Ölauflagenmessung

Messung von Ölfilmen zur Qualitätssicherung

Dünne Beschichtungen und deren Beschaffenheit können entscheidend für die Qualität von Produkten sein. Beispiel Presswerk: Hier entstehen Stanz- und Formteile – beispielsweise für den Automobilbau – aus großen Metallbahnen, den sogenannten Coils. Für die Verarbeitung dieser Bleche ist es notwendig, das Material vor der Umformung zu beölen. Die dünnen Ölfilme erfüllen bei der Blechherstellung drei wichtige Aufgaben: Sie schützen Bleche vor Korrosion, sie verhindern mechanische Beschädigungen und sie verbessern das Reibverhalten der Bleche bei der Umformung. Eine exakte Dosierung der Ölmenge ist wichtig: Bei der Umformung ist auf eine gezielte Beölung der besonders stark zu verformenden Stellen eines Bauteils zu achten. Beim Korrosionsschutz kommt es vor allem auf eine gleichmäßige und vollständige Verteilung des Ölfilms an. Daher werden gerne etwas dickere Ölfilme eingesetzt. Dies kann zu Qualitätsproblemen bei ölempfindlichen Folgeprozessen wie z. B. Kleben, Lackieren, Schweißen oder elektrischem Kontaktieren führen.

Hochaufgelöste Detektion der Oberfläche dank Fluoreszenz

Es ist daher sinnvoll, Homogenität und Dicke der Ölauflage während der Produktion messtechnisch zu erfassen. Gängige Inline-Messsysteme messen die Oberfläche lediglich punktuell. Aber nur eine flächendeckende Ölfilm-Messung gibt zuverlässig Aufschluss über die tatsächliche Ölbelegung eines Blechs.

Fraunhofer IPM hat mit dem F-Scanner ein Verfahren entwickelt, das die Ölverteilung auf dem gesamten Blech mit einer schnellen bildgebenden Fluoreszenzmesstechnik genau bestimmt und damit kontrolliert. Der »F-Scanner«, erfasst die Dicke und Homogenität von Ölfilmen und Trockenschmierstoffen in Echtzeit – auf ebenen Blechen genauso wie auf komplexen 3D-Stanzteilen. Eine vorbereitende Homogenisierung der Belegung ist nicht notwendig. Schnelle Laserscanner messen dabei bis zu 400 Linien pro Sekunde. Bei einem Vorschub der Metallbahn von mehreren Metern pro Sekunde werden so 100 Prozent der Oberfläche unmittelbar in der Produktion analysiert.

Qualität durch Inline-Messtechnik

Das System kann an alle Anlagenbreiten bis 4,2 m angepasst werden. Dies ermöglicht einen hohen Flächendurchsatz bei gleichzeitig hoher Empfindlichkeit. Zusätzlich zur Überwachung von Bandware können so auch Bauteile mit komplexen 3D-Freiformflächen vollständig inspiziert werden. Der UV-Laserstrahl scannt dazu über das gesamte Objekt. Eine automatisierte Bildverarbeitung auf Basis von Mustererkennung ermöglicht es, die Fluoreszenzbilder in Echtzeit auszuwerten und zu kategorisieren. Wird der definierte Grenzwert einer Ölbelegung über- oder unterschritten, so kann der nächste Prozessschritt angepasst werden: Das Bauteil wird aussortiert, die Stelle markiert oder die Beölungsmenge angepasst.

Auf diese Weise hilft die ortsaufgelöste Auswertung, die Qualität der Ölauflage in der Linie zu prüfen, zu dokumentieren und dadurch dauerhaft zu optimieren.