3D-Messtechnik für die Produktion

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Sparc erfasst dreidimensionale Oberflächen in Echtzeit.

„Sparc“ (Surface Pattern Analyzer and Roughness Calculator) besteht aus Standardkomponenten ohne mechanische Teile. Sparc erfasst dreidimensionale, stetige Oberflächen in Echtzeit. Bei einer kurzen Belichtungszeit von 150 µs und einer schnellen Bildauswertung erreicht das System bei einem Blickfeld von 10 mm Durchmesser eine Höhenauflösung von zirka 1 µm.

„Für jeden Bildpunkt der Kamera können dreidimensionale Daten generiert werden“, erklärt M. Sc. Inf. Sandra Söll, Leiterin der Entwicklungsabteilung der In-Situ GmbH. „Aber die Kamera muss zwingend jeden Punkt der Oberfläche sehen können“, sagt Söll. Somit wird das System für die Kontrolle von Prägeschriften, Gravuren, Blindenschrift-Punkten und Schlagzahlen in Gussteilen verwendet. Ein weiteres mögliches Einsatzgebiet ist das Messen von Rauigkeiten wie Schleifprofilen gemäß ISO 4287. „Wichtig ist bei allen Prüfungen, dass die Oberflächen stetig sind, also keine Kanten oder Löcher aufweisen. Schatten darf es nicht geben“, betont Söll.

Messung großer Objekte mit optischem 3D-Messsystem

Ein weiteres optisches 3D-Messsystem wurde speziell für die Messung großer Objekte (zum Beispiel Walzen oder Karosserien) in problematischer Produktionsumgebung entwickelt. Mit der Oberflächenmessung per Mikroskop durch die μsurf-Gerätefamilie lassen sich DIN-EN-ISO-konforme Rauheitsbestimmungen, die Analyse von 3D-Strukturen und die Bestimmung von Geometrien durchführen. Die Auswertung von Strukturierung und Volumenparametern erfolgt automatisch, wobei die Ergebnisse in frei definierbare Messprotokolle übergehen.

Konfokaltechnik ermöglicht handliche Messgeräte

Möglich macht das ein 3D-Konfokalmikroskop. Die Konfokaltechnik basiert auf optischer Filterung durch eine Vielfachblende. Dabei wirft eine Xenon-Lichtquelle die einzelnen Lochblenden des Filters auf die zu messende Probe. Die Lichtstrahlen, die genau im Brennpunkt des Objektivs liegen, werden reflektiert und fallen auf eine CCD-Kamera. So entstehen konfokal gefilterte Intensitätsbilder, die gestapelt und deren Höheninformationen der einzelnen Bildpunkte durch eine Software errechnet werden.

Damit erhält der Nutzer Höheninformationen komplexer 3D-Topografien und eine gute Wiedergabe selbst steiler Flanken und Unstetigkeiten. „Vorteil dieser Geräte ist eine schnelle und hochpräzise Messung“, erläutert Dipl.-Ing Heike Schmidt, Applikationsingenieurin bei der Nano-Focus AG. „Und mit dem ,μsurf mobile‘ haben Sie sogar die Möglichkeit, ein handliches Gerät überall sehr schnell zum Einsatz zu bringen.“

Gleichzeitiges Messen von Form und Rauheit

Ein anderes System misst gleichzeitig sowohl Form als auch Rauheit eines Werkstückes. Das 3D-Infinite-Focus-Messgerät wird zur Qualitätskontrolle im Mikro- und Nanobereich eingesetzt. Die Kombination der Eigenschaften eines optischen Profilometers und einer Mikrokoordinatenmessmaschine lassen die Qualitätskontrolle steiler Flanken, großer Rauheiten und stark reflektierender inhomogener Materialien mit einer vertikalen Auflösung von 10 nm zu.

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