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Mattierungsmittel in der optischen Fertigungsmesstechnik

Qualitätssicherung
Mattierungsmittel für glänzende und reflektierende Oberflächen in der optischen Messtechnik

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Da der Lidar-Scan durch transparente Flächen hindurchgeht, werden beim Messdienstleister A3DS die Scheiben und Scheinwerfer vor dem Scannen mit dem Scanning-Spray Blue besprüht. Bild: Aesub
Mit speziellen Scan-Sprays lassen sich glänzende oder reflektierende Oberflächen vor dem Messen mattieren. Inzwischen gibt es Produkte, bei denen sich die aufgetragene Schicht komplett verflüchtigt. Die bislang aufwendige Bauteilreinigung nach dem Scannen entfällt.

» Uwe Schoppen, Redakteur Industrieanzeiger

In der optischen Messtechnik ist die Oberfläche der Bauteile oft eine Herausforderung für die Scansysteme. Bei transparenten Flächen wird das Scanner-Licht nicht vom Bauteil reflektiert, sondern geht durch die Oberfläche hindurch. Somit kann die Struktur auch nicht erfasst werden. Reflektierende Oberflächen fokussieren den Lichtstrahl, anstatt ihn diffus zurückzustrahlen. Auch hierbei werden keine verwertbaren Daten geliefert. Aber auch die Oberflächenstruktur ist für den Messvorgang entscheidend. Hat das Messobjekt ausgeprägte Kerben oder Rillen, entstehen Reflexionen von den Wänden der Vertiefungen. Dadurch wird das Lichtmuster gestört. Die Folge sind sogenannte Artefakte und fehlerhafte Daten im Scan.

Damit die Oberflächen nicht glänzen oder reflektieren, werden sie vor dem Scannen mit speziellen Scan-Sprays mattiert. Damit lassen sich hohe Kontrastwerte erzielen, die präzise Messergebnisse ermöglichen. Bei anspruchsvollen Messungen kann das Scan-Spray auch Unterschiede der Reflexionseigenschaften, der Textur und der Farbe des zu scannenden Bauteils ausgleichen.

Bislang mussten Bauteile nach der Messung gereinigt werden

Durch die dünne, homogene Schicht auf der Oberfläche sind die Scan-Objekte optimal für die optische Messung vorbereitet. Herkömmliche Sprays haben jedoch den Nachteil, dass die Bauteile und die Umgebung nach der Messung intensiv gereinigt werden müssen. Die in den Sprays enthaltenen Pigmente sind nicht nur gesundheitsgefährdend, sondern können auch die empfindlichen Geräte schädigen. Oft sind sensible Bauteile nach der Reinigung nicht mehr verwendbar. Um den Reinigungsaufwand gering zu halten, werden die Objekte außerhalb des Fertigungsbereichs besprüht. Der Transport von großen Bauteile ist jedoch umständlich, kostet zusätzliche Arbeitszeit und verzögert am Ende den Messprozess.

Titandioxid ist in den Sprays von Aesub nicht enthalten

Die Lösung des Problems sind selbstverflüchtigende Sprays, mit denen sich die Vorbereitung der Messobjekte auf wenige Sekunden reduzieren lässt. Der deutsche Hersteller Aesub hat ein solches Scan-Spray in unterschiedlichen Ausführungen entwickelt. Das Besondere an dem Produkt ist, dass sich die aufgetragene Schicht komplett selbstständig verflüchtigt, so dass die aufwendige Bauteilreinigung nach dem Scannen entfällt. Eine Kontamination durch Ablagerung von Pigmenten auf dem Equipment und den sensiblen Arbeitsbereichen ist durch das Spray nach eigenen Angaben ausgeschlossen. Das gesundheitsgefährdende Titandioxid ist in den Sprays von Aesub nicht enthalten. Im Gegensatz zu pigmenthaltigen Sprays ist die Beschichtung grifffest, was das Handling der mattierten Bauteile vereinfacht. Dank der neuen Sprays fallen zudem die Transporte zwischen Sprühplatz und Messbereich weg. Die Bauteile werden direkt im Messbereich besprüht. Das spart Zeit und der gesamte Digitalisierungsprozess wird deutlich produktiver.

