Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der optischen und damit berührungslosen, flächenhaften und hochgenauen dreidimensionalen (3D) – Form- und Verformungsmessung. Auch ohne Lasereinsatz lassen sich so hohe Ortsauflösungen bei geringen Messzeiten erreichen.

Streifenprojektion

Die Streifenprojektion ist für streuende (matte) Oberflächen geeignet; hier werden mit einem handelsüblichen Videoprojektor Lichtmuster auf das Werkstück projiziert, deren perspektivische Verzerrung mit Kameras unter verschiedenen Beobachtungswinkeln aufgenommen und durch Kenntnis der Geometrie des Aufbaus in hochgenaue 3D-Informationen des Objekts umgesetzt wird.

Das Prinzip ist vom Zentimeter bis zum Meterbereich skalierbar und die Tiefenauflösung liegt je nach Messfeld zwischen 1 bis 100 µm. Das Verfahren ist von der Industrie gut angenommen und weiterhin in zunehmender Verbreitung begriffen.


Deflektometrie:

Die Deflektometrie eignet sich für spiegelnde Oberflächen; hier wird eine Sequenz von Streifenmustern aufgenommen, welche z.B. auf einem handelsüblichen Computerbildschirm dargestellt werden und sich in dem Werkstück spiegeln. Die aufgezeichneten Verzerrungen geben Aufschluss über die Neigung der Oberfläche, daraus können Daten wie Form und Krümmung bestimmt werden. Als Messverfahren liefert die Streifenreflexion bei Messfeldgrößen von einigen mm bis dm Formmessunsicherheiten von einigen 10 bis einigen 100 nm.

Neben der Formmessung ermöglicht die Deflektometrie auch die hochgenaue Verformungsmessung. Mit Differenz-Deflektometrie lassen sich Verformungen von einigen zehn Nanometern nachweisen, und als Prüfverfahren kommt das Verfahren ebenfalls sogar auf eine Empfindlichkeit von einigen Nanometern (z.B. für Polierspuren und überlackierte Kratzer).

Michael Kalms

Dipl.-Phys.
  • Gruppenleiter

Anwendungen

Die hier beschriebenen geometrischen Messtechniken werden wegen ihrer Robustheit und Vielseitigkeit in der Automobilindustrie (z.B. Formmessungen an unbehandelten oder lackierten Fahrzeugoberflächen) über den Schiffbau (s.o.), der Luft- und Raumfahrt (s.o.) sowie in der Optikindustrie (z.B. Linsenvermessung v.a. von Asphären).

bei Energieerzeugungssystemen (z.B. Solarkollektoren) oder Spezialanwendungen (z.B. Teleskopspiegel oder optische Elemente für die Halbleiterfertigung) angewandt.
Neben den beschriebenen Messverfahren wird in der Arbeitsgruppe außerdem der FringeProcessor weiterentwickelt, der in Messgeräten und Verfahren als Steuerungs- und Auswertungssoftware verwendet wird, weitere Details siehe Spezielle Funktionen.