Dienstleistungen

Industrielle Computertomografie

Der industrielle Röntgen-Computertomograf Zeiss METROTOM 1500 ermöglicht die Durchführung von komplexen Mess- und Prüfaufgaben an Kunststoff- und Metallbauteilen. Durch das große realisierbare Messvolumen und die leistungsstarke Röntgenquelle können auch größer dimensionierte Bauteile komplett erfasst werden. Gleichzeitig können auch innenliegende Strukturen, welche taktil oder optisch nicht zugänglich sind, gemessen werden. Ein in Sonderanfertigung implementierter Hexapod erlaubt individualisierbare Messstrategien zur Artefaktreduktion.

Wir bieten:

• Überprüfung und Messung von geometrischen Merkmalen an Bauteilen
• 3D-Porositätsanalyse
• Wandstärkenanalyse
• Qualitative Schnittbildanalyse
• 2D-Röntgenuntersuchungen
• Individuelle messtechnische Untersuchungen

Multisensormesstechnik

Das Multisensormesssystem FRT MicroGlider ist ein Oberflächenmessgerät für berührungslose und berührende Messungen mit Subnanometer-Auflösung. Es umfasst einen konfokal chromatischen Aberrationssensor, der die Probe mit fokussiertem Weißlicht bei einem Arbeitsabstand von 4,5 mm beleuchtet. Das reflektierte Licht wird mit einem Spektrometer zur Abstandsbestimmung ausgewertet, so dass Strukturen auf der Oberfläche des Werkstücks erfasst werden können. Mit dem als weiteren Sensor integrierten Rasterkraftmikroskop kann die Werkstückoberfläche mit einer kleinen Siliziumspitze (Cantilever) zusätzlich abgetastet werden. Außerdem lassen sich die Oberflächen mit einem taktilen Tastsystem (Profilometer) erfassen.

Spezifikationen

Messbereich:	350 mm x 350 mm
Tischbelastung:	max. 5 kg
Auflösung vertikal:	12,8 nm (bei 10 mm Messbereich)
Geradheitsabweichung:	0,5 μm über 120 mm Verfahrweg 0,2 μm über jeweils 20 mm Verfahrweg

Chromatischer Sensor (CWL):
Berührungsloser Weißlicht-Distanzsensor; Spektralanalyse des reflektierenden, auf die Oberfläche fokussierten weißen Lichtes.

• Messbereich z: 300 µm
• Arbeitsabstand: 4,5 mm
• Laterale Auflösung (optisch): 1 µm – 2 µm
• Auflösung in z (optisch): 3 nm

Beispiel: Oberflächentopografiemessung

Die mit dem chromatischen Weißlichtsensor erzeugten Messdaten der Oberfläche eines Werkstücks werden meist mit der Messsoftware MountainsMap®-Software ausgewertet. Für die Auswertung und grafische Darstellung des Werkstücks werden die erfassten Oberflächenmessdaten zunächst rechnerisch ausgerichtet (Gauß-Ebene). Im gezeigten Beispiel wurde zur Bestimmung der Flächendurchbiegung des Werkstücks in X- und Y-Richtung die maximale Flächendurchbiegung rechnerisch und grafisch bestimmt.

Wir bieten:

• Messung von Form- und Oberflächenstrukturen
• Messung von Konturen
• Bestimmung der Topografie
• Individuelle messtechnische Untersuchungen

Taktile Oberflächenmesstechnik

Das Form Talysurf Serie 2 PGI ist ein taktiles Oberflächenmessgerät, mit dem Mikrostrukturen und Konturen im Makrobereich aufgenommen werden können. Die Oberfläche des Werkstücks wird von dem eingesetzten Taster (Tastnadelradien im Bereich von 2 µm bis 1 mm) erfasst und dadurch das am entgegengesetzten Ende des Tasthebels befindliche Phasengitter ausgelenkt. Ein interferometrischer Lesekopf dient zur photoelektrischen Erfassung der Auslenkung des Tasthebels und der Kontur der Werkstückoberfläche. Durch die über den Messbereich konstante Auflösung des inkrementellen Phasengitterinterferometers können Strukturen mit Höhenunterschieden von wenigen Mikrometern auf der Werkstückoberfläche erfasst werden.

Spezifikationen

Messbereich:	In vertikal (z) +/- 20 mm (abhängig von der Tasterlänge) In Vorschubrichtung (x) 120 mm Senkrecht zur Vorschubrichtung (y): 100 mm
Auflösung vertikal:	12,8 nm (bei 10 mm Messbereich)
Auflösung vertikal:	12,8 nm (bei 10 mm Messbereich)
Geradheitsabweichung:	0,5 μm über 120 mm Verfahrweg 0,2 μm über jeweils 20 mm Verfahrweg

Beispiel: Bestimmung des Rauheitsprofils

Das Funktionsverhalten eines Maschinenteiles wird entscheidend von der Beschaffenheit der Oberfläche beeinflusst. Deswegen werden oft Oberflächen-Rauheitsmessung mit einem Tastschnittgeräten vorgenommen. Für die Bestimmung der Oberflächen-Rauheitsparameter (z. B. R_z, R_a, etc.) von technischen Oberflächen wird zuerst das Primärprofil mit einer Tastspitze aufgenommen. Für die Berechnung der Oberflächenkenngrößen werden anschließend das Primärprofil unter Berücksichtigung der Profilfilter ausgewertet.

Wir bieten:

• Messung von Form- und Oberflächenstrukturen
• Messung verschiedenster Konturen
• Überprüfung und Messung von geometrischen Merkmalen an Bauteilen
• Individuelle messtechnische Untersuchungen

Optische Oberflächenmesstechnik

Das Alicona G4 InfiniteFocus ist ein hochauflösendes optisches 3D-Oberflächenmesssystem zur Qualitätssicherung in Labor und Produktion. Mit nur einem System deckt es die klassische Oberflächenmesstechnik und die Koordinatenmesstechnik ab. Selbst bei komplexen Formen oder unterschiedlichen Materialeigenschaften erzielt es über große vertikale und laterale Scanbereiche eine vertikale Auflösung von bis zu 10 nm.

Spezifikationen

Messbereich:	100 x 100 x 100 mm³
Vertikale Auflösung:	10 nm (bei 100x Vergrößerung)
Optisch laterale Auflösung:	0,4 µm (bei 100x Vergrößerung)
Max. Scan Höhe:	8 mm (bei 2,5x Vergrößerung)
Messwinkel:	90° +/- 85° je nach Oberfläche
Zusatzausstattung	Rotationseinheit

Beispiel: Rauheitsmessung an Mikrozahnrädern

Mit dem Alicona G4 InfiniteFocus können Regelgeometrien und komplexe Formen von Mikrokomponenten nicht nur aus einem Blickwinkel gemessen werden. In nur einem Messvorgang wird ein Oberflächendatensatz der vollständigen Form wie bspw. von Mikrozahnrädern generiert.
Auf Grundlage dieser Rohdaten können die wichtigsten Oberflächenparameter wie beispielsweise S_a, S_q und S_z bestimmt werden.

Wir bieten:

• Formmessung eines Profils
• Rauheitsmessung eines Profils
• Messung der Oberflächentextur
• Volumenmessung
• 3D-Oberflächenmessung
• 2D-Aufnahmen
• Individuelle messtechnische Untersuchungen

Formmesstechnik

Das hochgenaue Formmessgerät Mahr MarForm MFU 800 ermöglicht das Messen von Form- und Lageparametern an Werkstücken. Es wird insbesondere für die Messung von eng tolerierten, vorwiegend rotationssymmetrischen Präzisionsteilen eingesetzt. Das Gerät verfügt über taktile Sensorik für die hochgenaue Messung.

Wir bieten:

• Werkskalibrierungen von geometrischen Normalen und Werkstücken
• Überprüfung und Messung von geometrischen Merkmalen an Bauteilen
• Messtechnische Untersuchungen

Koordinatenmesstechnik (FAU intern)

Das Multisensor-Koordinatenmessgerät Zeiss Prismo 12/18/7 ultra ermöglicht das Messen von Maß-, Form- und Lageparametern an Werkstücken. Das Gerät verfügt über taktile Sensorik für die hochgenaue Messung sowie über optische Sensorik zur Messung von geometrischen Merkmalen mittels einer hohen Anzahl an Messpunkten.

Spezifikationen

Messbereich:	1 200 x 1 800 x 650 mm³
Auflösung der Maßstäbe:	20 nm
Messgenauigkeit (taktil):	MPEE0 (3D) = (0,9 + L/500) μm
Messgenauigkeit (optisch):	MPEP (D.95%:Tr:Opt*) = 2,9 μm
Tastkopf:	VAST gold, RDS-VAST XXT, LineScan
Zusatzausstattung:	Drehtisch

Beispiel: Kalibrierung von Referenznormalen

Für die Kalibrierung von geometrischen Merkmalen an gängigen Referenznormalen, Lehren oder Maßverkörperungen gibt es in der Technik standardisierte Verfahren. Für Maßverkörperungen, Lehren oder Referenznormale, die sich in Abmessung und Gestaltung von den gängigen Normalen unterschieden oder für spezielle Anwendungsfälle konzipiert sind, bedarf es eines vielseitigen Kalibrierverfahrens zur Messung und Kalibrierung. Mithilfe eines Koordinatenmessgeräts in Verbindung mit dem virtuellen Koordinatenmessgerät (VCMM) kalibrieren wir seit vielen Jahren für Forschung und Industrie geometrische Merkmale an Referenznormalen dieser Art.

Wir bieten:

• Werkskalibrierungen von geometrischen Normalen, Maßverkörperungen und Werkstücken (Messunsicherheitsbestimmung mittels VCMM, max. Bauteilgröße: 1 200 x 1 800 x 650 mm³)
• Überprüfung und Messung von geometrischen Merkmalen an Bauteilen
• Individuelle messtechnische Untersuchungen

Volumenanalyse

Mit der Software VGSTUDIO MAX lassen sich Volumendatensätze, sowie CAD-Daten, Punktewolken und Polygonnetze visualisieren und analysieren. Die Software ist der Quasistandard in der Auswertung von computertomografischen Daten und ergänzt ideal das METROTOM 1500. Abseits der Computertomografie (CT) können generell Oberflächendaten und Polygonnetze analysiert werden. Die Einsatzgebiete der Software umfassen unter anderem die dimensionellen Messtechnik, zerstörungsfreie Fehlersuche und die Analyse von Wandstärke und Defekten.

Beispiel: CT-Analyse einer Störkonturhalterung

Nachfolgend gezeigt ist eine Halterung, die zur Befestigung von Störkonturen bei CT-Messungen eines Mehrkugeldistanznormals verwendet wird, zu der jedoch durch individuelle Anpassungen kein CAD-Modell vorliegt. Die Halterung wurde zuerst tomografiert und anschließend die Oberfläche im Volumendatensatz bestimmt und in ein wasserdichtes Polygonnetz überführt. Die resultierende Oberflächeabbildung (.stl Format) kann anschließend verwendet werden, um exakte Kopien der individualisierten Halterung additiv zu fertigen.

Wir bieten:

• Messung von Längenmaßen und Form- und Lagetoleranzen
• Soll-Ist-Vergleich von Oberflächendatensätzen
• Automatisierung: Erstellung von Makros und Messvorlagen
• Ausleiten von wasserdichten Polygonnetzen (.stl) aus CAD- und Volumendaten
• 3D-Porositätsanalyse
• Wandstärkenanalyse
• Individuelle messtechnische Untersuchungen

Konturanalyse

Die von Ingenieuren, Wissenschaftlern und Messtechnikern weltweit eingesetzte MountainsMap®-Software ist das Mittel der Wahl in der 2D- und 3D-Oberflächentexturanalyse und messtechnik zur Verwendung mit Profil-Messgeräte and flächenhaft arbeitende Messgeräten. Visualisierung, Korrektur und Analyse von Profilen und Oberflächen – Rauheits- und Welligkeitsfilter gemäß ISO 16610 – Berechnung von ISO-Profilen und Flächenparametern – Extraktion funktionaler und messtechnischer Informationen aus Ihren Daten mithilfe fortschrittlicher Werkzeuge: Fourier-Analyse, Partikelanalyse, Stufenhöhe, Formanpassung, Wavelet-Filter, Fraktalanalyse usw. – Freiformflächen (Schalen) laden, visualisieren und analysieren.

Beispiel: Konturanalyse

Schnittspuren auf Tierknochen werden oftmals als Nachweis für den menschlichen Einfluss an archälogischen Fundorten verwendet. Diese Spuren können aber auch durch natürliche Beschädigungen wie z. B. durch Umlagerung von Sediment entstehen. Eine genaue Untersuchung der Oberflächenstrukturen auf Grundlage unserer Messungen hinsichtlich der Profiltiefe und -form erlaubt eine nähere Unterscheidung. [1]

Tierknochen in beidseitiger Ansicht mit Verbissspuren. Quelle: [1]

Messflächen der Zahnmarken im Blockbild. Quelle: [1]

Literatur:

[1] Steguweit, Leif: Schnittspuren oder Tierverbiss? Ein Beitrag zur Modifikation auf pleistozänen Knochenoberflächen. Knochen pflastern ihren Weg. Festschrift für Margarethe und Hans-Peter Uerpmann, Roland de Beauclair, Susanne Münzel und Hannes Napierala (Hrsg.), 2009, S. 247-258. ISBN: 978-3-86757-952-0.

Wir bieten:

• Analyse der Profilrauheit und -welligkeit (nach DIN EN ISO 21920-2)
• Grundlegende Analyse von Oberflächendaten
• Stitchen von Bildern und Oberflächen, Beseitigung von Ausreißern und Multifokus-Rekonstruktion
• Unterstützung von Dateiformaten aus optischen Profilometern
• Erweiterte Profilanalyse
• Profilparameter im Automobilbereich
• Konturanalyse
• Fourier- und Wavelets-Analyse
• Individuelle messtechnische Untersuchungen

Realistische digitale Modelle für Röntgen-Computertomografen

Ein realistisches digitales Modell eines industriellen Röntgen-Computertomografen ermöglicht die vorab Simulation von Mess- und Prüfaufgaben sowie perspektivisch die Ermittlung der Messunsicherheit gemäß GUM Supplement 1. Dadurch ist es möglich den Entwicklungs- und Prüfprozess von Messaufgaben zu beschleunigen und zu optimieren.

Beispiel:

Für die Erstellung eines realistischen digitalen Modells eines industriellen Computertomografen bedarf es der Charakterisierung verschiedenster Parameter. Hierfür wurde im Projekt CTSimU2 der am Lehrstuhl zur Verfügung stehende industrielle, metrologischen Computertomograf Zeiss METROTOM 1500 charakterisiert und Messungen eines Prüfkörpers (der Lochplatte der PTB (Physikalisch-Technischen Bundesanstalt, Braunschweig)) in der Simulationssoftware aRTist (BAM, Berlin) nachgebildet. Das untenstehende Beispiel zeigt, dass eine hinreichend genaue Nachbildung für Durchmesser und Mittelpunktabstände erreicht wurde.

Wir bieten:

• Unterstützung beim Aufbau eines realistischen digitalen Modells eines Röntgen-Computertomografen nach Stand der Technik.
• Simulation von Mess- und Prüfaufgaben eines digitalen Modells
• Individuelle Vorabsimulation von Mess- und Prüfaufgaben für den am Lehrstuhl zur Verfügung stehenden industriellen Computertomografen Zeiss METROTOM 1500.

Geometriekalibrierung für CT-Geräte

Für Kunden, die bereits mit eigener CT-Messtechnik arbeiten, jedoch mit den Auswirkungen von Geometrieabweichungen (z. B. Doppelränder durch schlecht justierte Drehtischachse, Skalierungsabweichungen bei dimensionellen Messungen durch unzureichend bestimmte Vergrößerung) zu kämpfen haben, bieten wir die Möglichkeit, mit lehrstuhleigenen Einmesskörpern die CT-Geometrieparameter durch Kalibrierscans hochgenau zu ermitteln und Hilfestellung, um diese bei der Volumenrekonstruktion erfolgreich zu korrigieren.

Wir bieten:

• Einmesskörper zur CT-Geometriekalibrierung beim Kunden
• Auswertung der beim Kunden aufgenommenen Projektionsdaten zur Ermittlung der Geometrieparameter bzw. Geometrieabweichungen
• Hilfestellung bei der softwareseitigen Korrektur der Geometrieabweichungen für CT-Messungen

Messungen im Rahmen von Dienstleistungen und Forschungskooperationen finden in unserem Messraum statt. Dieser besitzt nach VDI/VDE 2627 Blatt 1 die höchste Messraumgüteklasse (Güteklasse 1) und eignet sich somit optimal für die Messung geometrischer Merkmale an Messobjekten.