mikromal – Sonderforschungsbereich 747 „Mikrokaltumformen“ der Universität Bremen

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Mikrokaltumformen?

Holografisches Messsystem

 

 

Entwicklung eines holografischen Messsystems zur Bestimmung von Werkzeugverschleiß

Beim Mikrokaltumformen kommen sehr kleine Werkzeuge zum Einsatz, bei denen kleinste Abnutzungen zu Fehlern im Produkt führen. Darum entwickeln die Forscher des SFB 747 ein holografisches Messsystem, um den Werkzeugverschleiß direkt zu messen. Mit diesen Erkenntnissen können bessere Werkzeuge mit höheren Lebensdauern entwickelt werden.

Im Sonderforschungsbereich beschäftigen wir uns damit sehr kleine Bauteile aus Metall herzustellen. Die Arbeitsschritte sind dabei ähnlich wie im Großen: Da wird gehämmert, gezogen, poliert und geschnitten. Aber wir stellen Teile her, die sehr klein sind. Zum Beispiel sogenannte Mikronäpfe, die aussehen wie winzige Cola-Dosen mit einem Millimeter Durchmesser.

Kleine Fehler ganz groß

In der Mikrowelt ist es wichtig, dass die fertigen Produkte sehr geringe Toleranzen haben. Das bedeutet, wenn ich einen Kochtopf herstelle und der hat eine kleine Delle, dann kann ich ihn später noch verkaufen und damit auch Nudeln kochen. Wenn dieser Topf aber nur noch einen Millimeter groß ist, darf die Toleranz, also die Abweichung von der perfekten Form, nur noch winzig sein, sonst ist das Teil unbrauchbar. Eine Fehlerquelle beim Herstellen von Mikrobauteilen ist, dass die Werkzeuge, die hierbei zum Einsatz kommen, selbst durch Abnutzung Abweichungen von ihrer ursprünglichen Form bekommen und diese in den Mikronapf übertragen.

Um den Herstellungsprozess zu optimieren, wollen wir feststellen, wann das Werkzeug durch ein neues ersetzt werden muss. Da der Verschleiß nicht mit bloßem Auge zu erkennen ist, entwickle ich mit meiner Kollegin ein Messsystem, dass diese Aufgabe durch komparative Holografie automatisch ausführt.

Holografie: Einblick in die dritte Dimension

Die Form des Werkzeugs wird holografisch gemessen. Hologramme kennt man aus Filmen wie Star Wars, wo dreidimensionale Projektionen von Personen oder Todessternen erzeugt werden. Das funktioniert zurzeit noch nicht so gut wie im Film, aber zumindest ist das Prinzip richtig. In einem Hologramm sind im Gegensatz zu einem Foto auch die Tiefeninformationen gespeichert. Dadurch ist es möglich Gegenstände dreidimensional zu vermessen.

Um den Verschleiß von Werkzeug dreidimensional zu vermessen, kommt ein Verfahren zum Einsatz, das sich komparative Holografie nennt. Hierbei wird zunächst von einem neuen Werkzeug ein Hologramm aufgenommen. Wenn das Werkzeug nach vielen Arbeitsschritten verschlissen sein könnte, wird es erneut holografisch vermessen. Im Computer werden die beiden Bilder verglichen. Das geschieht, indem sie voneinander abgezogen werden. Dabei wird genau sichtbar, wo sich das Werkzeug abgenutzt hat. Mit diesem Wissen können meine Kollegen neue Strategien entwickeln, um die Haltbarkeit der Werkzeuge zu verlängern.

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Fax + 49 421 218-58063

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