Fraunhofer- Institut IKTS Prozessüberwachung mit Laser-Speckle-Photometrie

Aufbau des Demonstrators für die Laser-Speckle-Photometrie zur Inline-Prozessüberwachung.
Aufbau des Demonstrators für die Laser-Speckle-Photometrie zur Inline-Prozessüberwachung.

Die Laser-Speckle-Photometrie (LSP) der IKTS ist ein neues Verfahren für die Inline-Überwachung industrieller Prozesse. Das System analysiert Oberflächeneigenschaften und zieht daraus Rückschlüsse auf Geometrie, Porosität oder Oberflächendefekte für eine Vielzahl von Materialien.

Seit den 1960er Jahren werden Speckle-Muster für die Bewertung qualitätsrelevanter Werkstoffgrößen und Defekte genutzt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren benötigt die am Fraunhofer IKTS (Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme) entwickelte Laser-Speckle-Photometrie keinen Referenzstrahl. Dadurch ist ein einfacher Aufbau möglich, der problemlos in die Prozessleittechnik integriert werden kann. Messung und Berechnung der gewonnenen Daten erfolgen in Echtzeit. Im Vordergrund der Forschungen steht die Inline-Prozessüberwachung: Dazu gehören additive Verfahren sowie Beschichtungs- und biotechnologische Prozesse. Bei diesen Prüfmethoden wird das untersuchte Material nicht beschädigt.

Die Laser-Speckle-Photometrie basiert auf der Auswertung der zeitlichen Veränderung von Speckle-Mustern. Das Verfahren ermöglicht es Porosität und Oberflächendefekte unterschiedlichster Materialien zu ermitteln. Ein Speckle-Muster wird sichtbar, wenn eine raue Oberfläche mit einer kohärenten Lichtquelle beleuchtet wird. Dabei entsteht eine räumliche Struktur mit zufällig verteilten Intensitäten. Mittels CMOS-Chip können sie ausgelesen werden. Außerdem kann das Objekt thermisch oder mechanisch angeregt werden. Dadurch entstehen geringste Veränderungen der Speckle-Muster, mit denen Rückschlüsse auf die Materialeigenschaften gezogen werden können.

Vom 13. bis 17. Juni 2016 wird das System auf der World Conference on Non-Destructive Testing (WCNDT) vorgestellt.