Fertigungsmesstechnik

Unser Leistungsangebot

Die Messung physikalischer, chemischer oder biologischer Größen ist bei vielen fertigungstechnischen Aufgaben entscheidend. Am Fraunhofer ILT werden verschiedene Lasermessverfahren für Aufgaben in der Fertigung und für eine inlinefähige Prozesskontrolle entwickelt und gemeinsam mit Kunden und Partnern in Prototypen und Kleinserien umgesetzt.

Mit einer am Fraunhofer ILT entwickelten absolut-messenden interferometrischen Sensorik sind beispielsweise geometrische Eigenschaften von Bauteilen mit sehr hoher Genauigkeit und hohem Durchsatz messbar. Zusätzlich kann die Rauheit glänzender, geschliffener oder rauer technischer Oberflächen gemessen werden. Beim Laserauftragschweißen können mit dieser Sensorik Geometriemerkmale wie die aufgetragene Schichtdicke schon während der Fertigung erfasst werden. In Echtzeit kann auf Abweichungen von der Soll-Geometrie reagiert werden, sodass Prozessabweichungen frühzeitig erkannt und kompensiert werden können. Weitere Anwendungsgebiete für die interferometrische Sensorik sind die Inline-Überwachung und Regelung beim Laserstrahlschmelzen, Laserbohren und in der Lasermikrostrukturierung.

Im Recycling-Bereich eignen sich laserspektroskopische Messverfahren beispielsweise hervorragend für automatisierte Sortierverfahren. Metalle, Keramiken, Gläser, Schlacken, oder Rohstoffe lassen sich sehr schnell identifizieren und sortieren. Seltene wertvolle Werkstoffe, wie Technologiemetalle in Bauteilen auf Elektronikplatinen, lassen sich zudem identifizieren und gezielt zurückgewinnen.

Das Leistungsangebot umfasst Machbarkeitsstudien, die Entwicklung von Komponenten und Verfahren für die Fertigungsmesstechnik, Unterstützung bei der Integration der neuen Technologien in industrielle Fertigungsprozesse und bei der Aufnahme des Dauerbetriebs in der Produktion sowie individuelle Beratung zu kundenspezifischen Lasermessanlagen.

Dickenmesssystem »bd-2« für bidirektionale Messungen.
© Fraunhofer ILT, Aachen.

Dickenmesssystem »bd-2« für bidirektionale Messungen.

INSPIRE-Sensorik für die Prüfung von Form und Lagetoleranzen an Nockenwellen.
© Fraunhofer ILT, Aachen.

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

Ausrichtung von Pulverfokus, Lage der Bearbeitungslaserstrahlung (grün) und Messstrahlung des »bd-1« (rot).
© Fraunhofer ILT, Aachen.

Ausrichtung von Pulverfokus, Lage der Bearbeitungslaserstrahlung (grün) und Messstrahlung des »bd-1« (rot).

Messung geometrischer Größen

  • Lasermessverfahren (Interferometrie, Triangulation, Laufzeit, …)
  • absolut-messende interferometrische Sensorik (»bd-1«, »bd-2«, »bd-x«)
  • optische Kohärenztomografie (OCT)
  • Anwendungen in der Fertigung und Prozesskontrolle
  • Inline-Überwachung von Laserfertigungsprozessen (Auftragsschweißen, Einschweißtiefe, Oberflächenstrukturen, Bohrungen, Additive Manufacturing)

Chemische Analyse

  • spektroskopische Messtechnik, Laser-Emissionsspektrometrie (LIBS)
  • Prozessanalytik von Metallen, Keramik, Glas, Schlacke, Rohstoffen, Stäuben, …
  • Analytik für das werkstoffliche Recycling, automatisierte Sortierverfahren
  • positive Materialidentifikation (PMI): 100 %-Prüfung von Halbzeugen und Endprodukten in der Fertigungslinie
  • ortsaufgelöste Elementanalytik; Reinheitsanalyse von Produktionsproben, Mikroeinschlüsse und Seigerungen in Metallen

Entwicklungen

  • Erschließung neuer Anwendungsfelder der Lasermesstechnik
  • Funktionsmuster und Prototypen für industrielle Anwendungen
  • kundenspezifische Anlagen für Messaufgaben in der Produktion

Branchen

Lasertechnik trägt in unterschiedlichen Branchen zur Lösung anspruchsvoller Aufgabenstellungen bei. Ob als Werkzeug in der Automobilfertigung, als Messmittel im Umweltbereich, als Diagnose- oder Therapieinstrument in der Medizintechnik oder als Kommunikationsmedium in der Raumfahrttechnik, der Laser bietet vielfache Einsatzmöglichkeiten mit hoher Produktivität und hoher Effizienz.

Auf den Branchen-Webseiten finden Sie weitere Informationen und eine Auswahl aus unserem Angebot.

Projektergebnisse

Hier finden Sie eine Auswahl von freigegebenen Projektergebnissen (Jahresberichtsbeiträge) aus dem Leistungsangebot »Fertigungsmesstechnik« der letzten Jahre als PDF-Downloads. Sie suchen weitergehende Informationen? Nehmen Sie einfach Kontakt mit uns auf – Unsere Ansprechpartner stehen Ihnen gerne für Fragen und Gespräche zur Verfügung.

Publikationen

Holters, M., Dirks, S., Stollenwerk, J., Loosen, P.:
Automated and model-based assembly of an anamorphic telescope.
SPIE OPTO, 22 February 2018, San Francisco, California, United States. Proc. SPIE 10538, Optical Interconnects XVIII, 105380U (2018)

Mahler, G., Westphalen, T. :
Laserangeregte Thermografie von CFK-Bauteilen
Thermographie-Kolloquium 2017, 28. – 29. September 2017 in Berlin. Beitrag 7 , (8 S.) (2017)

Sturm, V., Meinhardt, C., Fleige, R., Fricke-Begemann, C., Eisbach, J.:
Fast identification of steel bloom composition at a rolling mill by laser-induced breakdown spectroscopy
SPECTROCHIMICA ACTA PART B: ATOMIC SPECTROSCOPY 136, 66-72 (2017)

Donges, A., Noll, R.:
Laser Measurement Technology
Heidelberg [u.a.]: Springer 2015,
Springer Series in Optical Sciences,Vol. 188.
ISBN 978-3662436332

Sturm, V., Fleige, R., de Kanter, M., Leitner, R., Pilz, K., Fischer, D., Hubmer, G., Noll, R.:
Laser-Induced Breakdown Spectroscopy for 24/7 automatic liquid slag analysis at a steel worksAnal. Chem. 86, 9687-9692, 2014

Noll, R., Hölters, S., Kämmerling, J., Lenenbach, A.:
Laserabstandssensoren messen die Dicke von Walzbändern
QZ 58 (10), 44-47 (2013)

Sturm, V., Eilers, D., Werheit, P., Chiarotti, U., Volponi, V., De Miranda, U. Zani, M., Makowe, J.:
Elemental monitoring of steel scrap loading an electrical arc furnace
Metallurgical Analysis, Vol. 32 (6): 18-23 (2012)

Noll, R., Krauhausen, M.:
Online Lasermesssysteme für die Stahl- und Automobilindustrie
Düsseldorf: VDI 2008
VDI-Berichte. Bd 2011, pp. 3-12

Noll, R., Krauhausen, M.:
Online laser measurement technology for rolled products
Ironmaking & Steelmaking 35, 221-227, 2008

Sturm, V., Schmitz, H.-U., Reuter, T., Fleige, R., Noll, R.:
Fast vacuum slag analysis in a steel works by laser-induced breakdown spectroscopy Spectrochim. Acta Part B 63, 1167-1170, 2008

Noll, R., Sturm, V., Aydin, Ü., Eilers, D., Gehlen, C., Höhne, M., Lamott, A., Makowe, J., Vrenegor, J.:
Laser induced breakdown spectroscopy - from research to industry, new frontiers for process control Spectrochim. Acta Part B63, 1159-1166, 2008

Noll, R., Krauhausen, M.:
Online-Prüfung von Bändern und Rohren
Bänder Bleche Rohre 49, 72-75, 2008

Lenenbach, A. , Hölters, S., Noll, R.:
Optisches Online-Messverfahren zur Überwachung von Wandstärken an Stückgütern in der kunststoffverarbeitenden Industrie
VDI-BERICHTE 2011, 33-41, 2008

