Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Optoelektronische Inline-Messung – auf Nanometer genau

14.06.2017

Zu den Standortvorteilen Deutschlands zählen hochpräzise Fertigungsverfahren. Nicht nur in der Luft- und Raumfahrt oder der Automobilindustrie ist eine nahezu ausschussfreie Hochpräzisionsfertigung im Mikrometerbereich gefragt, bei der die Form- und Lagetoleranzen der Produkte energie- und ressourcensparend im laufenden Fertigungsprozess überprüft werden. Da aktuelle Inline-Messtechnik noch nicht mit der erforderlichen Genauigkeit arbeitet, entwickelt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT mit vier namhaften Industriepartnern bis Ende 2019 im BMBF-Verbundprojekt »INSPIRE« Inline-Sensoren einer neuen Genauigkeitsklasse.

Neue Fertigungstechnologien für neue Produkte


INSPIRE-Sensorik für die Prüfung von Form und Lagetoleranzen an Nockenwellen.

Fraunhofer ILT, Aachen.

Die Umsetzung innovativer Konzepte – zum Beispiel für effizientere Motoren – geht meist mit einer Weiterentwicklung der Fertigungstechnologien einher. So reichen die Fertigungstoleranzen moderner Anlagen zur Bearbeitung metallischer Bauteile bis in den Mikrometerbereich und betragen nur noch ein Tausendstel Millimeter. Gleichzeitig muss eine Bearbeitungsanlage heute äußerst flexibel sein, um Schwankungen bei den Ausgangsprodukten zu kompensieren und vielfältige Produkte herstellen zu können. Das nächste Technologieziel für die Produktionstechnik sind daher Anlagen zur Fertigung einzelner Bauteile mit der Präzision und zu den Kosten einer Massenproduktion.

Lasermesstechnik als Schlüsselkomponente

Von zentraler Bedeutung für die Überwachung und Regelung solcher Fertigungsprozesse sind Sensoren, die während der Bearbeitung auch unter widrigen Umgebungsbedingungen präzise und zuverlässig arbeiten. Um die Form von Bauteilen mit höchster Präzision zu vermessen – z.B. die Dicke von Blechen, die Rundheit von Walzen oder die Exzentrizität von Wellen – werden unter Laborbedingungen Interferometer eingesetzt. Interferometern sind sogar so genau, dass mit ihnen nicht nur die Form, sondern sogar die Oberflächenrauheit bestimmt werden kann.

Sensoren mit digitalisiertem Expertenwissen

Dazu müssen die Einstellungen eines Interferometers exakt an die jeweilige Messaufgabe angepasst werden. Es kommt hierbei besonders auf die richtige Belichtungszeit und Fokussierung an, ähnlich wie bei der Aufnahme eines Fotos. Im April dieses Jahres startete das Verbundprojekt INSPIRE mit dem Ziel, ein Interferometer zu entwickeln, welches sich zukünftig selbst an variierende Messbedingungen anpasst.
»Die Sensoren werden über digitalisiertes Expertenwissen verfügen. Sie entscheiden dann autonom, welche Einstellungen optimal sind«, erläutert Dr. Hölters vom Fraunhofer ILT in Aachen. Er koordiniert das Projekt INSPIRE, an dem außerdem vier kleine und mittelständische Unternehmen beteiligt sind. Mit der Entwicklung einer schnellen Steuerungselektronik kann die Sensorik sich innerhalb von Mikrosekunden an schnell ändernde Messbedingungen anpassen. Sowohl klassische Verfahren wie das Kaltwalzen von Blechen als auch Bearbeitungsverfahren wie das Schweißen werden von dieser Entwicklung profitieren.

Verbundprojekt INSPIRE

Die Projektidee zur »Interferometrischen Abstandssensorik mit autonomen Subsystemen für Präzisions-Inline-Messungen zur Regelung automatisierter Fertigungsprozesse (INSPIRE)« überzeugte das Bundesministerium für Bildung und Forschung, das auf drei Jahre angelegte Verbundprojekt im Rahmen der Förderinitiative »Digitale Optik« mit 50 % mitzufinanzieren. Die am Verbundvorhaben INSPIRE beteiligten Unternehmen sind die LSA - Laser Analytical Systems & Automation GmbH aus Aachen, die Beratron GmbH aus Aachen, die Highyag Lasertechnologie GmbH aus Kleinmachnow und die Friedrich Vollmer Feinmessgerätebau GmbH aus Hagen.

Ansprechpartner

Dr. rer. nat. Stefan Hölters
Gruppe Klinische Diagnostik und mikrochirurgische Systeme
Telefon +49 241 8906-436
stefan.hoelters@ilt.fraunhofer.de

Weitere Informationen:

http://s.fhg.de/2J5
http://www.ilt.fraunhofer.de

Petra Nolis M.A. | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas
19.09.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

nachricht Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern
15.09.2017 | Max-Planck-Institut für Quantenoptik

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Höher - schneller - weiter: Der Faktor Mensch in der Luftfahrt

20.09.2017 | Veranstaltungen

Wälder unter Druck: Internationale Tagung zur Rolle von Wäldern in der Landschaft an der Uni Halle

20.09.2017 | Veranstaltungen

7000 Teilnehmer erwartet: 69. Urologen-Kongress startet heute in Dresden

20.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Drohnen sehen auch im Dunkeln

20.09.2017 | Informationstechnologie

Pfeilgiftfrösche machen auf „Kommando“ Brutpflege für fremde Kaulquappen

20.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Frühwarnsystem für gefährliche Gase: TUHH-Forscher erreichen Meilenstein

20.09.2017 | Energie und Elektrotechnik