. 0711/970-1175, E-Mail: markus.rochowicz@ipa.fraunhofer.de

Michaela Neuner | idw
Weitere Informationen:
http://www.acp-micron.com
http://www.golighthouse.com

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Innovative Produkte:

nachricht Neu entwickelter Therapiesitz hilft beeinträchtigten Menschen
18.05.2017 | Jade Hochschule - Wilhelmshaven/Oldenburg/Elsfleth

nachricht Schnell schweben: Studierende konstruieren Transportkapsel
04.04.2017 | Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Innovative Produkte >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Im Focus: Breaking: the first light from two neutron stars merging

Seven new papers describe the first-ever detection of light from a gravitational wave source. The event, caused by two neutron stars colliding and merging together, was dubbed GW170817 because it sent ripples through space-time that reached Earth on 2017 August 17. Around the world, hundreds of excited astronomers mobilized quickly and were able to observe the event using numerous telescopes, providing a wealth of new data.

Previous detections of gravitational waves have all involved the merger of two black holes, a feat that won the 2017 Nobel Prize in Physics earlier this month....

Im Focus: Topologische Isolatoren: Neuer Phasenübergang entdeckt

Physiker des HZB haben an BESSY II Materialien untersucht, die zu den topologischen Isolatoren gehören. Dabei entdeckten sie einen neuen Phasenübergang zwischen zwei unterschiedlichen topologischen Phasen. Eine dieser Phasen ist ferroelektrisch: das bedeutet, dass sich im Material spontan eine elektrische Polarisation ausbildet, die sich durch ein äußeres elektrisches Feld umschalten lässt. Dieses Ergebnis könnte neue Anwendungen wie das Schalten zwischen unterschiedlichen Leitfähigkeiten ermöglichen.

Topologische Isolatoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie an ihren Oberflächen Strom sehr gut leiten, während sie im Innern Isolatoren sind. Zu dieser neuen...

Im Focus: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Intelligente Messmethoden für die Bauwerkssicherheit: Fachtagung „Messen im Bauwesen“ am 14.11.2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Meeresbiologe Mark E. Hay zu Gast bei den "Noblen Gesprächen" am Beutenberg Campus in Jena

16.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

17.10.2017 | Informationstechnologie

Pflanzen gegen Staunässe schützen

17.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Trends der Umweltbranche auf der Spur

17.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz