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Shooting Star: Optische Messverfahren

Sie wollen eine komplette Fahrzeugkarosserie vermessen oder aber die Qualitätssicherung Ihrer Produktionsabläufe sicherstellen? Heute im Unterschied noch zu zehn Jahren kein Problem mehr. Der Wandel, den die Messtechnik vollzogen hat, führt sie zu optischen und damit berührungslosen Messtechnikverfahren. Sie wurde jüngst im Rahmen der von der Hochschule Pforzheim ausgerichteten Veranstaltungsreihe „ITH – Industrie trifft Hochschule“ vorgestellt und ihr Einsatz in praktischen Anwendungsbeispielen aufgezeigt. Regionale Unternehmensvertreter sowie Professoren und Mitarbeiter der Hochschule Pforzheim hörten am Donnerstag, 23. Mai 2019 vier Fachvorträge zum Thema „Moderne optische Messverfahren in der Fertigungsmesstechnik“ aus Wissenschaft und Praxis. Begrüßt wurden die Besucher von Prof. Dr.-Ing. Frank Niemann, Studiendekan der Fakultät für Technik der Hochschule Pforzheim. „Mittlerweile ist die Bedeutung der Messtechnik für die einwandfreie Qualität der Bauteile unumstritten“, so der Studiendekan, „Sie werden heute Abend kompetente Ansprechpartner kennenlernen.“

Dr. rer. nat. Jürgen Bauer, Professor für Industrielle Messtechnik im Fachbereich Maschinenbau, führte in das Thema der modernen optischen Messverfahren ein. Noch vor einigen Jahren musste z. B. bei der Vermessung einer komplexen Geometrie sehr viel Zeit eingeplant werden. Tausende Punkte mussten taktil mit einem Koordinatenmessgerät erfasst und zu einem Messergebnis zusammengeführt werden. Heute kann eine solche Vermessung in wenigen Minuten erfolgen. Möglich ist dies durch den Fortschritt in der optischen Messtechnik. Innovationen und Weiterentwicklungen machten z.B. die Interferometrie, Lasertechnologie und Computertomographie für den berührungslosen Einsatz in Messräumen nutzbar. Die optische Messtechnik eröffnet ganz neue Möglichkeiten für Prozesse und Produktion. Die berührungslose Messung erfolgt schnell und präzise, Beschädigungen des Werkstücks werden ebenso ausgeschlossen wie eine Verfälschung des Messergebnisses durch Verformen des Messobjektes. So können Entwicklungs- und Produktionszeiten verkürzt werden. Zwischenzeitlich ist sie fest im Rahmen der Qualitätssicherung in die Produktionsabläufe eingebunden. „Der Traum eines jeden Maschinenbauers ist, einen kompletten 3D-Datensatz für ein Bauteil zu bekommen“, so Professor Bauer, „Die modernen optischen Messverfahren sind dafür die geeignete Wahl.“ Der Experte verdeutlichte, dass nicht nur für große Firmen diese optischen Messverfahren von großer Bedeutung sind, sondern auch für mittelständische Unternehmen.

„Die Welt der Dieseleinspritzung ist eine Welt der Superlativen“, so beginnt der Dr. rer. nat. Jochen Strähle seinen Beitrag. Er ist Experte für Verschleißmesstechnik bei der Robert Bosch GmbH im Diesel-Entwicklungszentrum. Er stellte die dort eingesetzten verschiedenen optischen Messverfahren vor und ließ die Zuhörer erfahren, mit welchen Vorteilen diese Messverfahren die Entwicklungsarbeit voranbringt. Messungen werden in der Produktentwicklung zum einen vor der Erprobung durchgeführt und damit die Qualität des entwickelten Bauteils gemessen. Nach der Erprobung geht es um die Fragen des Verschleißes. Das Diesel-Entwicklungszentrum verfügt über sehr viele optische Messgeräte, wodurch auf die unterschiedlichsten Fragestellungen schnell reagiert werden kann. „Wir sind ständig damit beschäftigt für zukünftige Aufgaben neue Messgeräte zu identifizieren“, so Strähle, „um allen Anforderungen rechtzeitig gewachsen zu sein.“

Das Spektrum der verschiedenen Methoden und damit die Anzahl an Messgeräten ist groß. Bei Ametek Germany GmbH, weltweitführenden Anbieter elektronischer Messgeräte, hat man die Übersicht. Produktmanager Dipl.-Ing. Frank Stanzel spricht aus Sicht eines Messgeräteherstellers. Die Fülle an unterschiedlichsten Verfahren ist riesig und die Frage nach dem richtigen Verfahren nicht immer eindeutig zu beantworten. Die Einsatzmöglichkeiten sind sehr vielfältig und umfassen nahezu alle technischen Bereiche, von der Luft- und Raumfahrt zu medizinischen Anwendungen bis hin zu Industrieprodukten und Werkstoffanalysen. „Kein Messgerät kann alles. Jedes einzelne ist ein Spezialist“, so Frank Stanzel. In Zukunft soll es möglich sein, Messungen direkt in der Produktionsmaschine durchzuführen. Bisher wird das Bauteil nach der Fertigung messtechnisch überprüft und anschließend dann die Produktionsmaschinen gegeben falls nachjustiert. „Unsere Zukunftsvision ist, dass die Produktionsmaschinen den Fehler über integrierte Messverfahren erfassen und sich entsprechend selbst nachstellen“, so der Ausblick des Produktmanagers.

Mehrere tausend Bilder während einer vollen 360°-Drehung und das in wenigen Sekunden schafft die Röntgencomputertomographie. Sie gilt als die eierlegende Wollmilchsau unter den optischen Messgeräten und erfährt heute eine immer wichtiger werdende Rolle in der industriellen Messtechnik. „Große Bauteile können bis in den Nanobereich ausgemessen werden“, erklärte Dipl.-Ing. (FH) Günter Klein von der BAKER HUGES a GE company. „Der große Vorteil dieses Verfahrens ist, dass man in das Bauteil hineinschauen kann ohne es zerstören zu müssen.“ Im industriellen Bereich müssen Objekte von wenigen Millimetern bis vielen Metern sowie Bauteile, die aus einheitlichen Materialien oder aus Faserverbundmaterialien bestehen, untersucht und dreidimensional dargestellt werden. Analysen von Bauteilen mit komplexen Innengeometrien sind für die Qualitätssicherung zunehmend wichtig. Ihr Anwendungsgebiet erstreckt sich von allen Zulieferbereichen für die Autoindustrie über die Kunststoff- und Elektroindustrie, gießtechnisch hergestellte Bauteile bis hin zur Vermessung von montierten oder zusammengesetzten Baugruppen.

 

Pressestimmen:

Pforzheimer Zeitung

Nächste Veranstaltungstermine

Die Veranstaltungsreihe wird mit weiteren spannenden Themenbereichen fortgesetzt:

Donnerstag, 24. Oktober 2019
„Funkenerosion: Neues aus Praxis und Forschung“ | Prof. Dr.-Ing. Kai Oßwald

Donnerstag, 05. Dezember 2019
„Additives Fertigungsverfahren: 3D-Wickeln“ | Prof. Dr.-Ing. Ingolf Müller

Donnerstag, 19. März 2020
„Lasertechnologie – Neues aus Forschung und Industrie“ | Prof. Dr.-Ing. Roland Wahl