Die Aesub-Sprays Blue und Orange werden in Sprühdosen angeboten und unterscheiden sich unter anderem in der Sublimationszeit. Das ist die Zeit, in der sich das Spray wieder verflüchtigt. Die Variante Green ist eine Gebindelösung, die mit einer Sprühpistole oder einem Sprühroboter aufgetragen wird und sich besonders für großflächige Teile und automatisierte Scans eignet.

Scheiben und Scheinwerfer werden mit dem Scan-Spray Blue eingesprüht

Der Braunschweiger Messdienstleister A3DS, der sich auf optische Messungen spezialisiert hat, nutzt die neuen Scanning-Sprays. Das Unternehmen misst unterschiedlich große Bauteile automatisiert und berührungslos. Um zum Beispiel ein Auto der Marke Smart zu digitalisieren, nutzen die Spezialisten zwei verschiedene Verfahren. Zunächst wird mit einem Lidar-Scanner ein 3D-Modell des Fahrzeugs erstellt, das für die anschließende Digitalisierung benötigt wird. Zusätzlich dient die Geometrie als Kollisionskörper in der Scanbox.

Die Dicke der aufgetragenen Schicht liegt zwischen 8 und 15 μm

Da der Lichtstrahl beim Lidar-Scan durch transparente Oberflächen hindurchgeht, werden die Scheiben und das Scheinwerferglas des Smart mit dem Scan-Spray Blue eingesprüht. Die Schichtdicke liegt je nach Auftragungsform zwischen 8 und 15 μm. Wenn das Spray auf die Pkw-Teile aufgetragen ist, lassen sich diese für etwa eine Stunde scannen. Die vollständige Sublimation des Sprays erfolgt in weniger als vier Stunden. Werden mehrere Schichten aufgesprüht, verlängert sich Sublimation deutlich.

Wenn die digitale Geometrie aus dem Lidar-Scan vorliegt, wird der Smart in einer Scanbox des Herstellers Gom positioniert und die Scan-Routinen anhand der gewonnenen Daten ausgerichtet. Die Messung in der Scanbox läuft vollautomatisch ab. Auch in der Scanbox lassen sich transparente Oberflächen ohne Behandlung nicht scannen. Deshalb wird der Pkw erneut mit einem flüchtigen Mattierungsmittel von Aesub eingesprüht. Wegen der Bauteilgröße kommt hier das in Gebindeform verfügbare Spray Green zum Einsatz. Es wird mit einer Sprühpistole aufgetragen, so dass die transparenten und glänzenden Oberflächen innerhalb weniger Minuten vollflächig mit einer weißen, homogenen Schicht benetzt sind.

Mit einem Liter Green lassen sich 10 bis 15 m² abdecken

Das Produkt Green wurde von den Entwicklern auf eine minimale Schichtdicke optimiert. Diese liegt beim Auftragen mit einer Sprühpistole zwischen
10 und 20 μm. Mit einem Liter Green kann eine Fläche von 10 bis 15 m² abgedeckt werden. „Green hat den Vorteil, dass es lange auf dem Bauteil bleibt und wir somit genügend Zeit haben, Messpunkte aufzukleben“, sagt David Skuratowicz, Geschäftsführer von A3DS. „Somit müssen wir während der Messung nicht noch einmal sprühen.“

Nach dem vollautomatischen Scan wird der Smart wieder aus der Scanbox gehoben. Das Scan-Spray verflüchtigte sich innerhalb weniger Stunden selbstständig, ohne dass eine Nachreinigung notwendig war. Skuratowicz: „Es ist wie Magie, am nächsten Tag kommt man zurück und alles ist sauber.”

Kontakt:
Scanningspray Vertriebs GmbH
Johann-Strauß-Straße 13
45657 Recklinghausen
Tel. +49 (0) 157 57831553
www.aesub.com



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