Sturm, V., Brysch, A., Noll, R.:
Online Multielement Analysis of the Top Gas of a Blast Furnace by Laser-induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) Berg- und Hüttenmännische Monatshefte 152, 28-32, 2007

Noll, R., Krauhausen, M.:
Autoteile unter Laseraugen
Laser + Photonik 2, 30-33, 2007

Noll, R., Krauhausen, M.:
Den Bewegungszustand des Blechs einfrieren
QZ Qualität und Zuverlässigkeit 52, 36-40, 2007

Noll, R.:
Lasertriangulation
In: Handbuch zur Industriellen Bildverarbeitung.
Hrsg.: N. Bauer. Fraunhofer IRB Verl. 56-60, 2007

Noll, R., Krauhausen, M.:
Lasertriangulation für die Online-Messung geometrischer Größen in der Produktion
In: Handbuch zur Industriellen Bildverarbeitung.
Hrsg.: N. Bauer. Fraunhofer IRB Verl.
260-275, 2007

Noll, R., Krauhausen, M.:
Online-Lasermesstechnik für Walzprodukte
stahl und eisen 127, 99-105, 2007

Noll, R., Sturm, V., Stepputat, M., Whitehouse, A., Young, J., Evans, P.:
Industrial applications of LIBS. Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS): Fundamentals and ApplicationsEd. A.W. Miziolek, V. Palleschi, I. Schechter, Cambridge: Cambridge Univ. Pr. (2006) 400-439, 2006

Balzer, H., Höhne, M., Noll, R., Sturm, V.:
New approach for online monitoring of the Al depth profile of the hot-dip galvanised sheet steel using LIBS Analytical & Bioanalytical Chemistry 385 225-233, 2006

Balzer, H., Hoehne, M., Hoelters, S., Sturm, V., Noll, R., Leunis, E., Janssen, S., Raulf, M., Sanchez, P. Hemmerlin, M.:
Online depth profiling of zinc coated sheet steel by laser-induced breakdown spectroscopy, Progress in Analytical Chemistry in the Steel and Metal Industries 7, 237-242, 2006

Vrenegor, J., Sturm, V., Noll, R., Hemmerlin, M., Thurmann, U., Flock, J.:
Preparation and analysis of production control samples by a two-step method. Proceedings of the 7th International Workshop "Progress in Analytical Chemistry in the Steel and Metal Industries", 81-86, 2006

Sturm, V., Vrenegor, J., Noll, R., Hemmerlin, M.:
Bulk analysis of steel samples with surface scale layers by enhanced laser ablation and LIBS analysis of C, P, S, Al, Cr, Cu, Mn and Mo, J. Anal. At. Spectrom. 19, 451-456, 2004

Sturm, V., Noll, R.:
Laser-induced breakdown spectroscopy of gas mixtures of air, CO2, N2, and C3H8 for simultaneous C, H, O and N measurement, Applied Optics 42, 6221-6225, 2003

Peter, L., Sturm, V., Noll, R.:
Liquid steel analysis with laser-induced breakdown spectrometry in the vacuum ultraviolet
Applied Optics 42, 6199-6204, 2003

Brysch, A., Sturm, V., Noll, R.:
Online-Überwachung von Aerosolen im Hochofen-Gichtgas durch Laser-EmissionsspektrometrieVDI-Bericht, Anwendungen und Trends in der optischen Analysenmesstechnik,
VDI Verlag, Bericht-Nr. 1667, 149-154, 2002

Sturm, V., Peter, L., Noll, R.:
Steel analysis with laser-induced breakdown spectrometry in the vacuum ultraviolet
Appl. Spectroscopy 54, 1275-1278, 2000

Mönch, I., Peter, L., Priem, R., Sturm, V., Noll, R.:
Quality assurance in the production of pipe fittings by automatic laser based material identification
SPIE Vol. 3823, 235-243, 1999

Sattmann, R., Sturm, V., Noll, R.:
Laser-induced breakdown spectroscopy of steel samples using multiple Q-switch Nd:YAG laser pulses J. Phys. D: Appl. Phys. 28, 2181-2187, 1995